充电圆平行板电容器电磁场分布.pdf

第 35卷第 2期 大 学 物 理 Vo1．35N0．2 2016．年 2月 C0LLEGE PHYSICS Feb．2016 充电圆平行板电容器的电磁场分布 江俊勤 (广东第二师范学院 物理系 ，广东 广州 510303) 摘要 ：用 Mathematica对充 电圆平行板 电容器 的电磁场进行详细的数值研究；给出了电容器 内外的电势、电场强度 以及磁 感应强度的空间分布 ；讨论 了电场和磁场 的边缘效应． 关键词 ：充 电圆平行板电容器 ；极板电流 ；位移电流 ；电磁场 ；边缘效应 ；数值分析 中图分类号：0442 文献标识码 ：A 文章编号：1000—0712(2016)02—0021—06 注释 中就是这样认为 的 (这是上述解法 的最大 隐患)． 感应强度 的例子．这些教材和学习指导书 ¨。对这 根据文献[4]的介绍 ，早在 1974年就有人企图 在似稳条件下 ，通过检测充一放 电时圆平行板电容 器内的磁场来验证位移电流可以激发磁场． 该实验的大意是 ：把一个螺绕环形线 圈 (下面 简称螺绕环)放在一个 圆平行板 电容器两极板 中间 {【 ，当≤时 (1) (极板为半径 R=50～80cm 的铝板 ，两极板的间距 竹s0JR ’ 一 ～ ～ 为2。)，在电容器两极板上接上一个频率为 20kHz 的低频电源．该实验 旨在探测位移电流激发的磁场 在螺绕环 中引起的电动势 ，并把这一电动势在示波 器上显示出来．图 1为该装置 的截面 图，小圆圈是 ， 螺绕环的截面 ，圆点P和交叉号是螺绕环 中的磁场 方 向． ．d2 (I， ) = 。 d 尸 tzolx ， 当 ≤ B ： (4) I．~oI — ， 当 ≥ 时 这种算法简单快捷 ，但存在两个缺点 ： 1)忽略边缘效应得到 的E、I，。和 B。存在多大 图 1 圆平行板 电容器与螺绕环 的截面图 的误差?什么情况 下可 以忽略边缘效应?都无法 虽然早就有文章 指 出该实验的理论依据是不 讨论． 对的，结论也是错的，是一个典型的张冠李戴的实验． 2)容易使人误以为磁场是由位移 电流 (即变化 但是该理论比较深奥，不容易理解 ，以致于几十年来 的磁场)产生的．事实上 ，有的资料 在其计算后 的 一 直有教师 (特别是高中教师)在做这类演示试验． 收稿 日期 ：2015—03—02；修回