关于位移电流教学的拓展
摘要：在课堂讲授中，对位移电流和传导电流进行比较讨论，并从科学研究方法上进行分析，对学员深刻理解基本概念和科学素质培养有较好的作用。
关键词：位移电流；传导电流；教学拓展
我院给本科学员讲授大学物理课程所选用的教材[1]以及其他一些面向工科专业学员的大学物理教材[2]~[3]中，有关位移电流的介绍均比较单薄，目的主要还是引出安培环路定理的修正，以便讲授麦克斯韦方程组。我们在教学中，针对学员的疑问，尝试对位移电流的讲授进行适当拓展，对位移电流和传导电流进行比较讨论，并结合科学研究方法进行分析，取得了较好的教学效果。
首先，要在讲授中使学员清晰理解位移电流与传导电流。位移电流 ，是在空间中，由于电场变化而产生的“等效电流”；传导电流 ，是在导体中，自由电荷在电场力作用下作定向移动而形成的电流。两者的不同之处是：（1）位移电流由变化电场产生，与电荷的宏观运动无关；传导电流由运动电荷产生，与电荷的宏观定向运动有关。（2）位移电流可以存在于真空、介质和导体中，因为位移电流密度的定义为，可见只要存在变化的电场，就有相应的位移电流，而变化的电场是可以存在于真空、介质和导体中的。位移电流的方向与电场的方向可能相同，也可能相反，因为 ；传导电流存在于导体中，方向始终与电场方向一致，因为 。
（3）位移电流在真空和导体中无热效应，在介质中有热效应，因为 ，可见位移电流中包含有极化电流，而极化电流在有极分子介质中有热效应，所以位移电流在有极分子介质中也有热效应。在高频时，介质损耗较大，热效应会较明显，但不遵守焦耳—楞次定律；传导电流在导体中有热效应，遵守焦耳楞次定律。两者的相同之处是：位移电流和传导电流都激发磁场，麦克斯韦关于位移电流假设的实质就是认为变化的电场要激发磁场。在麦克斯韦位移电流假设基础上所导出的结果，都与实验符合得很好。
另外，还可以适当讲解下运流电流 。在真空中，由自由电荷在电场力作用下作定向移动形成的电流称为运流电流 。广义上的全电流除包括教材中所提到的传导电流和位移电流外，还应包括运流电流。
其次，在讲授中可适当介绍麦克斯韦提出位移电流假设的有关史料及其重大意义。1861年12月10日，麦克斯韦在给开尔文的信中，对电磁学理论作出了另一个突破性的贡献，提出“位移电流”假说，并于1862年在英国《哲学杂志》上发表的论文《论物理学的力线》中阐述了包括“位移电流”等在内的一些电磁学新概念。结合麦克斯韦于1861年假设的感应电场（涡旋电场），在此基础上，他给出了电磁场理论更完整的数学表述，提出了电磁波的概念，并推算了电磁波的传播速度，更明确提出了光的电磁理论。而在实验验证了电磁波的存在以后，就为位移电流的假说提供了最有力的证据。麦克斯韦所做的这些工作，是一种重要
关于位移电流教学的拓展
摘要：在课堂讲授中，对位移电流和传导电流进行比较讨论，并从科学研究方法上进行分析，对学员深刻理解基本概念和科学素质培养有较好的作用。
关键词：位移电流；传导电流；教学拓展
我院给本科学员讲授大学物理课程所选用的教材[1]以及其他一些面向工科专业学员的大学物理教材[2]~[3]中，有关位移电流的介绍均比较单薄，目的主要还是引出安培环路定理的修正，以便讲授麦克斯韦方程组。我们在教学中，针对学员的疑问，尝试对位移电流的讲授进行适当拓展，对位移电流和传导电流进行比较讨论，并结合科学研究方法进行分析，取得了较好的教学效果。
首先，要在讲授中使学员清晰理解位移电流与传导电流。位移电流 ，是在空间中，由于电场变化而产生的“等效电流”；传导电流 ，是在导体中，自由电荷在电场力作用下作定向移动而形成的电流。两者的不同之处是：（1）位移电流由变化电场产生，与电荷的宏观运动无关；传导电流由运动电荷产生，与电荷的宏观定向运动有关。（2）位移电流可以存在于真空、介质和导体中，因为位移电流密度的定义为，可见只要存在变化的电场，就有相应的位移电流，而变化的电场是可以存在于真空、介质和导体中的。位移电流的方向与电场的方向可能相同，也可能相反，因为 ；传导电流存在于导体中，方向始终与电场方向一致，因为 。
（3）位移电流在真空和导体中无热效应，在介质中有热效应，因为 ，可见位移电流中包含有极化电流，而极化电流在有极分子介质中有热效应，所以位移电流在有极分子介质中也有热效应。在高频时，介质损耗较大，热效应会较明显，但不遵守焦耳—楞次定律；传导电流在导体中有热效应，遵守焦耳楞次定律。两者的相同之处是：位移电流和传导电流都激发磁场，麦克斯韦关于位移电流假设的实质就是认为变化的电场要激发磁场。在麦克斯韦位移电流假设基础上所导出的结果，都与实验符合得很好。
另外，还可以适当讲解下运流电流 。在真空中，由自由电荷在电场力作用下作定向移动形成的电流称为运流电流 。广义上的全电流除包括教材中所提到的传导电流和位移电流外，还应包括运流电流。
其次，在讲授中可适当介绍麦克斯韦提出位移电流假设的有关史料及其重大意义。1861年12月10日，麦克斯韦在给开尔文的信中，对电磁学理论作出了另一个突破性的贡献，提出“位移电流”假说，并于1862年在英国《哲学杂志》上发表的论文《论物理学的力线》中阐述了包括“位移电流”等在内的一些电磁学新概念。结合麦克斯韦于1861年假设的感应电场（涡旋电场），在此基础上，他给出了电磁场理论更完整的数学表述，提出了电磁波的概念，并推算了电磁波的传播速度，更明确提出了光的电磁理论。而在实验验证了电磁波的存在以后，就为位移电流的假说提供了最有力的证据。麦克斯韦所做的这些工作，是一种重要