电磁场与电磁波版电磁场的基本规律.pptVIP

本章讨论内容 2.1 电荷守恒定律 讨论内容：电荷模型、电流模型、电荷守恒定律 2.2 真空中静电场的基本规律 2.3 真空中恒定磁场的基本规律 2.4 媒质的电磁特性 2.5 电磁感应定律和位移电流 2.5.2 位移电流 2.6 麦克斯韦方程组 2.7 电磁场的边界条件 本章讨论内容 可见，在z = 0处，磁场强度的切向分量是连续的，因为在分界面上（z = 0）不存在面电流。 （3）z = 0时 同样，由 ，得 例 2.7.2 如图所示，1区的媒质参数为 , 2区的媒质参数为 。若已知自由空间的电场强度为 试问关于1区中的 和 能求得出吗？ 解 根据边界条件，只能求得边界面z＝0 处的 和 。 由 ，有 则得 1区 2区 x y z 电介质与自由空间的分界面 o 又由 ，有 则得 最后得到 称为动生电动势，这就是发电机工作原理。 ( 2 ) 导体回路在恒定磁场中运动 ( 3 ) 回路在时变磁场中运动 （1） ，矩形回路静止； x b a o y x 均匀磁场中的矩形环 L （3） ，且矩形回路上的可滑动导体L以匀速 运动。 例 2.5.1 长为 a、宽为 b 的矩形环中有均匀磁场 垂直穿过，如图所示。在以下三种情况下，求矩形环内的感应电动势。 （2） ，矩形回路的宽边b = 常数，但其长边因可滑动导体L以匀速 运动而随时间增大； 解：(1) 均匀磁场 随时间作简谐变化，而回路静止，因而回路内的感应电动势是由磁场变化产生的，故 ( 2 ) 均匀磁场 为恒定磁场，而回路上的可滑动导体以匀速运动，因而回路内的感应电动势全部是由导体L在磁场中运动产生的，故得 或 ( 3 ) 矩形回路中的感应电动势是由磁场变化以及可滑动导体L 在磁场中运动产生的，故得 或 解: （1）线圈静止时，感应电动势是由时变磁场引起，故 例 2.5.2 在时变磁场 中，放置有一个 的矩形线圈。初始时刻，线圈平面的法向单位矢量 与 成α角，如图所示。试求： （1）线圈静止时的感应电动势； （2）线圈以角速度 ω 绕 x 轴旋转时的感应电动势。 x y z a b B 时变磁场中的矩形线圈 （2）线圈绕 x 轴旋转时， 的指向将随时间变化。线圈内的感应电动势可以用两种方法计算。 假定 时 ，则在时刻 t 时， 与y 轴的夹角 ，故 方法一：利用式 计算 上式右端第二项与( 1 )相同，第一项 x y z a b B 时变磁场中的矩形线圈 1 2 2 3 4 方法二：利用式 计算。 在时变情况下，安培环路定理是否要发生变化？有什么变 化？即 问题：随时间变化的磁场要产生电场，那么随时间变化的电场是 否会产生磁场？ 静态情况下的电场基本方程在非静态时发生了变化，即 ? 这不仅是方程形式的变化，而是一个本质的变化，其中包含了重要的物理事实，即 时变磁场可以激发电场 。 （恒定磁场） ? （时变场） 1. 全电流定律 而由 时变电磁场的电 流连续性方程： 发生矛盾 在时变的情况下不适用 解决办法： 对安培环路定理进行修正 由 将 修正为： 矛盾解决 ? 时变电场会激发磁场 全电流定律： —— 微分形式 —— 积分形式 全电流定律揭示不仅传导电流激发磁场，变化的电场也可以激发磁场。它与变化的磁场激发电场形成自然界的