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第9章電磁感應(yīng)與電磁場

第1頁本章學(xué)習(xí)關(guān)鍵點電磁感應(yīng)定律動生電動勢與感生電動勢自感與互感磁場能量電磁場與電磁波本章小結(jié)第2頁9.1電磁感應(yīng)定律9.1.1電源電動勢如右圖所表示，若將兩個電勢不等帶電體A、B用導(dǎo)線連接起來，則導(dǎo)線中就會有電場存在。在靜電力作用下，正電荷將從高電勢A板（正極）移到低電勢B板（負(fù)極），同B板負(fù)電荷中和。為使兩極板間電荷數(shù)量不變，以保持兩極板電勢差恒定，從而維持恒定電流，在這段時間內(nèi)，必須有等量正電荷從低電勢B板經(jīng)電源內(nèi)部移到高電勢A板。因為在電源內(nèi)部正電荷所受靜電力方向是由電源正極指向負(fù)極，所以不可能把正電荷從負(fù)極移到正極。要做到這一點，必須依靠一個與靜電力性質(zhì)不一樣力，這力使正電荷逆著靜電場方向運動。這種力統(tǒng)稱為非靜電力。第3頁提供非靜電力裝置稱為電源。電源有正負(fù)兩級，正極電勢高于負(fù)極電勢，用導(dǎo)線將正負(fù)兩級相連時，就形成一個閉合回路。在這一回路中，電源外部分（稱為外電路），在靜電場力作用下，電流由正極流向負(fù)極；電源內(nèi)部（稱為內(nèi)電路），在非靜電力作用下，電流由負(fù)極流向正極電源把正電荷由負(fù)極經(jīng)電源內(nèi)部移到正極時，非靜電力所做功A與所移動電荷量q之比稱為電源電動勢，即電源電動勢ε在數(shù)值上等于把單位正電荷由負(fù)極經(jīng)電源內(nèi)部移到正極過程中非靜電力所做功。若正電荷q所受到非靜電力為FK，則第4頁于是可得若定義非靜電性電場EK為單位正電荷在電源中受到非靜電力，則EK＝FK/q，于是電源電動勢可表示為由上式能夠看出，電源電動勢等于將單位正電荷繞含有電源閉合回路移動一周，電源中非靜電力所作功。簡單地說，電源電動勢等于非靜電性場強在閉合電路上環(huán)流。電動勢是標(biāo)量，但為了方便，我們要求電動勢指向是從電源負(fù)極經(jīng)由電路指向電源正極。這實際上就是非靜電力方向。在國際單位制中，電動勢單位與電勢差單位相同，都為伏特（V）。第5頁9.1.2電磁感應(yīng)現(xiàn)象1831年，英國物理學(xué)家法拉第發(fā)覺，把兩個線圈繞在一個鐵環(huán)兩邊，線圈A接直流電流，線圈B兩端用一根較長銅導(dǎo)線連接起來。在離鐵環(huán)較遠(yuǎn)處放一小磁針，以下列圖所表示。他發(fā)覺，每當(dāng)閉合電鍵K給線圈A通電時，小磁針馬上顯著擺動隨即穩(wěn)定在平衡位置上；當(dāng)切斷線圈A電流時，又發(fā)覺小磁針往返擺動現(xiàn)象。這表明在線圈通電和斷電瞬間，線圈B中有電流產(chǎn)生。法拉第將這種現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)現(xiàn)象，線圈B中出現(xiàn)電流稱為感應(yīng)電流。第6頁為了深入研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，法拉第等人還做過其它一些試驗。以下列圖所表示為幾個產(chǎn)生感應(yīng)電流經(jīng)典試驗。上述試驗中，經(jīng)過導(dǎo)體回路所圍面積磁通量發(fā)生了改變。