位移電流與麥克斯韋方程組演示文稿當(dāng)前1頁(yè)，總共14頁(yè)。優(yōu)選位移電流與麥克斯韋方程組當(dāng)前2頁(yè)，總共14頁(yè)?！?.1位移電流與麥克斯韋方程組

一位移電流的提出

麥克斯韋把恒定磁場(chǎng)的安培環(huán)路定理用于非恒定的情況時(shí)，出現(xiàn)了矛盾。為了解決這一矛盾，麥?zhǔn)弦肓宋灰齐娏鞯募僬f(shuō)。1、恒定電流情形

在恒定電流的情況下，無(wú)論回路周圍有無(wú)磁介質(zhì)，安培環(huán)路定理式中I是穿過(guò)以閉合曲線L為邊界的任意曲面的為傳導(dǎo)電流密度。

傳導(dǎo)電流，都成立當(dāng)前3頁(yè)，總共14頁(yè)。對(duì)如圖所示的恒定電流電路S1、S2是以L為周界的兩個(gè)任意曲面。2、非恒定情形

將安培環(huán)路定理用于含有電容C的回路時(shí)，如圖（非恒定電流電路）取S1、S2面，有

知由恒定電流的條件當(dāng)前4頁(yè)，總共14頁(yè)。

即非恒定情形下，安培環(huán)路定理不成立。線不閉合。

麥克斯韋發(fā)現(xiàn)并分析了這個(gè)矛盾后指出，矛盾的根源在于傳導(dǎo)電流不連續(xù)，

在圖中取由（S1+S2）組成的閉合曲面S，對(duì)S寫出電流的連續(xù)性方程

此式說(shuō)明：流進(jìn)S的電流，等于單位時(shí)間在極板A上增加的電荷量；反之，流出S的電流，等于單位當(dāng)前5頁(yè)，總共14頁(yè)。時(shí)間極板上減少的電荷量。

極板上的電荷變化，在極板間產(chǎn)生變化電場(chǎng)，麥克斯韋假設(shè)這時(shí)高斯定理仍成立，即有

都隨t變

兩邊對(duì)時(shí)間求導(dǎo)S面靜止，對(duì)面S的積分和求導(dǎo)可以交換次序，并結(jié)合電流的連續(xù)性方程得當(dāng)前6頁(yè)，總共14頁(yè)。

令說(shuō)明線是連續(xù)的。

移項(xiàng)得

即可得

當(dāng)前7頁(yè)，總共14頁(yè)。說(shuō)明（1）上式說(shuō)明的大小等于電位移的時(shí)間變化率，的方向與電變化的方向相同。

矢量位移矢量（2）令

表示通過(guò)任意曲面的電位移通量，則對(duì)比電流強(qiáng)度的定義叫做位移電位強(qiáng)度，以Id

表示，即

當(dāng)前8頁(yè)，總共14頁(yè)。（3）恒定情形，傳導(dǎo)電流線連續(xù)

非恒定情形，引入位移電流，全電流線連續(xù)

恒定時(shí)，安培環(huán)路定理為非恒定時(shí)，安培環(huán)路定理改寫為非恒定時(shí)的安培環(huán)路定理也叫全電流定理。

當(dāng)前9頁(yè)，總共14頁(yè)。

（4）將全電流定理用于前面的電容電路，并注意對(duì)電容器極板間有

由高斯定理得，非恒定時(shí)高斯定理仍成立對(duì)S1面有對(duì)S2面有

前面非恒定情形下出現(xiàn)的矛盾解決了。

當(dāng)前10頁(yè)，總共14頁(yè)。（5）意義

位移電流的引入，深刻揭露了電場(chǎng)和磁場(chǎng)的內(nèi)在聯(lián)系，反映了自然現(xiàn)象的對(duì)稱性。感生電場(chǎng)的假說(shuō)說(shuō)明變化的磁場(chǎng)能產(chǎn)生渦旋電場(chǎng)；位移電流的假說(shuō)說(shuō)明變化的電場(chǎng)能激發(fā)渦旋磁場(chǎng)。兩種變化的場(chǎng)永遠(yuǎn)互相聯(lián)系著，形成統(tǒng)一的電磁場(chǎng)。二位移電流的性質(zhì)1、位移電流與傳導(dǎo)電流一樣能激發(fā)磁場(chǎng)當(dāng)沒(méi)有傳導(dǎo)電流時(shí)，由全電流定理得

說(shuō)明：位移電流也能激發(fā)磁場(chǎng)，實(shí)質(zhì)上是變化電場(chǎng)激發(fā)變化磁場(chǎng)。

當(dāng)前11頁(yè)，總共14頁(yè)。

變化電場(chǎng)激發(fā)的變化磁場(chǎng)是右旋的，而變化磁和的環(huán)路定理中等式右邊一個(gè)為“+”號(hào)，一個(gè)場(chǎng)激發(fā)的電場(chǎng)則是左旋的如圖：（區(qū)別來(lái)源于為“-”號(hào)）

2、位移電流與傳導(dǎo)電流的區(qū)別（1）只要變化，就有位移電流；電介質(zhì)中當(dāng)前12頁(yè)，總共14頁(yè)。

第一項(xiàng)為變化電場(chǎng)引起的位移電流，與電荷定向運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的電流。

第二項(xiàng)是極化電荷運(yùn)動(dòng)引起的位移電流：變化電場(chǎng)作用下，電介質(zhì)極化，電介質(zhì)分子的偶極矩不斷變化，從而極化電荷不斷變化，偶極矩不斷取向，產(chǎn)生熱效應(yīng)；對(duì)于由有極分子組成的電介質(zhì)產(chǎn)生較大的熱量（變化的電場(chǎng)迫使有極分子反復(fù)極化，不斷取向，從而使分子熱運(yùn)動(dòng)加?。?。（2）傳導(dǎo)電流與位移電流概念不同

當(dāng)前13頁(yè)，總共14頁(yè)。傳導(dǎo)電流

位移電流電荷定向運(yùn)動(dòng)真空中電場(chǎng)的變化引起產(chǎn)生焦耳熱服從焦耳定律真空中不產(chǎn)生熱效應(yīng)；有介質(zhì)時(shí)要產(chǎn)生熱效應(yīng)，但不服從焦耳定律

只在導(dǎo)體中

可在導(dǎo)體中，真空中，介質(zhì)中，導(dǎo)線中Id很小可