安培环路的曲面证据

导线被“截断”后,环量去哪了?

同一条闭合环路,可以张成穿过导线的曲面,也可以鼓进电容器极板间隙。若只数穿过曲面的传导电流,两种算法会不会互相矛盾?

先做预测 保持安培环路不变,只更换它所围成的曲面,磁场环量应当一致吗?

把判断先放在桌面上

选一个判断,再去两张曲面上取证。

充电电容器与两种跨界曲面 上方导线向电容器输送电荷,蓝色虚线为固定安培环路,黄色半透明区域显示当前选择的跨界曲面。 固定安培环路 S₁ 穿过导线 I 极板间无电荷穿越 极板间电场示意(变化率见读数)
穿过当前曲面的传导电流 Ic 2.000 mA
位移电流 Id = ε₀ dΦE/dt 0.000 mA
环量 ∮B·dl = μ₀(Ic+Id) 2.513 × 10⁻⁹ T·m

曲面 S₁:电流真的穿过导线截面

这里计入传导电流 I,而极板间电通量变化没有穿过当前曲面,所以 Id = 0。

两张曲面的证据账本

教学模拟数据:已查看的曲面会记录当前参数下的结果;调节参数后,账本会同步更新。

曲面IcIdIc+Id
S₁ 导线曲面2.000 mA0.000 mA2.000 mA
S₂ 间隙曲面0.000 mA待取证待取证

结论暂未揭示
请切换到另一张曲面,比较 Ic + Id。

模型边界

本实验采用真空间隙、准静态的理想平行板电容器近似:极板间电场均匀,并忽略边缘效应。因此 ΦE = EA,且充电时 I = ε₀A·dE/dt。

别把名字当成粒子运动

位移电流不是电荷穿过极板间介质。

它是随时间变化的电通量在安培—麦克斯韦定律中的等效贡献;这里没有把介质“导通”。