磁通量改變可能是磁場改變引發(fā)，也可能是回路本身在磁場中運動引發(fā)。所以，能夠把產(chǎn)生感應(yīng)電流條件歸納為：當(dāng)穿過閉合導(dǎo)體回路磁通量發(fā)生改變時，回路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生我們知道，在閉合回路中出現(xiàn)感應(yīng)電流是導(dǎo)體中存在電動勢反應(yīng)，這種電動勢稱為感應(yīng)電動勢。第7頁9.1.3楞次定律1833年，楞次總結(jié)出了判定感應(yīng)電流方向定律，稱為楞次定律。其表述為：楞次電流磁通量總是力圖妨礙引發(fā)感應(yīng)電流磁通改變。按照這個定律，感應(yīng)電流必定采取這么一個方向，使得它所激發(fā)磁通對引發(fā)感應(yīng)那個磁通改變起妨礙作用。也就是說，當(dāng)引發(fā)感應(yīng)磁通增加時，感應(yīng)電流方向與該磁通方向相反（妨礙它增加）；當(dāng)引發(fā)感應(yīng)磁通降低時，感應(yīng)電流方向與該磁通方向相同（妨礙它減?。?。第8頁應(yīng)用楞次定律來判斷感應(yīng)電流方向時，可按照下面步驟進行：（1）確定原來磁場方向，即穿過閉合回路磁通量方向。（2）搞清楚穿過閉合回路磁通量是增加還是降低。（3）確定感應(yīng)電流在閉合回路中激發(fā)磁場是怎樣妨礙引發(fā)感應(yīng)電流磁通量改變。（4）最終應(yīng)用右手定則，即右手拇指指向感應(yīng)電流磁場方向，而彎曲四指確定感應(yīng)電流方向。第9頁如左圖所表示，當(dāng)磁鐵棒N極插入線圈時，經(jīng)過線圈磁通量增加。這時，線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流磁場方向應(yīng)與磁鐵磁場方向相反，以妨礙磁通量增加。最終依據(jù)右手螺旋法則就能夠確定出線圈中感應(yīng)電流Ii方向。如右圖所表示，當(dāng)磁鐵離開線圈時，穿過線圈磁通量降低，這時感應(yīng)電流磁場方向與磁鐵磁場方向相同，以妨礙磁通量降低，最終依據(jù)右手螺旋定則確定線圈中感應(yīng)電流Ii方向。第10頁能夠看出，當(dāng)磁鐵與線圈做相對運動而產(chǎn)生感應(yīng)電流時，感應(yīng)電流在線圈中流動將放出焦耳熱。依據(jù)能量守恒定律，這部分熱量只能從其它形式能量轉(zhuǎn)化而來。把磁鐵插入線圈中或從線圈中拔出來，都必須克服引力或斥力做功而消耗能量，正是這種非靜電力做功，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，將其它形式能量轉(zhuǎn)化為感應(yīng)電流所釋放焦耳熱。所以電磁感應(yīng)現(xiàn)象本質(zhì)是經(jīng)過非靜電力做功產(chǎn)生電動勢，將其它形式能量轉(zhuǎn)化成電能過程。第11頁9.1.4法拉第電磁感應(yīng)定律法拉第從試驗中總結(jié)出了電磁感應(yīng)基本規(guī)律：當(dāng)穿過閉合回路所圍面積磁通量發(fā)生改變時，不論這種改變是什么原因引發(fā)，回路中都會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，其大小與穿過回路磁通量對時間改變率成正比。在國際單位制中，此定律可表示為式中，負(fù)號表示感應(yīng)電動勢總是反抗磁通量改變。