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麦克斯韦理论麦克斯韦提出了两个假设：变化的磁场可产生涡旋电场 变化的电场(位移电流)可产生磁场一.位移电流1.矛盾a.导线中存在非稳恒的传导电流b.电容器两极板间无传导电流存在----回路中传导电流不连续c.任取一环绕导线的闭合曲线L，以L为边界可以作S1和S2 两个曲面对S1曲面对S2曲面----稳恒磁场安培环路定律不再适用2.位移电流设极板面积为S，某时刻极板上的自由电荷面密度为 ，则电位移通量为----电位移通量随时间的变化率等于导线中的传导电流麦克斯韦称 为位移电流，即----位移电流密度 jD讨论：a.引入位移电流ID，中断的传导电流I由位移电流ID接替，使电路中的电流保持连续b.传导电流和位移电流之和称为全电流c.对任何电路来说，全电流永远是连续的证：单位时间内流出闭合曲面S的电量等于该闭合曲面内电量的减少----电荷守恒定律的数学表达式由高斯定理即或 ---- 永远是连续的二.安培环路定律的普遍形式----全电流定律对前述的电容器有而 ----对同一环路L， 的环流是唯一的讨论：a.位移电流揭示了电场和磁场之间内在联系，反映了自然现象的对称性b.法拉弟电磁感应定律表明变化的磁场能产生涡旋电场；位移电流的观点说明变化的电场能产生涡旋磁场c.电场和磁场的变化永远互相联系着，形成统一的电磁场说明：位移电流与传导电流的区别：a.传导电流表示有电荷作宏观定向运动，位移电流只表示电场的变化b.传导电流通过导体时要产生焦耳热,位移电流在导体中没有这种热效应c. ID与 方向上成右手螺旋关系e.位移电流可存在于一切有电场变化的区域中(如真空、介质、导体)[例14]半径R=0.1m的两块导体圆板，构成空气平板电容器。充电时，极板间的电场强度以dE/dt=1012Vm-1s-1的变化率增加。求（1）两极板间的位移电流ID;（2）距两极板中心连线为r(r 解：忽略边缘效应，两极板间的电场可视为均匀分布两板间位移电流为根据对称性，以两板中心连线为圆心、半径为r作闭合回路L，由全电流定律有当r=R时三.麦克斯韦方程组对静电场和稳恒磁场有静电场的高斯定理静电场的环路定律稳恒磁场的高斯定理稳恒磁场的安培环路定律空间既有静电场和稳恒磁场，又有变化的电场和变化的磁场麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组的微分形式物理意义概括：方程1：任何闭合曲面的电位移通量只与该闭合曲面内自由电荷有关，同时反映了变化的磁场所产生的电场总是涡旋状的 ----电场的高斯定理方程2：变化的磁场产生涡旋电场,即变化的磁场总与电场相伴----法拉弟电磁感应定律方程3：任何形式产生的磁场都是涡旋场，磁力线都是闭合的----磁场的高斯定理方程4：全电流与磁场的关系，揭示了变化电场产生涡旋磁场的规律，即变化的电场总与磁场相伴 ----全电流定律在各向同性介质中，电磁场量之间有如下的关系根据麦克斯韦方程组、电磁场量之间关系式、初始条件及电磁场量的边界条件，可以确定任一时刻介质中某一点的电磁场
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