第一篇：《電磁學(xué)》教學(xué)大綱

《電磁學(xué)》教學(xué)大綱

英文名稱：electromagnetics 授課專業(yè)：物理學(xué)

學(xué)時(shí)：7

2學(xué)分：開(kāi)課學(xué)期：二年級(jí)上學(xué)期 適用對(duì)象：物理學(xué)專業(yè)

一、課程性質(zhì)與任務(wù)

電磁學(xué)是物理學(xué)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。電磁學(xué)已滲透到物理學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，成為研究物質(zhì)過(guò)程必不可少的基礎(chǔ)。通過(guò)本門課程的教學(xué)，要求：使學(xué)生能全面地認(rèn)識(shí)和理解電磁運(yùn)動(dòng)的基本現(xiàn)象和基本概念，系統(tǒng)地掌握電磁運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律，具有一定的分析和解決電磁學(xué)問(wèn)題的能力，并為學(xué)習(xí)后繼課程打下必要的基礎(chǔ)。通過(guò)對(duì)電磁學(xué)發(fā)展史上某些重大的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明的介紹，使學(xué)生了解物理學(xué)思想和實(shí)驗(yàn)方法，培養(yǎng)學(xué)生的辯證唯物主義世界觀，使學(xué)生獲得科學(xué)方法論上的教益。

二、課程教學(xué)的基本要求、正確理解以下基本概念和術(shù)語(yǔ) ：

基本粒子、靜電場(chǎng)、庫(kù)侖力、電場(chǎng)強(qiáng)度、電通量、電位、電位差、電功、靜電平衡、靜電屏蔽、電容、加速器、靜電能、極化強(qiáng)度、電位移向量、電流密度、超導(dǎo)、電功率、經(jīng)典金屬電子論、電動(dòng)勢(shì)、非靜電力、溫差電動(dòng)勢(shì)、靜磁場(chǎng)、磁感應(yīng)強(qiáng)度、安培力、磁通量、磁矩、電磁感應(yīng)、感生電場(chǎng)、自感、互感、渦電流、趨膚效應(yīng)、磁能、磁化強(qiáng)度、磁化電流、磁場(chǎng)強(qiáng)度、順磁性、抗磁性、鐵磁性、磁疇、鐵磁屏蔽、位移電流、電磁場(chǎng)、能流密度、電磁波譜。、掌握以下基本規(guī)律及分析計(jì)算方法

（1）靜電場(chǎng)基本定律和定理：庫(kù)侖定律、電荷守恒定律、高斯定理、環(huán)路積分定理、疊加原理。

（2）穩(wěn)恒電流和電路：歐姆定律、焦耳定律、基爾霍夫定律（節(jié)點(diǎn)方程、回路電壓方程）（3）穩(wěn)恒磁場(chǎng)的基本定律和定理：畢——伐定律，安培定律、高斯定理、環(huán)路積分定理。

（4）交變電磁場(chǎng)的基本定律和定理：楞次定律、法拉第電磁感應(yīng)定律、麥克斯韋方程組。

（5）掌握以下物理量的分析計(jì)算方法：電場(chǎng)強(qiáng)度、電位、電位差、電通量、電容、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁通量、安培力、磁矩、電動(dòng)勢(shì)、電磁能量等。、注意培養(yǎng)學(xué)生以下幾方面能力

（1）分析電磁運(yùn)動(dòng)規(guī)律及物理實(shí)驗(yàn)構(gòu)思方法，重視對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的總結(jié)，培養(yǎng)科學(xué)分析問(wèn)題的能力。

（2）積極思考并總結(jié)研究方法、實(shí)驗(yàn)技能，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。

（3）靈活有效應(yīng)用高等數(shù)學(xué)知識(shí)，解決物理問(wèn)題，進(jìn)一步提高科學(xué)知識(shí)、科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神等科學(xué)素質(zhì)。

三、課程教學(xué)內(nèi)容

第一章

靜電場(chǎng)的基本規(guī)律（12課時(shí)）

第二章

有導(dǎo)體時(shí)的靜電場(chǎng)（8課時(shí)）第三章

靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)（8課時(shí)）第四章

恒定電流和電路（8課時(shí)）第五章

恒定電流的磁場(chǎng)（12課時(shí)）第六章

電磁感應(yīng)與暫態(tài)過(guò)程（12課時(shí)）第七章

磁介質(zhì)(8課時(shí))第九章

時(shí)變電磁場(chǎng)和電磁波（4課時(shí)）

四、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

靜電場(chǎng)的高斯定理，靜電場(chǎng)的環(huán)路定理，電位，靜電平衡時(shí)導(dǎo)體的性質(zhì)，用電力線工具討論靜電平衡的若干電現(xiàn)象，電介質(zhì)存在時(shí)場(chǎng)的討論方法及場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算，電介質(zhì)存在時(shí)高斯定理的應(yīng)用，電動(dòng)勢(shì)的物理意義及數(shù)學(xué)表示方法，基爾霍夫方程組求解電路，磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量的概念，畢奧—薩伐爾定律，磁場(chǎng)的高斯定理，磁場(chǎng)的安培環(huán)路定理，法拉第電磁感應(yīng)定律，動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)、感生電動(dòng)勢(shì)，自感、互感，RL及RC串聯(lián)電路的暫態(tài)過(guò)程，磁介質(zhì)存在時(shí)場(chǎng)的討論方法及場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算，有磁介質(zhì)時(shí)的環(huán)路定理，B、M、H三個(gè)矢量的區(qū)別與聯(lián)系，鐵磁性與鐵磁質(zhì)，位移電流，麥克斯韋方程組，能流密度。