第12頁有一閉合回路，回路正向如左圖所表示，曲線法線向上。若磁場B向上且在增強，按磁通量定義，回路中磁通量φ為正，且在增加，即磁通量隨時間改變率dφ/dt也為正。按法拉第電磁感應(yīng)定律可知，感應(yīng)電動勢ε為負(fù)值，即逆著回路正向如中圖所表示。若B在減小，dφ/dt為負(fù)，則ε為正，如右圖所表示假如回路是由N匝密繞線圈組成，而穿過每匝線圈磁通量都等于φ，那么N匝密繞線圈磁通量為Nφ，所以電磁感應(yīng)定律能夠?qū)懗傻?3頁9.1.5感應(yīng)電流和感應(yīng)電荷若閉合線路電阻為R，則回路中感應(yīng)電流為設(shè)在時刻t1穿過回路L所圍面積磁通量為φ1，在時刻t2穿過回路L所圍面積磁通量為φ2，于是在Δt時間內(nèi)，經(jīng)過回路感應(yīng)電荷量為能夠看出，感應(yīng)電流與回路中磁通量隨時間改變率相關(guān)，改變率越大，感應(yīng)電流越強；但感應(yīng)電荷量則只與回路中磁通量改變量相關(guān)，而與磁通量隨時間改變率無關(guān)。在計算感應(yīng)電荷量時，上式取絕對值。第14頁【例9-1】以下列圖所表示，有一由金屬絲繞成螺繞環(huán)，單位長度上匝數(shù)n＝6000m-1，截面積S＝2×10-3m2。在環(huán)上再繞一線圈A，其匝數(shù)為N＝6匝，電阻R＝2Ω。將螺繞環(huán)與線圈A接入一個閉合電路，現(xiàn)調(diào)整可變電阻使經(jīng)過螺繞環(huán)電流I每秒降低20A。試求：（1）線圈A中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢ε和感應(yīng)電流I；（2）4s內(nèi)經(jīng)過線圈A感應(yīng)電荷量q。【解】（1）螺繞環(huán)內(nèi)磁感應(yīng)強度為因為磁場完全集中在環(huán)內(nèi)，所以經(jīng)過線圈A磁通量為所以，線圈A中感應(yīng)電動勢值為第15頁將各已知量代入上式可得因為線圈A電阻R＝2Ω，所以感應(yīng)電流為（2）4s內(nèi)經(jīng)過線圈A感應(yīng)電荷量q為第16頁9.2動生電動勢與感生電動勢磁通量改變會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，而磁通量改變有兩種可能性。一是磁場不變，導(dǎo)體回路形狀、大小和位置改變，或?qū)w相對于磁場運動而引發(fā)磁通量改變，這種情況下產(chǎn)生感應(yīng)電動勢稱為動生電動勢；另一個是導(dǎo)體回路不發(fā)生任何改變，而是磁場隨時間改變，而引發(fā)磁通量改變，這種情況下產(chǎn)生感應(yīng)電動勢稱為感生電動勢。第17頁9.2.1動生電動勢以下列圖所表示，導(dǎo)體回路abcda置于勻強磁場中，磁感應(yīng)強度B垂直于回路平面。因?qū)wab段在磁場中作切割磁力線運動，回路所包圍面積不停擴大，經(jīng)過回路磁通量也將不停增加，回路中將產(chǎn)生動感電動勢。設(shè)在dt時間內(nèi)ab向右移動距離為dx，則回路所包圍面積增加磁通量為故電動勢大小為第18頁由楞次定律能夠判定，導(dǎo)線ab上電動勢是從b指向a，也就是說a端電勢高于b端電勢。由此可見，在磁場中運動導(dǎo)線ab就是一個簡單電源，a端是電源正極，b端是電源負(fù)極，導(dǎo)線ab電阻就是電源內(nèi)阻。