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1、一、能量守恒與轉(zhuǎn)化 能量： 物質(zhì)運動強度的量度，表示物體做功的物理量。 主要形式：機械能 、 熱能 、 化學能 、 電磁能 、 原子能 。 能量守恒與轉(zhuǎn)化： 能量在不同形式之間可以相互轉(zhuǎn)化，但總量保持不變。 電磁能的特點： 電磁場作為一種物質(zhì)，具有能量和動量，電磁場彌 散于全空間，電磁能也應彌散于全空間。 認識一種新物質(zhì)的能量從能量轉(zhuǎn)化入手 熱能：從機械能轉(zhuǎn)化認識熱能并得到熱能的量度 。 電磁能：從電磁場對帶電體系做功來認識電磁能 。 二、機械功與場能的變化關(guān)系 1、電磁場對運動帶電體系所作的功 VJf 帶電體受電磁場的洛倫茲力（力密度） d Vd tJE d Vd tvBvvEd Vd tv
2、f 設一帶電體由一種粒子組成，在電磁場中運動， 電荷密度為 ， 運動速度為 ,dtrdv vJ 在 間隔內(nèi)， 力 對體元 所做元功： d t rddVf dV 電磁場 對整個帶電體單位時間所做功： 電磁場對物體所做功轉(zhuǎn)化為物體的機械能或轉(zhuǎn)化為 熱能（改變速度或焦耳熱） V dVJEdtdA 2、功與場量的關(guān)系 利用 t HEHH t DEHEJE t DJH dHEdV t B H t D EdVJE HE t B H t D JEvf HE t B HHEEHHE VV HES t BH t DE t w ,令： VV dVvfdVJEdtdA dSdtdWdSdVtwdtdA V則： dV
3、wW V 三 、 能量密度與能流密度矢量 1、能量密度 2 2 22 , 1 ,2 1 , 1 rd r HE s r H r E s 而 dt Wd dt dW dt dA 0 dHEdSV ，當 dSdtdWdSdVtwdtdA V 帶電體能 量的增加 率 電磁場能量 減少率 t B t D t w 因此 w 為單位體積的能量 - 能量密度 。 HS 稱為能流密度矢量 （ 玻印亭矢量 ） 它表 示單位時間 、 垂直通過單位面積的能量 ， 用來描述能量的傳播 。 均勻各項同性 線性介質(zhì) 中的 能量密度 HBED ， BHD ttt D 2 1 BHDw 2 1 dSdtdWdtdA 四 、 電磁場能量守恒公式 電磁場單位時間對帶電粒子做的功 等于 V 內(nèi)電磁場能量的減少率與單 位時間流入 V 內(nèi)的電磁能量之和。 對于全空間電磁場對帶電體做功的功 率恒等于電磁場能量的減少率。 dtdWdtdA vf t wS 電磁場能量守 恒的微分形式 dt dAdS dt dW 電磁場能量守 恒的積分形式 V S 五、電磁場能量的傳輸 電磁場的能量不在導體中傳播而是在場中傳播 J E S H
《能量守恒與轉(zhuǎn)化》PPT課件