五、教學(xué)時(shí)數(shù)分配

教學(xué)時(shí)數(shù)72學(xué)時(shí)，其中理論講授72學(xué)時(shí)。（具體安排見(jiàn)附表）

六、教學(xué)方式

1、電磁學(xué)內(nèi)容主要有兩方面，即場(chǎng)和路，考慮到學(xué)生在中學(xué)階段對(duì)路接觸較多，且比較熟悉，而對(duì)場(chǎng)相對(duì)來(lái)說(shuō)接觸較少，所以從教學(xué)內(nèi)容上，適當(dāng)壓縮路的內(nèi)容，擴(kuò)大場(chǎng)的內(nèi)容的課時(shí)比例，重點(diǎn)講授電磁運(yùn)動(dòng)的基本現(xiàn)象、基本概念和基本規(guī)律，包括：穩(wěn)恒電場(chǎng)、穩(wěn)恒磁場(chǎng)、似穩(wěn)電磁場(chǎng)和迅變電磁場(chǎng)；對(duì)直流電路、交流電路和磁路少講。

2、在教好基礎(chǔ)理論的前提下，適當(dāng)介紹一些與電磁學(xué)有關(guān)的近代科學(xué)技術(shù)的新成就，以擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面。對(duì)電磁場(chǎng)與物質(zhì)的相互作用的內(nèi)容只作一般講授，不作過(guò)高要求。

3、習(xí)題是學(xué)好基礎(chǔ)理論的必要手段，在教學(xué)中，布置一些對(duì)基本概念和基本定律理解上有幫助的思考題、習(xí)題，并根據(jù)具體情況，講授一些習(xí)題課，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，指導(dǎo)他們的學(xué)習(xí)方法。

4、根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，適當(dāng)做些演示實(shí)驗(yàn)，并盡可能采用現(xiàn)代化教學(xué)手段。

七、本課程與其它課程的關(guān)系

1.本課程必要的先修課程：力學(xué)、高等數(shù)學(xué)。2.本課程的后續(xù)課程：電動(dòng)力學(xué)、電工學(xué)、數(shù)字電路。

八、考核方式

本課程考核方式為考試，成績(jī)?cè)u(píng)定采用百分制。本課程成績(jī)采用期末考試與平時(shí)成績(jī)相結(jié)合的方式進(jìn)行綜合評(píng)定，最終成績(jī)由以下二個(gè)部分組成：第一部分：期末考試成績(jī)占總成績(jī)的70％；第二部分：作業(yè)成績(jī)及平時(shí)檢測(cè)占總成績(jī)的30％。

九、教材及教學(xué)參考書(shū) 主教材： 梁燦彬等.電磁學(xué)（第二版）.北京：高等教育出版社，2004.參考書(shū)：

1、趙凱華等.新概念物理教程―電磁學(xué).北京：高等教育出版社，2003.2、梁紹榮等.普通物理學(xué)—電磁學(xué)（第三版）.北京：高等教育出版社，2007.第一章 靜電場(chǎng)的基本規(guī)律（10

學(xué)時(shí)）

一、教學(xué)要求

明確電荷、電場(chǎng)的物質(zhì)屬性，明確高斯定理的物理意義，并結(jié)合實(shí)例加深理解，明確高斯定理和靜電場(chǎng)的環(huán)路定理充分表達(dá)了靜電場(chǎng)的特性，要求學(xué)生牢固掌握電場(chǎng)強(qiáng)度矢量概念及其基本計(jì)算方法，牢固掌握電位差和電位的意義及計(jì)算方法。

二、教學(xué)要點(diǎn)：

1.電荷

2.庫(kù)侖定律

2－1 庫(kù)侖定律

2－2 電荷的單位 2－3 庫(kù)侖定律的矢量形式 2－4 疊加原理 3.靜電場(chǎng) 3－1 電場(chǎng)強(qiáng)度 3－2 場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算 4.高斯定理 4－1 E通量 4－2 高斯定理 4－3 用高斯定理求場(chǎng)強(qiáng) 5.電場(chǎng)線 5－1 電場(chǎng)線 5－2 電場(chǎng)線的性質(zhì) 6.電勢(shì)

6－1 靜電場(chǎng)的環(huán)路定理 6－2 電勢(shì)和電勢(shì)差 6－3 電勢(shì)的計(jì)算 6－4 等勢(shì)面

6－5 電勢(shì)與場(chǎng)強(qiáng)的微分關(guān)系

三、重點(diǎn)、難點(diǎn)

重點(diǎn)：場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)的計(jì)算、高斯定理、環(huán)路定理及它們的應(yīng)用。

難點(diǎn)：高斯定理的證明 電位梯度。

第二章 有導(dǎo)體時(shí)的靜電場(chǎng)（8學(xué)時(shí)）

一、教學(xué)要求

了解靜電平衡時(shí)導(dǎo)體的性質(zhì)，加深對(duì)高斯定理與環(huán)路定理的理解，掌握用電力線這一工具討論靜電平衡現(xiàn)象這一方法，了解電容器的電容和靜電能。

二、教學(xué)要點(diǎn)：

1.靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體

1－1 靜電平衡

1－2 帶電導(dǎo)體所受的靜電力

1－3 孤立導(dǎo)體形狀對(duì)電荷分布的影響

1－4 導(dǎo)體靜電平衡問(wèn)題的討論方法

1－5平行板導(dǎo)體組例題

2.封閉金屬殼內(nèi)外的靜電場(chǎng)

2－1 殼內(nèi)空間的場(chǎng)

2－2 殼外空間的場(chǎng)

2－3 范德格拉夫起電機(jī)

3.電容器及其電容

3－1 孤立導(dǎo)體的電容 3－2 電容器及其電容

3－3 電容器的聯(lián)接

4.靜電演示儀器(自學(xué))4－1 感應(yīng)起電機(jī)

4－2 靜電計(jì)

5.帶電體系的靜電能

5－1 帶電體系的靜電能

5－3 電容器的靜電能

三、重點(diǎn)、難點(diǎn)