當(dāng)導(dǎo)線ab在磁場中以速度v平行移動時，導(dǎo)線內(nèi)每個自由電子都受到洛倫茲力為洛倫茲力fL方向由a指向b。在洛倫茲力作用下，自由電子將沿導(dǎo)線由a向b運動，致使自由電子在b端聚集，使a端出現(xiàn)正電荷，從而在導(dǎo)線內(nèi)建立起靜電場?？闯捎迷陔娮由响o電場力與洛倫茲力平衡時，ab兩端便有穩(wěn)定動生電勢差。由此可見，洛倫茲力是產(chǎn)生電動勢非靜電力。此時，導(dǎo)體ab段中非靜電性場強為第19頁依據(jù)電動勢定義可得，動生電動勢為上式是動生電動勢普通表示式。由上式可知，動生電動勢方向是非靜電性場強在運動導(dǎo)線上投影指向?！纠?-2】以下列圖所表示，長直導(dǎo)線中通有電流I＝10A，有一長l＝0.1m金屬棒AB，以v＝4m·s-2速度平行于長直導(dǎo)線作勻速運動，棒離導(dǎo)線較近一端到導(dǎo)線距離a＝0.1m，求金屬棒中動生電動勢。第20頁【解】因為金屬棒處于通電導(dǎo)線非均勻磁場中，所以必須將金屬棒分成很多長度元dx，要求其方向由A指向B。這么在每一dx處磁場能夠看作是均勻，其磁感應(yīng)強度大小為依據(jù)動生電動勢公式可知，dx小段上動生電動勢為因為全部長度元上產(chǎn)生動生電動勢方向都相同，所以金屬棒中總電動勢為式中負(fù)號表明動生電動勢方向與所選取線元dx方向相反，即動生電動勢ε動方向由B指向A。第21頁9.2.2感生電動勢1．感生電場和感生電動勢1861年，英國物理學(xué)家麥克斯韋提出感生電場假設(shè)，認(rèn)為因為磁場改變而產(chǎn)生一個電場，是這個電場使導(dǎo)體中自由電子作定向運動而形成電流。麥克斯韋還認(rèn)為，即使沒有導(dǎo)體，這種電場一樣存在。這種由改變磁場激發(fā)電場稱為感生電場。在改變磁場中設(shè)有一個導(dǎo)線回路L，依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和磁通量定義，可得回路中電動勢為又依據(jù)電動勢定義可得式中，EK為感生電場電場強度。感生電場電場強度是非靜電性場強。第22頁則有若閉合回路是靜止，即所包圍面積S不隨時間改變，即，則上式可寫成式中，是閉合回路所包面積內(nèi)磁感應(yīng)強度隨時間改變率。曲面積分區(qū)域S是以回路L為邊界，S正法線方向與L繞行方向遵從右手螺旋定則，所以當(dāng)選定回路L正繞行方向后，則與EK在方向上遵照右手螺旋關(guān)系。也能夠這么說假如B伴隨時間t增加，則EK方向與B反方向遵從右手螺旋關(guān)系；假如B隨時間t減小，則EK方向與B正方向遵從右手螺旋關(guān)系。這與用楞次定律判斷結(jié)果是一致。第23頁2．感生電場和靜電場感生電場是一個新型電場，與靜電場相比現(xiàn)有相同點又有不一樣點。相同點是感生電場和靜電場都對電荷有力作用，不一樣點有以下幾方面：（1）產(chǎn)生原因不一樣：靜電場是由靜止電荷所激發(fā)；而感生電場是由改變磁場所激發(fā)。（2）性質(zhì)不一樣

