課件大物下11-25電磁感應

自感電動勢：自感系數：長直螺線管的自感系數互感系數：互感電動勢：12.4磁場的能量1.

自感線圈的磁能:電容器充電以后儲存了能量，當極板電壓為U時儲能為：功能原理+-開關合上時：線圈中產生自感電動勢，方向與電源電動勢相反電源作功放出焦耳熱克服作功電源反抗自感電動勢所做的功轉化為磁能：自感的磁能2.

磁場的能量:以長直螺線管為例推導磁場的能量長直螺線管的自感磁能:長直螺線管內的磁場能量:定義磁場的能量密度:磁場所儲存的總能量:例：一根長直導線，載有電流I，已知電流均勻分布在導線的橫截面上，求單位長度導線內所儲存的磁能IRm解：單位長度磁能為：例：假定從地面到海拔0.4×106m的范圍內，地磁場為0.5×10-4

T，試粗略計算在這區(qū)域內地磁場的總磁能。解：其中地球半徑R=6×106m12.5電磁場的理論基礎電流強度不隨時間變化1.1電流強度：1.電流與電流密度穩(wěn)恒電流：電子或離子在導體中作規(guī)則運動形成的電流。傳導電流：1.2電流線不同形狀導體的電流線導體中畫一組有向曲線,若這組曲線上任一點切向都代表該點正電荷漂移運動方向,稱這一組曲線為電流線。方向:正電荷漂移運動的方向1.3電流密度大?。篸SdSdSjθθ電場靜電場感生電場靜止電荷產生磁場穩(wěn)恒磁場恒定電流產生是否存在感生磁場回顧前面幾章所涉及的電場和磁場：由于存在麥克斯韋假設了感生磁場的存在;定義了位移電流;發(fā)展了電流的概念2.位移電流(displacementcurrent)在電容器充電過程中出現(xiàn)的矛盾在某時刻回路中傳導電流強度為i取L

如圖，計算H的環(huán)流若取以L為邊界的曲面S1若取以L為邊界的曲面S2思考1：場客觀存在環(huán)流值必須唯一思考2：定理應該普適。麥克斯韋假設：位移電流的存在；提出：全電流的概念

得到：安培環(huán)路定理的普遍形式充電過程中：導線中：電流變化極板上：電量變化極板間：場量變化導線中有傳導電流I:極板間有電位移通量的變化:相當一種電流若取以L為邊界的曲面S1若取以L為邊界的曲面S2位移電流：通過某個面積的電位移通量對時間的變化率位移電流密度：位移電流的方向始終與回路中傳導電流方向一致充電時：放電時：3.安培環(huán)路定理的推廣：3.1電流概念的推廣：凡是能產生磁場的物理量均稱電流1）傳導電流載流子定向運動2）位移電流變化的電場3.2全電流全電流安培環(huán)路定理：一般形式---變化的電場產生磁場說明：位移電流僅僅從產生磁場的能力上定義的2）其它方面均表現(xiàn)出與傳導電流不同真空中：位移電流不伴有電荷的任何運動所以不產生焦耳熱1）電流概念的推廣：若取以L為邊界的曲面S1若取以L為邊界的曲面S23）用全電流概念解決前面充電過程中的矛盾可以證明設平行板電容器板面積為S例：空氣電容接在電壓為U的電源上，把電容兩極板以勻速率v拉開求：當兩極板間距為x時，電容內位移電流的密度解：位移電流的密度：例：半徑為R的平板電容器均勻充電內部充滿介質求：I

d(忽略邊緣效應)解：靜電場方程穩(wěn)恒電流的磁場方程微分形式：4.麥克斯韋電磁場理論（1865年）1.完善了宏觀的電磁場理論四個方程在確定的邊界條件下聯(lián)合解上述方程，原則上可解決電磁場的一般問題。一個力三個介質方程麥克斯韋的貢獻（）2.愛因斯坦相對論的重要實驗基礎情況下滿足的微分方程形式是波動方程3.預言電磁波的存在