重點(diǎn)：靜電平衡時(shí)導(dǎo)體的性質(zhì)，用電力線工具討論靜電平衡的若干電現(xiàn)象，電容器及其電容。

難點(diǎn)：帶電體系的靜電能。

第三章 靜電場(chǎng)中的電介質(zhì)（8學(xué)時(shí)）

一、教學(xué)要求

要求學(xué)生了解極化機(jī)制及討論極化時(shí)所采用的“極化模型”，掌握極化強(qiáng)度矢量的意義；在束縛電荷概念的基礎(chǔ)上，了解有介質(zhì)存在時(shí)場(chǎng)的討論方法；掌握E、P、D的聯(lián)系和區(qū)別；引入D的意義；會(huì)用介質(zhì)存在時(shí)的高斯定理計(jì)算電場(chǎng)。

二、教學(xué)要點(diǎn)：

1.概述 2.偶極子

2－1 電介質(zhì)與偶極子

2－2 偶極子在外電場(chǎng)中所受的力矩 2－3 偶極子激發(fā)的靜電場(chǎng) 3.電介質(zhì)的極化 3－1 位移極化和取向極化 3－2 極化強(qiáng)度 3－3 極化強(qiáng)度與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系 4.極化電荷 4－1 極化電荷

4－2 極化電荷體密度與極化強(qiáng)度的關(guān)系 4－3 極化電荷面密度與極化強(qiáng)度的關(guān)系 5.有電介質(zhì)時(shí)的高斯定理

5－1 電位移．有電介質(zhì)時(shí)的高斯定理 6.有電介質(zhì)時(shí)的靜電場(chǎng)方程 6－1 靜電場(chǎng)方程 7.電場(chǎng)的能量

三、重點(diǎn)、難點(diǎn)

重點(diǎn)：電介質(zhì)存在時(shí)場(chǎng)的討論方法及場(chǎng)強(qiáng)計(jì)算，電介質(zhì)存在時(shí)高斯定理的應(yīng)用。

難點(diǎn)：電介質(zhì)的極化和極化電荷。

第四章 恒定電流和電路（8學(xué)時(shí)）

一、教學(xué)要求：

要求學(xué)生了解穩(wěn)恒電場(chǎng)概念及與靜電場(chǎng)的異同，了解經(jīng)典金屬電子論及其缺陷，深入理解電動(dòng)勢(shì)的物理意義和電動(dòng)勢(shì)的數(shù)學(xué)表示方法，掌握用基爾霍夫方程求解復(fù)雜電路問(wèn)題的方法。

二、教學(xué)要點(diǎn)： 1.恒定電流 2.直流電路 2－1 電路 2－2 直流電路 3.歐姆定律和焦耳定律 3－1 歐姆定律，電阻 3－2 電阻率

3－3 歐姆定律的微分形式 3－4 焦耳定律 4.電源和電動(dòng)勢(shì) 4－1 非靜電力

4－2 電動(dòng)勢(shì) 一段含源電路的歐姆定律 4－3 電動(dòng)勢(shì)的測(cè)量．電勢(shì)差計(jì) 4－4 導(dǎo)線表面的電荷分布 4－5 直流電路的能量轉(zhuǎn)換 5.基爾霍夫方程組 5－1 基爾霍夫第一方程組 5－2 基爾霍夫第二方程組 5－3 用基爾霍夫方程組解題舉例 6.二端網(wǎng)絡(luò)理論與巧解線性電路問(wèn)題 6－1 二端網(wǎng)絡(luò).接觸電勢(shì)差與溫差電現(xiàn)象 7－1 逸出功與熱電子發(fā)射 7－2 接觸電勢(shì)差

7－3 溫差電現(xiàn)象(熱電現(xiàn)象)7－4 溫差電現(xiàn)象的應(yīng)用 8.液體導(dǎo)電和氣體導(dǎo)電 8－1 液體導(dǎo)電 8－2 氣體導(dǎo)電

三、重點(diǎn)、難點(diǎn)

重點(diǎn)：電流的連續(xù)性方程，電動(dòng)勢(shì)的物理意義及數(shù)學(xué)表示方法，基爾霍 夫方程組求解電路。

難點(diǎn)：電流密度，復(fù)雜電路。

第五章 恒定電流的磁場(chǎng)（12學(xué)時(shí)）

一、教學(xué)要求：

明確磁場(chǎng)的物質(zhì)屬性，明確磁場(chǎng)的“高斯定理”和安培環(huán)路定理充分表達(dá)了穩(wěn)恒磁場(chǎng)的特性，掌握畢奧—薩伐爾定律矢量式的物理意義并用以計(jì)算磁場(chǎng)分布，掌握安培環(huán)路定理的內(nèi)容及用以計(jì)算磁場(chǎng)分布的方法，掌握洛淪茲力和安培力的計(jì)算方法，了解“安培”的定義。

二、教學(xué)要點(diǎn)：.磁現(xiàn)象及其與電現(xiàn)象的聯(lián)系 2.畢奧-薩伐爾定律 2－1 畢奧-薩伐爾定律 2－2 直長(zhǎng)載流導(dǎo)線的磁場(chǎng) 2－3 圓形載流導(dǎo)線的磁場(chǎng) 2－4 載流螺線管軸線上的磁場(chǎng) 3.磁場(chǎng)的高斯定理 4.安培環(huán)路定理 4－1 安培環(huán)路定理

4－2 無(wú)限長(zhǎng)圓柱形均勻載流導(dǎo)線的磁場(chǎng) 4－3 無(wú)限長(zhǎng)載流螺線管的磁場(chǎng) 4－4 載流螺繞環(huán)的磁場(chǎng) 4－5 均勻載流無(wú)限大平面的磁場(chǎng) 5.帶電粒子在電磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 5－1 帶電粒子在均勻恒定磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 5－2 磁聚焦 5－3 回旋加速器