①靜電場電場強度沿任意閉合回路環(huán)流恒為零，即，這說明靜電場是一個保守場；而感生電場場強EK沿任意閉合回路環(huán)流普通不等于零，即，這說明感生電場不是保守場。②靜電場電力線起始于正電荷（或無窮遠(yuǎn)），終止于負(fù)電荷（或無窮遠(yuǎn)），這說明靜電場是有源場；感生電場電場線是閉合，是無頭無尾，這說明感生電場是無源場。第24頁【例9-3】已知一無限長直螺線管，半徑為R，管內(nèi)各點磁感應(yīng)強度B隨時間t均勻增大，即是常量且大于零。沿電場設(shè)一回路l，該回路方向如左圖所表示，求螺線管內(nèi)外感生電場強度EK?！窘狻看艌鼍窒抻诎霃綖镽圓周內(nèi)，且，則EK方向與B反方向遵從右手螺旋關(guān)系。由此可得，EK方向如右圖所表示。由圓對稱性可知，在半徑相同同心圓上EK大小相等。第25頁下面分兩種情況來討論螺線管內(nèi)外感生電場強度EK大?。海?）螺線管內(nèi)，即r＜R，因為在半徑為r回路l上，線元dl與感生電場強度EK處處反向，所以感生電動勢為由式（9-9）可知由此可得即第26頁（2）螺線管外，即r＞R，因為在半徑為r回路l上，線元dl與感生電場強度EK處處反向，所以感生電動勢為由式（9-9）可知由此可得即第27頁9.3自感與互感9.3.1自感以下列圖所表示，當(dāng)載流線圈中電流發(fā)生改變時，該線圈中磁通量也會發(fā)生改變，因而線圈中就有感生電動勢產(chǎn)生，這種電磁感應(yīng)現(xiàn)象稱為自感現(xiàn)象。因為線圈中電流改變而在本身線圈中產(chǎn)生電動勢稱為自感電動勢。第28頁以下列圖所表示，有一閉合回路l，所圍面積S法向沿l右手螺旋方向。若回路中有電流I，則在回路周圍存在一個磁感應(yīng)強度B，依據(jù)畢奧－薩伐爾定律可知，任一點磁感應(yīng)強度B與電流I成正比，又依據(jù)磁通量定義式，可知面積S上磁通量也和電流I成正比，即。若回路由N匝線圈密繞而成，且穿過每一匝線圈磁通量φ基本相同，則穿過N匝線圈中全磁通φm＝Nφ，也與線圈中電流成正比，即上式中，百分比系數(shù)L稱為回路自感系數(shù)，簡稱自感。自感L由回路形狀、大小、線圈匝數(shù)以及周圍磁介質(zhì)分布決定，在無鐵磁質(zhì)情況下，與線圈中電流I無關(guān)。自感L在數(shù)值上等于線圈中單位電流穿過線圈全磁通量，即第29頁依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，自感電動勢為若回路幾何形狀、大小以及周圍磁導(dǎo)率不變，則L不隨時間改變，即于是可得式中，負(fù)號表示自感電動勢將反抗回路中電流改變，即當(dāng)電流增加時，自感電動勢與電流方向相反；當(dāng)電流減小時，自感電動勢與電流方向相同。總之，任何回路中電流發(fā)生改變必定引發(fā)自感作用以反抗回路中電流改變。在國際單位制中，自感L單位為亨利（H），其換算關(guān)系為1H＝1V·A·s。慣用單位還有毫亨利（mH）和微亨利（μH），其換算關(guān)系為1H＝103mH＝106μH第30頁【例9-5】已知長直螺線管半徑為R，長為l，總匝數(shù)為N，通有電流I。求該螺線管自感?！窘狻恳罁?jù)螺線管內(nèi)磁感應(yīng)強度B計算公式可知穿過整個線圈磁通為于是可得自感為因為螺線管單位長度匝數(shù)n＝

N/l，螺線管體積V＝πR2l，于是上式可寫為第31頁9.3.2互感互感是指一個回路中電流改變，引發(fā)另一個回路中磁通量改變并激發(fā)感應(yīng)電動勢現(xiàn)象。以下列圖所表示，假定有兩個鄰近線圈1和線圈2，匝數(shù)分別為N1和N2，通有電流I1和I2。若線圈1中電流I1激發(fā)磁場穿過線圈2磁通量是φ21，依據(jù)畢奧－薩伐爾定律，在空間任一點，I1所建立磁感應(yīng)強度都與I1成正比，所以I1磁場穿過線圈2磁通量也必定與I1成正比，所以有第32頁同理，線圈2中電流I2激發(fā)磁場穿過線圈1磁通量是φ12，應(yīng)與I2成正比，所以有則可得能夠證實，在任何情況下M21和M12都相等，記作M＝M12＝M21，稱M為兩回路之間互感系數(shù)，簡稱互感。