第十五章电磁场与电磁波教案分析.pptVIP

电磁场与电磁波(1) 本章主要内容： 一、位移电流,全电流安培环路定理。 二、麦克斯韦方程组。 三、电磁波的基本性质。 四、电磁波的能量 一、位移电流，全电流安培环路定理 二、麦克斯韦方程组 作业 15.3 15.5 15.8 15.11 15.14 电磁场与电磁波 1。位移电流的引入 式中I为穿过以闭合回路L为边界的任意曲面的电流之和。 在电容器的充放电过程中： 产生上述矛盾的根源是传导电流的不连续性引起的，但可以发现，两极板的电场是随着传导电流的变化而变化，而且在数值上与传导电流的大小有重要关系： 电通量的变化率在数值上等于传导电流I！ 定义 全电流安培环路定理 2。全电流的定义，安培环路定理的修正。 3。位移电流的性质： （1）位移电流同样激发磁场。 （2）位移电流的来源为变化的电场，与电荷运动无关。 （3）位移电流不产生焦耳热。 （4）在低频时，位移电流可忽略；在高频时，位移电 流不能忽略。 例1 半径为R 的圆形平行板空气电容器，充电至使电 容器两极板间电场的变化率为 。在某一时刻，电容器内 距轴线 r 处的 P 点，有一电子沿径向向里运动，合外力为零。此刻板间的电场强度为 E ，忽略重力影响及电容器极板的边缘效应。求：（1）极板间的位移电流密度jd 、位移电流Id ； （2）P 点的磁感强度 ； （3）电子在 P 点的速度大小 。 解：（1）电容器两极板间的位移电流密度为 高频：Id大 - （2）Id均匀分布， 具有对称性，为右螺旋同心圆。取半径为 r 的圆形环路积分，应用全电流定律： 所以 （3）重力忽略不计，电子受力平衡： - 方向如图 所以有 即 例2 电容为 C ，极板面积为 S ，极间距为 d 的圆形平板电容器有漏电现象，两板间介质的介电常数为ε、磁导率为μ、电导率为γ。充电到电压V0时，然后撤去电源，试计算 （1）极板上的电量变化关系q(t) （2）位移电流Id （3）全电流I （4）两板间的磁场 等效放电电路 等效放电电路 解：（1）由等效放电电路得 （3） （4） （2） 积分形式： 三、电磁波的性质 1。平面电磁波的波动方程的推导见256页。 对于沿x方向传播的平面电磁波 由法拉第电磁感应定律： 及安培环路定律： 可解得： （1）E，H，V相互正交 且E?H为V的方向。 （2）E和H 同相位。 2。平面电磁波的性质： 四、电磁波的能量 1。电磁场的能量密度 2。电磁波的能流密度（辐射强度，坡印亭矢量S） 能流密度——单位时间通过单位截面的能量——坡印亭矢量S 例:书P278的习题15-14 解: 带电圆筒转动时等效电流为： 圆筒可视为长直流载流螺旋管 方向沿圆周切线，阻碍磁场的增加。 方向与轴平行指向右端 方向沿半径指向轴线 电磁场与电磁波