5－4 湯姆遜實(shí)驗(yàn)——電子荷質(zhì)比的測(cè)定 5－5 霍耳效應(yīng).磁場(chǎng)對(duì)載流導(dǎo)體的作用 6－1 安培力公式

6－2 載流線圈在均勻外磁場(chǎng)中的安培力矩 6－3 磁電式電流計(jì)原理.用磁矩表示載流線圈的磁場(chǎng) 磁偶極子

三、重點(diǎn)、難點(diǎn)

重點(diǎn)：磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量的概念、畢奧—薩伐爾定律、磁場(chǎng)的“高斯定理”、安培環(huán)路定理及它們的應(yīng)用，帶電粒子和載流導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力，磁力矩。

難點(diǎn)：所有的叉積，安培環(huán)路定理的證明。

第六章 電磁感應(yīng)與暫態(tài)過(guò)程（12學(xué)時(shí)）

一、教學(xué)要求：

要求學(xué)生對(duì)法拉第電磁感應(yīng)定律的物理意義有深入的了解，掌握感生電場(chǎng)這一新的重要概念，并注意它與靜電場(chǎng)的區(qū)別，掌握動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)、感生電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算方法；要求學(xué)生能正確列出RL及RC串聯(lián)電路的暫態(tài)過(guò)程的微分方程，并能求解和對(duì)解進(jìn)行分析，了解初始條件的意義和在求解中的作用，要求學(xué)生注意流經(jīng)電感L的電流不能突變的概念和注意電容C兩端電壓不能突變的概念。

二、教學(xué)要點(diǎn)： 1.電磁感應(yīng) 1－1 電磁感應(yīng)現(xiàn)象 1－2 法拉第電磁感應(yīng)定律 2.楞次定律

2－1 楞次定律的兩種表述

2－2 考慮了楞次定律的法拉第定律表達(dá)式 3.動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)

3－1 動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)與洛倫茲力 3－2 動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算 3－3 交流發(fā)電機(jī) 4.感生電動(dòng)勢(shì)和感生電場(chǎng) 4－1 感生電動(dòng)勢(shì)和感生電場(chǎng)

4－2 既有磁場(chǎng)又有電場(chǎng)時(shí)的洛倫茲力公式 4－3 感生電場(chǎng)的性質(zhì)

4－4 螺線管磁場(chǎng)變化引起的感生電場(chǎng) 4－6 電子感應(yīng)加速器 5.自感 5－1 自感現(xiàn)象 5－2 自感 6.互感

6－1 互感現(xiàn)象及互感 6－2 互感線圈的串聯(lián) 7.渦電流

7－1 渦流熱效應(yīng)的應(yīng)用和危害 7－2 渦流磁效應(yīng)的應(yīng)用——電磁阻尼 7－3 趨膚效應(yīng) 8.RL電路的暫態(tài)過(guò)程 8－1 RL電路與直流電源的接通 8－2 已通電RL電路的短接 9.RC電路的暫態(tài)過(guò)程 9－1 RC電路與直流電源的接通 9－2 已充電RC電路的短接 10.RLC電路的暫態(tài)過(guò)程 10－1 已充電RLC電路的短接 11.磁能

11－1 自感線圈的磁能 11－2 互感線圈的磁能

三、重點(diǎn)、難點(diǎn)

重點(diǎn)：法拉第電磁感應(yīng)定律、動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)、感生電動(dòng)勢(shì)、自感、互感、RL及RC串聯(lián)電路的暫態(tài)過(guò)程。

難點(diǎn)：感生電流方向的判斷，非均勻磁場(chǎng)中感生電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算。渦旋電場(chǎng)的理解和計(jì)算。

第七章 磁介質(zhì)（8學(xué)時(shí)）

一、教學(xué)要求：

要求學(xué)生了解磁化機(jī)制及討論磁化時(shí)所采用的“磁化模型”，掌握磁化強(qiáng)度矢量的意義；在磁化電流概念的基礎(chǔ)上，了解有磁介質(zhì)存在時(shí)磁場(chǎng)的討論方法；掌握B、M、H的聯(lián)系和區(qū)別，引入H的意義，會(huì)用磁介質(zhì)存在時(shí)的環(huán)路定理計(jì)算磁場(chǎng)，熟悉鐵磁性與鐵磁質(zhì)所具有的獨(dú)特性質(zhì)。

二、教學(xué)要點(diǎn)：.磁介質(zhì)存在時(shí)靜磁場(chǎng)的基本規(guī)律 1－1 磁介質(zhì)的磁化．磁化強(qiáng)度 1－2 磁化電流

1－3 磁場(chǎng)強(qiáng)度H．有磁介質(zhì)時(shí)的環(huán)路定理 1－4 靜磁場(chǎng)與靜電場(chǎng)方程的對(duì)比 2.順磁性與抗磁性 2－1 順磁性 2－2 抗磁性 3.鐵磁性與鐵磁質(zhì) 3－1 鐵磁質(zhì)的磁化性能 3－2 鐵磁質(zhì)的分類和應(yīng)用 3－3 鐵磁性的起因 5.磁路及其計(jì)算 5－1 磁路

5－2 磁路定律及磁路計(jì)算 5－3 鐵磁屏蔽 6.磁場(chǎng)的能量

三、重點(diǎn)、難點(diǎn) 重點(diǎn)：磁介質(zhì)存在時(shí)場(chǎng)的討論方法及場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算，有磁介質(zhì)時(shí)的環(huán)路定理，B、M、H三個(gè)矢量的區(qū)別與聯(lián)系，鐵磁性與鐵磁質(zhì)，磁場(chǎng)的能量和能量密度。