上式表明兩回路互感系數(shù)在數(shù)值上等于其中一個回路為單位電流時，其磁場穿過另一個回路磁通量。互感M數(shù)值由兩回路幾何形狀、大小、線圈匝數(shù)、兩回路相對位置以及周圍介質(zhì)磁導(dǎo)率決定在沒有鐵磁質(zhì)情況下，其數(shù)值與電流無關(guān)。于是，上面兩個式子就能夠簡寫為第33頁依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，線圈1中電流I1發(fā)生改變時，在線圈2中引發(fā)互感電動勢為同理，當(dāng)線圈2中電流I2發(fā)生改變時，在線圈1中引發(fā)互感電動勢為以上兩式成立條件是互感M為常量，即要求兩回路幾何形狀、大小、線圈匝數(shù)、相對位置及磁介質(zhì)都保持不變。它們表明；當(dāng)一個回路電流隨時間改變率一定時，互感系數(shù)越大，則經(jīng)過互感在另一個回路中引發(fā)互感電動勢也越大。所以互感系數(shù)是表明兩個回路相互感應(yīng)強弱物理量?；ジ袉挝慌c自感單位相同，都為亨利。互感通慣用試驗方法測定，只有在比較簡單情況下，才能夠經(jīng)過計算來求得。第34頁9.4磁場能量9.4.1自感線圈儲存能量以下列圖所表示，將自感為L線圈接入電路中。當(dāng)電鍵K沒有接通時，回路中無電流，線圈中也沒有磁場。當(dāng)接通電鍵K瞬間，線圈中電流從零快速增加到穩(wěn)定值I。線圈中電流增加過程中，將在線圈中產(chǎn)生自感電動勢εL，以阻止磁場建立。所以，電流在線圈內(nèi)建立磁場過程中，電源供給能量轉(zhuǎn)換成線圈內(nèi)磁場能量。第35頁設(shè)在電流從零增加到穩(wěn)定值I過程中，在某時刻t回路中電流為i，電源電動勢克服自感電動勢所做功為此功等于磁場能量增量若自感不變，總磁場能量為第36頁9.4.2磁場能量磁場和電場一樣，都含有能量。為簡單起見，下面計算長直螺線管磁場能量。若體積為V長直螺線管自感L＝μn2V，螺線管線圈通有電流I，則管內(nèi)磁感應(yīng)強度B＝μnI，將其代入上式中，可得螺線管內(nèi)磁場能量為上式表明，磁場能量與磁感強度、磁導(dǎo)率和磁場所占體積相關(guān)。由此又可得出單位體積磁場能量（磁場能量密度）為上式表明，磁場能量密度與磁感應(yīng)強度二次方成正比。第37頁對于均勻各向同性介質(zhì)，因為B＝μH，所以上式可寫為上式即使是從長直螺線管勻強磁場這種特殊情況下推導(dǎo)出來，不過對于非勻強磁場也適用。在非勻強磁場中，在一體積元dV內(nèi)B和μ都可看作是均勻，所以體積元dV內(nèi)能量密度為于是可得，在有限空間內(nèi)磁場能量為第38頁9.5電磁場與電磁波9.5.1麥克斯韋電磁場理論1．位移電流若在電容器極板A附近作一閉合回路L，以此為邊界分別作兩個曲面S1和S2。由下列圖所表示可知，Ic穿過S1面，而S2面內(nèi)無電流，依據(jù)安培環(huán)路定理可得，對于面S1有而對于S2面顯然，以同一個閉合回路為界，選取不一樣曲面，H環(huán)流值是不一樣。也就是說，安培環(huán)路定理不適合非穩(wěn)恒電流情況。第39頁為了處理上述問題，麥克斯韋提出了位移電流假說，修改了安培環(huán)路定理，使之也適合于非穩(wěn)定電流情況。