第一章第六节
河北师范大学重点建设课程
电磁场的能量与能流
§ 6 电磁场的能量和能流
? 能量守恒与转化
? 能量密度、能流密度矢量（重点）
? 机械功与场能的变化关系
内容提要,
? 电磁场能量守恒公式（重点）
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一、能量守恒与转化
能量,
物质运动强度的量度，表示物体做功的物理量。
主要形式：机械能, 热能, 化学能, 电磁能, 原子能 。
能量守恒与转化,
能量在不同形式之间可以相互转化，但总量保持不变。
电磁能的特点,
电磁场作为一种物质，具有能量和动量，电磁场弥
散于全空间，电磁能也应弥散于全空间。
认识一种新物质的能量从能量转化入手
热能：从机械能转化认识热能并得到热能的量度 。
电磁能：从电磁场对带电体系做功来认识电磁能 。
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二、机械功与场能的变化关系
1、电磁场对运动带电体系所作的功
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带电体受电磁场的洛伦兹力（力密度）
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设一带电体由一种粒子组成，在电磁场中运动，
电荷密度为 ?, 运动速度为,
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在 间隔内,力 对体元 所做元功,d t rddVf ?? ?dV
电磁场 对整个带电体单位时间所做功,
电磁场对物体所做功转化为物体的机械能或转化为
热能（改变速度或焦耳热）
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2、功与场量的关系
利用
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三, 能量密度与能流密度矢量
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带电体能
量的增加
率
电磁场能量
减少率
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因此 w 为单位体积的能量 --- 能量密度 。
单位体积能量
的增加率
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称为能流密度矢量 （ 玻印亭矢量 ） 它表
示单位时间, 垂直通过单位面积的能量,
用来描述能量的传播 。
均匀各项同性
线性介质 中的
能量密度
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四, 电磁场能量守恒公式
电磁场单位时间对带电粒子做的功
等于 V 内电磁场能量的减少率与单
位时间流入 V 内的电磁能量之和。
对于全空间电磁场对带电体做功的功
率恒等于电磁场能量的减少率。 dt
dW
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????电磁场能量守恒的微分形式
dt
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?? 电磁场能量守恒的积分形式
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五、电磁场能量的传输
电磁场的能量不在导体中传播而是在场中传播
J
E
S H
习题：书中例题
思考题：导线的作用？
能否不用导线来传递能量？
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电磁场的能量与能流
§ 6 电磁场的能量和能流
? 能量守恒与转化
? 能量密度、能流密度矢量（重点）
? 机械功与场能的变化关系
内容提要,
? 电磁场能量守恒公式（重点）
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一、能量守恒与转化
能量,
物质运动强度的量度，表示物体做功的物理量。
主要形式：机械能, 热能, 化学能, 电磁能, 原子能 。
能量守恒与转化,
能量在不同形式之间可以相互转化，但总量保持不变。
电磁能的特点,
电磁场作为一种物质，具有能量和动量，电磁场弥
散于全空间，电磁能也应弥散于全空间。
认识一种新物质的能量从能量转化入手
热能：从机械能转化认识热能并得到热能的量度 。
电磁能：从电磁场对带电体系做功来认识电磁能 。
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二、机械功与场能的变化关系
1、电磁场对运动带电体系所作的功
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在 间隔内,力 对体元 所做元功,d t rddVf ?? ?dV
电磁场 对整个带电体单位时间所做功,
电磁场对物体所做功转化为物体的机械能或转化为
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2、功与场量的关系
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三, 能量密度与能流密度矢量
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因此 w 为单位体积的能量 --- 能量密度 。
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用来描述能量的传播 。
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四, 电磁场能量守恒公式
电磁场单位时间对带电粒子做的功
等于 V 内电磁场能量的减少率与单
位时间流入 V 内的电磁能量之和。
对于全空间电磁场对带电体做功的功
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五、电磁场能量的传输
电磁场的能量不在导体中传播而是在场中传播
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习题：书中例题
思考题：导线的作用？
能否不用导线来传递能量？
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