難點(diǎn)：磁化強(qiáng)度矢量極其與磁化電流的關(guān)系，介質(zhì)的磁化規(guī)律。

第八章 交流電路（0學(xué)時(shí)）

與《電工學(xué)》課程重復(fù)。

第九章 時(shí)變電磁場(chǎng)和電磁波（4學(xué)時(shí)）

一、教學(xué)要求：

明確引入位移電流的必要性；明確麥克斯韋方程組的積分形式是電磁實(shí)驗(yàn)定律的理論總結(jié)；熟悉平面電磁波的性質(zhì)；了解偶極振子的輻射場(chǎng)的性質(zhì)和電磁波譜。

二、教學(xué)要點(diǎn)：.位移電流與麥克斯韋方程組 2.平面電磁波.電磁場(chǎng)的能量密度和能流密度 4.電偶極輻射與赫茲實(shí)驗(yàn) 4－1 電偶極輻射 4－2 赫茲實(shí)驗(yàn) 4－3 電磁波譜

三、重點(diǎn)、難點(diǎn)

重點(diǎn)：麥克斯韋方程組，能流密度。難點(diǎn)：位移電流。

第二篇：電磁學(xué)試驗(yàn)教學(xué)大綱-蘭州大學(xué)物理學(xué)院

電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)大綱

一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)與基本要求

電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)目的在于使學(xué)生掌握電阻、電流、電壓、電動(dòng)勢(shì)和磁場(chǎng)強(qiáng)度的外部測(cè)量方法；加深對(duì)靜電場(chǎng)和靜磁場(chǎng)分布規(guī)律的認(rèn)識(shí)；熟練使用檢流計(jì)、電流表、伏特表、直流電橋、交流電橋，電位差計(jì)等基本電磁學(xué)儀表；對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果要求進(jìn)行正確的分析，找出產(chǎn)生誤差的原因。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)上以電磁學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)，適當(dāng)加大綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，教學(xué)中以學(xué)生主動(dòng)操作為主，教師指導(dǎo)為輔，充分發(fā)揮學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的主觀能動(dòng)性，以鍛煉學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)技能。

電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)分為常規(guī)實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)兩部分，共二十多個(gè)題目。在教學(xué)過(guò)程中按照基礎(chǔ)物理理論知識(shí)的基礎(chǔ)，學(xué)生分為兩大類----物理專業(yè)、非物理專業(yè)進(jìn)行授課。物理專業(yè)上課16周，安排有六個(gè)必做常規(guī)實(shí)驗(yàn)，六個(gè)必做綜合性實(shí)驗(yàn)和十幾個(gè)選做綜合性實(shí)驗(yàn)；非物理專業(yè)上課8周，有六個(gè)必做常規(guī)實(shí)驗(yàn)和十幾個(gè)選做綜合性實(shí)驗(yàn)。

課程的最終考核結(jié)果為百分制，結(jié)合平時(shí)成績(jī)和期末考試成績(jī)綜合評(píng)定出最終總成績(jī)。課程在儀器臺(tái)次允許的情況下要求學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，提倡學(xué)生之間的討論和交流。常教學(xué)過(guò)程分為學(xué)生課下預(yù)習(xí)、教師課堂講授與提問(wèn)、學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作、學(xué)生撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告四個(gè)個(gè)環(huán)節(jié)，教師通過(guò)以上各環(huán)節(jié)學(xué)生的表現(xiàn)給出當(dāng)次實(shí)驗(yàn)的平時(shí)成績(jī)。期末考試為上機(jī)答題考試，考題從理論知識(shí)，儀器使用和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等層面綜合考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解和掌握程度。

二、實(shí)驗(yàn)題目及其目的內(nèi)容 01電阻元件的伏安特性曲線

目的內(nèi)容：

1.掌握電學(xué)基本儀器的使用方法 2.掌握伏安法和替代法測(cè)電阻的原理

3.了解線路的方法誤差以及測(cè)量?jī)x器的結(jié)構(gòu)誤差

4.了解電阻、二極管的伏安特性，并描繪其伏安特性曲線 02萬(wàn)用表的使用

目的內(nèi)容：

1.了解萬(wàn)用表基本結(jié)構(gòu) 2.掌握萬(wàn)用表測(cè)量電壓、電流、電阻等的使用方法 3.用萬(wàn)用表判斷電路故障 03惠斯通電橋

目的內(nèi)容：

1.掌握惠斯通電橋測(cè)電阻的原理和方法

2.根據(jù)電橋線路用電阻箱自組電橋測(cè)量電阻

3.了解并設(shè)計(jì)參量變化探討影響電橋靈敏度的因素

4.分析誤差來(lái)源 04電壓的精確測(cè)量

目的內(nèi)容：

1.掌握補(bǔ)償法側(cè)電位差的原理

2.自組電位差計(jì)并測(cè)量電池的電源電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)阻 3.用電位差計(jì)校正電表

05單相交流電路的研究

目的內(nèi)容：

1.了解交流電路中的歐姆定律

2.掌握交流電路中電壓、電流、功率及功率因數(shù)的測(cè)量原理及方法 3.了解提高功率因數(shù)的基本方法 4.學(xué)會(huì)簡(jiǎn)單的電工安裝 06 RLC諧振電路的研究

目的內(nèi)容：

1.掌握RLC串聯(lián)和并聯(lián)電路的諧振特性 2.了解品質(zhì)因數(shù)的物理意義

3.分別用作圖法和電壓法測(cè)量諧振電路的品質(zhì)因數(shù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差分析 07示波器的使用

目的內(nèi)容：

1.了解示波器的主要構(gòu)造和基本工作原理 2.掌握示波器面板控制的使用的方法

3.用示波器觀察周期性信號(hào)的波形并測(cè)量其頻率 4.觀察李薩如圖形并用其測(cè)量待測(cè)信號(hào)頻率 08 RLC電路的暫態(tài)

目的內(nèi)容：

1.用示波器觀察RC、RL、RLC電路的暫態(tài)過(guò)程；并學(xué)會(huì)測(cè)量時(shí)間常數(shù)。2.用RC暫態(tài)測(cè)量待測(cè)電容；