麥克斯韋指出，在這個電路中，電容器兩極板間即使沒有傳導(dǎo)電流，但在電容器中存在改變電場，也就是說或。下面作一簡單推導(dǎo)，以尋找傳導(dǎo)電流I與電容器中電場改變之間關(guān)系。以下列圖所表示，電容器充電過程中，A板有電荷+q，其電荷面密度為σ。顯然，充電電流為第40頁當(dāng)A板充有電荷+q，對應(yīng)地B板電荷為–q，它們之間存在電場。因為在有介質(zhì)情況下，電位移矢量D＝εE，電荷面密度σ＝εE，所以，電場中電位移矢量值等于極板上電荷面密度σ，即D＝σ。因為充電過程中q隨時間改變，即σ也隨時間改變，于是電位移矢量值D及電位移通量φd＝DS都隨時間而改變，有麥克斯韋將電位移時間改變率稱為位移電流密度，用jd表示；電位移通量時間改變率稱為位移電流，用Id表示。它們值分別是第41頁比較以上兩式，能夠得到Ic＝Id，于是可知在電容器極板間中止了傳導(dǎo)電流被位移電流連接起來了。從磁效應(yīng)方面來看，位移電流與傳導(dǎo)電流等效，即它們都按照同一規(guī)律在周圍空間激發(fā)磁場。其本質(zhì)上為改變電場也要產(chǎn)生磁場。需要注意是，傳導(dǎo)電流是由電荷定向運動形成，傳導(dǎo)電流要產(chǎn)生焦耳熱；而位移電流不產(chǎn)生焦耳熱。普通來說，電路中可同時存在傳導(dǎo)電流Ic和位移電流Id，它們之和稱為全電流，用Is表示，于是有Is＝Ic＋Id

于是，安培環(huán)路定理可修改為普通來說，安培環(huán)路定理可修正為第42頁2．麥克斯韋方程組在提出了感生電場和位移電流假設(shè)之后，麥克斯韋對電磁規(guī)律又進行了細(xì)致分析和高度概括、總結(jié)。由感生電場假設(shè)和位移電流假設(shè)知道，改變磁場要產(chǎn)生感生電場，改變電場要產(chǎn)生磁場。即在普通情況下，電場和磁場都是改變，它們將相互激發(fā)，因而它們是不可分割、統(tǒng)一整體，稱為電磁場。單獨靜電場和單獨穩(wěn)恒磁場都只是電磁場特殊情況。在普通情況下，電場和磁場都只是電磁場分量。麥克斯韋電磁場理論以后被赫茲發(fā)覺電磁波證實是正確。在電磁場中，電場是由兩部分疊加而成，即由電荷產(chǎn)生靜電場和改變磁場產(chǎn)生感生電場疊加而成。磁場也是由兩部分疊加而成，即由運動電荷產(chǎn)生穩(wěn)恒磁場和改變電場產(chǎn)生磁場疊加而成。第43頁靜電場和感生電場是兩種性質(zhì)根本不一樣電場，它們各自基本定理有將以上四式中左邊兩式和右邊兩式分別相加，可得上式中D＝D1＋D2，E＝E1＋E2。上式反應(yīng)是任何形式電場基本規(guī)律。（1）第44頁電流和改變磁場激發(fā)是性質(zhì)相同渦流磁場，它們各自基本定理有將以上四式中左邊兩式和右邊兩式分別相加，可得上式中B＝B1＋B2，H＝H1＋H2。上式反應(yīng)是任何形式磁場基本規(guī)律。（2）式（1）和式（2）統(tǒng)稱為麥克斯韋方程組。它全方面地反應(yīng)了電場和磁場基本性質(zhì)，并把電磁場作為一個整體，用統(tǒng)一觀點說明了電場和磁場之間聯(lián)絡(luò)。所以，麥克斯韋方程組是對電磁場基本規(guī)律所作總結(jié)性、統(tǒng)一性說明和完美描述。第45頁9.5.2電磁波麥克斯韋還預(yù)言了電磁波存在。假如在空間中某處有一電磁振蕩，并假定其能產(chǎn)生交變電場（或磁場），則在其周圍可產(chǎn)生交變磁場（或電場）。于是這種交變電磁場可不停地由振源向遠(yuǎn)處傳輸開來，電