(
课件网) 2020 全国高中生物理学奥林匹克竞赛 普通物理学 （含竞赛真题练习） 电容器充电时,电流非闭合： S2 K R ? C I S1 L 原安培环路定理不适用. §5.1位移电流(Displacement Current)? In 1861,J.C.Maxwell(1831-1879)提出 “位移电流”假设,使电流“闭合”. “全电流”：I+Id ———闭合、连续 定义： 位移电流密度 推导： 位移电流 Note: Id的本质,是变化的电场,仅在产生磁场这一点上,与传导电流等价. §5.2麦克斯韦方程组(Maxwell?s Equations)? In 1864, J.C.Maxwell：《Dynamical Theory of the Electromagnetic Field》 ⑴ 自由电荷密度 ——— 的高斯定理 (反映电场的有源性) ⑵ ——— 的高斯定理 (反映磁场的涡旋性or无源性) ⑶ ———普遍的安培环路定理 (反映变化电场和磁场的联系) 其中： ———磁场强度 ———传导电流密度 ⑷ ———法拉第电磁感应定律 (反映变化磁场和电场的联系) ①麦氏方程组除积分形式外,还有微分形式(See P.405) Notes: ②Maxwell对电磁学的贡献： i)提出了位移电流和感应电场的概念 ii)系统总结了电磁场的基本规律 iii)预言了电磁波的存在 iv)指出光是一种电磁波 §5.3 电磁场的物质性 (Materiality of Electromagnetic Field)? 电磁场是一种物质(场物质),它有能量、质量和动量,可与其它物质相互作用. 单位体积电磁场的能量： 单位体积电磁场的质量： 单位体积电磁场的动量： 实物物质 场物质 静止质量 有 无 运动速度 ?c c 对空间的占据 不可叠加 可叠加 波粒二象性 有 有 Chap.5 SUMMARY ⒉ 麦氏方程组的积分形式及其物理意义 ⒈ 位移电流 ⒊ 单位体积电磁场的能量、质量和动量 Chap.5 EXERCISES ⒈ 对于位移电流,有下述说法,请指出哪一说法正确. (A)位移电流是由变化电场产生的. (B)位移电流是由变化磁场产生的. (C)位移电流热效应服从焦耳-楞次定律. (D)位移电流磁效应不服从安培环路定理. 答案：(A) ⒉ 一平行板空气电容器的两极板都是半径为R的圆形导体片,在充电时,板间电场强度的变化率为dE/dt. 若略去边缘效应,则两板间的位移电流为 . 解： [思考] 若极板间充满均匀电介质(?r),结果? ⒊ 积分形式的麦克斯韦方程组为 ① ② ③ ④ 试判断下列结论是包含于或等效于哪一个麦克斯韦方程的. ⑴变化的磁场一定伴随有电场： ⑵磁感应线是无头无尾的： ⑶电荷总伴随有电场： 答案： ② ③ ① 谢谢观看！ 祝大家竞赛顺利、学业有成