3.用RL暫態(tài)測(cè)量待測(cè)電感 09鐵磁材料的磁滯回線和基本磁化曲線

目的內(nèi)容；

1.認(rèn)識(shí)鐵磁材料的磁化規(guī)律，比較兩種典型鐵磁物質(zhì)的動(dòng)態(tài)磁特性。2.測(cè)定樣品的基本磁化特性曲線(Bm-Hm曲線)，并作μ—H曲線

3.測(cè)繪樣品在給定條件下的磁滯回線，以及相關(guān)的Hc，Br，Bm，和[H B ]等參數(shù) 10 PN結(jié)正向壓降與溫度關(guān)系的研究和應(yīng)用

目的內(nèi)容：

1.了解PN結(jié)正向壓降隨溫度變化的基本關(guān)系式。

2.在恒流條件下，測(cè)繪PN結(jié)正向壓降隨溫度變化的曲線,并由此確定其靈敏度和被測(cè)PN結(jié)材料的禁帶寬度。

3.學(xué)習(xí)用PN結(jié)測(cè)溫的方法。11 霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)

目的內(nèi)容；

1.理解霍爾效應(yīng)的物理意義及有關(guān)霍爾器材對(duì)材料要求的相關(guān)知識(shí)

2.學(xué)習(xí)用“對(duì)稱測(cè)量法”消除負(fù)效應(yīng)的影響，測(cè)量室溫下霍爾系數(shù)及磁感應(yīng)強(qiáng)度 3.確定樣品導(dǎo)電類型、載流子濃度及遷移率

12傳感器的研究

目的內(nèi)容：

1.了解應(yīng)變式傳感器的工作原理。2.測(cè)試應(yīng)變梁變形的應(yīng)變輸出。3.比較單臂、半橋、全橋靈敏度關(guān)系。

13直流雙臂電橋測(cè)量低電阻

目的內(nèi)容：

1．掌握用雙臂電橋測(cè)低值電阻的原理。2．學(xué)會(huì)用雙臂電橋測(cè)低值電阻的方法。

3．了解測(cè)低值電阻時(shí)接線電阻和接觸電阻的影響及其避免的方法。14交流電橋

目的內(nèi)容: 1．了解交流電橋的工作原理和特征

2．掌握交流電橋測(cè)量電感、電阻、電容的原理，學(xué)會(huì)推導(dǎo)測(cè)量公式 2．學(xué)會(huì)使用萬(wàn)能電橋，掌握最佳測(cè)量方法.15磁天平

目的內(nèi)容: 1.了解磁天平的結(jié)構(gòu)和工作原理 2.利用磁天平測(cè)定樣品的磁化率 16弗蘭克-赫茲實(shí)驗(yàn)

目的內(nèi)容：

1.了解電子與原子之間的彈性碰撞和非彈性碰撞；

2.觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，加深對(duì)玻爾原子理論的理解；

3.了解弗蘭克-赫茲干涉儀的結(jié)構(gòu)、原理，學(xué)會(huì)它的調(diào)節(jié)和使用方法； 4.測(cè)量氬原子的第一激發(fā)勢(shì)。17密立根油滴

目的內(nèi)容：

1.測(cè)定基本電荷。2.驗(yàn)證電荷的不連續(xù)性 18靈敏電流計(jì)

目的內(nèi)容：

1.了解靈敏檢流計(jì)的工作原理

2.觀察在過(guò)阻尼、欠阻尼、臨界阻尼嚇得運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 3.掌握測(cè)量電流計(jì)內(nèi)阻和靈敏度的方法 電表的制作與定標(biāo)

目的內(nèi)容：

1.掌握電流表和電壓表的基本原理和設(shè)計(jì)方法

2.學(xué)會(huì)電表的組裝與定標(biāo) 20 非線性電路混沌

目的內(nèi)容：

1.測(cè)量非線性單元電路的伏安特性

2.用示波器觀測(cè)LC振蕩器產(chǎn)啥呢規(guī)定波形與經(jīng)RC移相后的波形及其相圖

3.觀察LC振蕩器產(chǎn)生的波形周期分岔及混沌現(xiàn)象，對(duì)非線性有初步的認(rèn)識(shí) 21 高溫超導(dǎo)材料特性測(cè)試

目的內(nèi)容：

1.了解高溫臨界溫度超導(dǎo)材料的基本特性，掌握其測(cè)量方法

2.了解金屬和半導(dǎo)體PN結(jié)隨溫度變化的伏安特性級(jí)溫差電效應(yīng)

3.學(xué)習(xí)低溫溫度計(jì)的比對(duì)和使用方法，以及低溫溫度控制的簡(jiǎn)便方法 22 介電常數(shù)的測(cè)定

目的內(nèi)容：

1.用介電譜儀測(cè)量物質(zhì)在交變電場(chǎng)中介電常數(shù)和損耗角

2.掌握對(duì)信號(hào)的正交分量進(jìn)行比較、分離、測(cè)量的方法 23 傅立葉分解合成 目的內(nèi)容：

1.掌握傅立葉分析法，2.了解方波、三角波的分解和合成的原理和過(guò)程 24 地磁場(chǎng)測(cè)量

目的內(nèi)容：

1.掌握磁阻傳感器的使用方法

2.掌握地磁場(chǎng)的測(cè)量方法 25 液體電導(dǎo)率測(cè)量

目的內(nèi)容：

1.了解互感式液體電導(dǎo)率傳感器的工作原理，測(cè)量放入液體中時(shí)傳感器輸出電壓與液體

電導(dǎo)率的關(guān)系

2.測(cè)量是溫室時(shí)鹽水飽和溶液的電導(dǎo)率

3.測(cè)量鹽水溶液電導(dǎo)率與溫度的關(guān)系曲線 26 靜電場(chǎng)描繪

目的內(nèi)容：

1.了解靜電場(chǎng)模擬的依據(jù)

