高二物理竞赛电场能量和电磁场理论简介课件

AB10.4静电场的能量

以平行板电容器为例，来计算电场能量。

+设在时间t内，从B板向A板迁移了电荷在将dq从B板迁移到A板需作功极板上电量从0—Q作的总功为忽略边缘效应，对平行板电容器有能量密度不均匀电场中（适用于所有电场）已知均匀带电的球体，半径为R，带电量为QRQ从球心到无穷远处的电场能量解r求例取体积元

麦克斯韦（1831-1879）英国物理学家。经典电磁理论的奠基人,气体动理论创始人之一.他提出了有旋场和位移电流的概念，建立了经典电磁理论，并预言了以光速传播的电磁波的存在。在气体动理论方面，他还提出了气体分子按速率分布的统计规律。*12.6Maxwell电磁场理论简介1865年麦克斯韦在总结前人工作的基础上，提出完整的电磁场理论，他的主要贡献是提出了“有旋电场”和“位移电流”两个假设，从而预言了电磁波的存在，并计算出电磁波的速度（即光速）。1888年赫兹的实验证实了他的预言，麦克斯韦理论奠定了经典动力学的基础，为无线电技术和现代电子通讯技术发展开辟了广阔前景。

(真空中)引言K引言恒定磁场的安培环路定理在电容器充(放)电情况中遇到的问题麦克斯韦研究产生这种矛盾的原因,提出了位移电流假说全电流安培环路定理s封闭l周界非封闭s1非封闭s1非封闭s10ldHl2s对两极板间中断IcIcIc++++qq2s非封闭分割公共周界线ldHlIc对s1导线上有变化的传导电流Ic+IcjcqqIcFDD++IcjcDqFDqIc++qFDDjcqIcIc麦克斯韦称电位移通量对时间的变化率FDtdd为位移电流FDtddId及eDtejd为位移电流密度传导电流Icqtdd电路中传导电流密度jc则FDtddqtdd电场中也具有电流量纲与等量值,并IcDsFDds高斯定理2sqDds对封闭面用ss12ssl位移电流全电流全电流传导电流位移电流全电流+IdIcsI+sdsjd+sjcdssjcds+eDtesds注意:位移电流仅由变化的电场所引起,它既可沿导体传播,也可脱离导体在真空中传播,并且不产生焦耳热.传导电流则由运动的电荷产生,在导体中传播时会产生焦耳热.全电流安培环路定理全电流安培环路定理对恒定和非恒定情况均适用.例如,前述电容器充电的非恒定情况:s1对0ldHlIc+Ic2s对FDtddId0ldHl+((IcldHlIdIcsI+sjcds+eDtesds全电流安培环路定理(全电流定理)Ic0在的空间ldlHeDtesds磁场变化的电场予示产生的规律.并定理表明传导电流位移电流都能产生,磁场例题Ic0两极板间ldlHeDtesdsD设均匀,柱形分布半径R则在处产生的磁场大小为rHpeDteR2eDtepr22pHr()rR()rRrR0HHeDteR22rHeDte2rDH0RrlDH+++++eDte0充电过程思考ldlHeDtesds注意该式右方无负号.应如何判断的方向?H麦氏方程组积分形式Hldl()+jcDdstees-EldldseBste磁场电场环路定理Bdss0rVddssVD高斯定理磁场电场麦克斯韦方程组的积分形式含四大方程了解各方程的普遍含义传导电流能产生磁场,变化的电场也能产生磁场.麦克斯韦将恒定磁场的安培环路定理推广为更普遍的全电流安培环路定理.Eldl+Eldl静Eldl涡-dseBste0+Eldl涡Eldl静0推广后的空间任一点+EEE静涡DDD+静涡麦克斯韦认为麦克斯韦方程组的积分形式Bdss0Hldl()+jcDdsteesrVddssVD-EldldseBste电场高斯定理磁场高斯定理电场环路定理磁场环路定理无论是传导电流还是位移电流,它们产生的磁场,其磁感应线都是闭合的.dssD+dssD静dssD涡rVdVSqi0dssD静+0dssD涡方程组再现这就是著名的电磁场基本方程:麦克斯韦方程组的积分形式Bdss0Hldl()+jcDdsteesrVddssVD-EldldseBste历史意义静电场恒定磁场变化电场变化磁场基本性质相互关系电磁运动普遍规律的精髓经典电磁场理论的基石

例1有一圆形平行平板电容器,.现对其充电,使电路上的传导电流,若略去边缘效应,求（1）两极板间的位移电流;（2）两极板间离开轴线的距离为的点处的磁感强度.*

解如图作一半径为平行于极板的圆形回路，通过