2.學(xué)會(huì)用模擬法描繪靜電場(chǎng)

3.測(cè)繪靜電場(chǎng)的等位線、電力線 27 磁阻效應(yīng)實(shí)驗(yàn)

目的內(nèi)容：

1.了解磁阻現(xiàn)象與霍爾效應(yīng)的關(guān)系與區(qū)別

2.測(cè)量銻化銦傳感器的電阻與磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系

3.作出銻化銦傳感器的電阻變化與磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系曲線 28 四探針儀測(cè)量電阻率

目的內(nèi)容：

1.了解四探針電阻率測(cè)試儀的基本原理

2.了解的四探針電阻率測(cè)試儀組成、原理和使用方法

3.對(duì)給定的物質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析、處理 頻譜分析儀實(shí)驗(yàn)

目的內(nèi)容：

1.了解頻譜分析儀的一般功能原理

2.初步使用GSP-930頻譜分析儀

3.用GSP-930頻譜分析儀分析測(cè)試簡(jiǎn)單的信號(hào) LED多功能特性測(cè)試

目的內(nèi)容：

1.LED的光強(qiáng)分布特性測(cè)試

2.LED混色實(shí)驗(yàn)

3.LED點(diǎn)陣顯示

新能源試驗(yàn)系統(tǒng)

目的內(nèi)容：

1.了解太陽(yáng)能電池發(fā)電原理

2.了解太陽(yáng)能光伏板能量轉(zhuǎn)換

3.探討環(huán)境對(duì)光伏轉(zhuǎn)換影響 32 電學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)裝置

目的內(nèi)容：

1.電源外特性的測(cè)量

2.整流濾波電路

3.RLC元件的一階和二階暫態(tài)特性 33 光敏傳感器光電特性實(shí)驗(yàn)

目的內(nèi)容：

1.了解光敏電阻的基本特性，測(cè)出它的伏安特性曲線和光照特性曲線

2.了解硅光電池的基本特性，測(cè)出它的伏安特性曲線和光照特性曲線

3.了解硅光敏二極管的基本特性，測(cè)出它的伏安特性和光照特性曲線

4.了解硅光敏三極管的基本特性，測(cè)出它的伏安特性和光照特性曲線 3

4光伏探測(cè)器光電特性實(shí)驗(yàn)

1.測(cè)量光敏電阻的光電特性

2.研究光伏探測(cè)器的光電特性

A類超聲診斷與超聲特性實(shí)驗(yàn)

目的內(nèi)容：

1.用A類超聲實(shí)驗(yàn)儀測(cè)量水中聲速或測(cè)量水層厚度

2.用A類超聲實(shí)驗(yàn)儀測(cè)量固體厚度及超聲無(wú)損探傷 36 磁致伸縮綜合實(shí)驗(yàn)

目的內(nèi)容：

1.了解磁致伸縮現(xiàn)象

2.磁致伸縮系數(shù)隨磁場(chǎng)變化關(guān)系的測(cè)量 37 磁光克爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀

目的內(nèi)容：

1.了解磁光克爾效應(yīng)

2.對(duì)磁性薄膜和超薄膜進(jìn)行原位測(cè)量 38 振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)與磁化測(cè)量

目的內(nèi)容：

1.了解振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)測(cè)量材料磁化曲線的原理

2.用已知磁化曲線的鎳球?qū)φ駝?dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)進(jìn)行定標(biāo)

3.用振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)測(cè)量錳鋅鐵氧體小球的磁化曲線，計(jì)算飽和磁化強(qiáng)度 39 高溫居里溫度居里點(diǎn)測(cè)試

目的內(nèi)容：

1.初步了解鐵磁性轉(zhuǎn)變?yōu)轫槾判缘奈⒂^機(jī)理

2.學(xué)習(xí)高、低溫居里溫度測(cè)試儀測(cè)定居里溫度的原理和方法

3.測(cè)定鐵磁樣品的居里溫度 40 傳感器設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

目的內(nèi)容：

1.了解多種溫度傳感器特性 2.設(shè)計(jì)溫度控制器

3.用自己設(shè)計(jì)的溫度控制器來(lái)研究不同溫度傳感器特性

三、實(shí)驗(yàn)教科書(shū)

1.李健主編，《基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)》第一冊(cè)、第二冊(cè)，蘭州大學(xué)出版社，2012年

2.電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)小組自編講義

第三篇：《電磁學(xué)》大綱

電磁學(xué)

一、說(shuō)明：

（一）課程性質(zhì)：

《電磁學(xué)》是為應(yīng)用計(jì)算機(jī)專業(yè)本科學(xué)生開(kāi)設(shè)的基礎(chǔ)限選課。

（二）教學(xué)目的：

通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)使學(xué)生掌握電磁學(xué)的基本原理和方法，并使學(xué)生在運(yùn)用高等數(shù)學(xué)解決問(wèn)題的能力，運(yùn)用從特殊到一般、從局部到全局的分析認(rèn)識(shí)事物的能力，用類比的方法研究和理解問(wèn)題的能力；從復(fù)雜現(xiàn)象中抽象出本質(zhì)建立物理圖象或物理模型能力等方面得到初步訓(xùn)練。

（三）教學(xué)內(nèi)容：

該課程主要講授靜電場(chǎng)、靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體和電介質(zhì)、穩(wěn)恒電流的磁場(chǎng)、電磁感應(yīng)、電磁場(chǎng)和電磁波、交直流電路等內(nèi)容。按“掌握”、“理解”、“了解”三個(gè)層次來(lái)處理教學(xué)內(nèi)容。

（四）教學(xué)時(shí)數(shù)：

36學(xué)時(shí)。

（五）教學(xué)方式：

本課本課程以課堂講授為主，精講多練，主要章節(jié)要安排一定的習(xí)題課。在“靜電場(chǎng)”，“穩(wěn)恒，“穩(wěn)恒電流和電路”，“穩(wěn)恒電流的磁場(chǎng)”，“電磁感應(yīng)”等章節(jié)中可適當(dāng)安排一些自學(xué)內(nèi)容，以提高學(xué)生的自學(xué)能力。對(duì)安排自學(xué)的內(nèi)容要提前布置自學(xué)提綱、思考題或討論題，自學(xué)之后要適當(dāng)小結(jié)；平時(shí)作業(yè)要密切配合所講授內(nèi)容，選題要具有典型性，難易適度，有思考余地，作業(yè)既要使學(xué)生加深理解所學(xué)的基本原理和概念，同時(shí)也要使學(xué)生受到分析問(wèn)題，解決問(wèn)題能力的訓(xùn)練。期末閉卷考試，重點(diǎn)放在對(duì)重要理論知識(shí)的理解和應(yīng)用上，盡量避免死記硬背的考試內(nèi)容。最后的考核成績(jī)可由平時(shí)作業(yè)，期末考試的成績(jī)綜合評(píng)定。

二、本文：

第一章

靜電場(chǎng)

教學(xué)要點(diǎn)：

靜電場(chǎng)的基本定律——庫(kù)侖定律，靜電場(chǎng)的兩條基本定理——高斯定理和環(huán)路定理，描述靜電場(chǎng)的兩個(gè)基本物理量——電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)等。教學(xué)時(shí)數(shù)：

6學(xué)時(shí)。教學(xué)內(nèi)容：

第一節(jié) 庫(kù)侖定律 電場(chǎng)強(qiáng)度 1.1庫(kù)侖定律 1.2靜電場(chǎng) 1.3電場(chǎng)強(qiáng)度

1.4點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度 1.5電場(chǎng)強(qiáng)度疊加原理 1.6電偶極子的電場(chǎng)強(qiáng)度 第二節(jié) 電場(chǎng)強(qiáng)度通量 高斯定理 2.1電場(chǎng)線

2.2電場(chǎng)強(qiáng)度通量 2.3高斯定理

2.4高斯定理的應(yīng)用舉例

第三節(jié) 靜電場(chǎng)的環(huán)路定理 電勢(shì)能 3.1靜電場(chǎng)力所作的功 3.2靜電場(chǎng)的環(huán)路定理 3.3電勢(shì)能

第四節(jié) 電勢(shì) 電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)梯度 4.1電勢(shì) 點(diǎn)電荷電場(chǎng)的電勢(shì) 4.2電勢(shì)的疊加原理

4.3等勢(shì)面 電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)梯度 考核要求：

理解庫(kù)侖定律及其適用條件；理解場(chǎng)的概念、理解場(chǎng)強(qiáng)迭加原理及其物理意義；能熟練運(yùn)用迭加原理計(jì)算簡(jiǎn)單、典型帶電體的電場(chǎng)分布；理解電通量的概念，理解靜電場(chǎng)的環(huán)流定律和高斯定理的物理意義，了解它們?cè)陔姶艌?chǎng)中的重要地位；掌握應(yīng)用高斯定理計(jì)算電場(chǎng)分布條件和方法，并能熟練運(yùn)用高斯定理求解有特定對(duì)稱性分布的電荷所產(chǎn)生的電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)分布；理解引入電勢(shì)概念的條件，理解電勢(shì)的相對(duì)性，掌握用電勢(shì)定義求空間電勢(shì)分布的方法；理解電勢(shì)迭加原理，并能熟練運(yùn)用迭加原理計(jì)算簡(jiǎn)單、典型帶電體的電勢(shì)分布；掌握電勢(shì)與場(chǎng)強(qiáng)的積分關(guān)系；理解場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)的微分關(guān)系；了解電勢(shì)梯度的物理意義。

第二章 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體與電介質(zhì)

教學(xué)要點(diǎn)：

導(dǎo)體的靜電平衡條件，電介質(zhì)的極化現(xiàn)象，有電介質(zhì)時(shí)的高斯定理，電場(chǎng)的能量。教學(xué)時(shí)數(shù)：

6學(xué)時(shí) 教學(xué)內(nèi)容：

第一節(jié) 靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體 1.1靜電感應(yīng) 靜電平衡條件

1.2靜電平衡時(shí)導(dǎo)體上的電荷分布 靜電屏蔽 第二節(jié) 電容 靜電場(chǎng)中的電介質(zhì) 2.1電容 電容器

2.2電介質(zhì)對(duì)電容的影響 相對(duì)電容率 2.3電介質(zhì)的極化

2.4電極化強(qiáng)度 電介質(zhì)中的電場(chǎng)強(qiáng)度 第三節(jié) 電位移 有電介質(zhì)時(shí)的高斯定理 第四節(jié) 靜電場(chǎng)中的能量 能量密度 考核要求：

掌握導(dǎo)體的靜電平衡條件，理解靜電平衡導(dǎo)體上電荷分布的特點(diǎn)。理解電容的物理意義，了解靜電屏蔽現(xiàn)象及應(yīng)用；理解極化強(qiáng)度矢量的物理意義，了解電介質(zhì)極化的微觀解釋，了解極化強(qiáng)度與極化電荷面密度的關(guān)系；了解極化強(qiáng)度，電場(chǎng)強(qiáng)度和極化率之間的關(guān)系；理解電場(chǎng)的能量、電場(chǎng)能量密度的概念。

第三章 恒定電流

教學(xué)要點(diǎn)：

從場(chǎng)的觀點(diǎn)來(lái)討論導(dǎo)體中電流的形成，以及電流密度、電動(dòng)勢(shì)、全電路的歐姆定律的微分形式。教學(xué)時(shí)數(shù)：

5學(xué)時(shí)。教學(xué)內(nèi)容：

第一節(jié) 電流 電流密度 1.１電流 1.2電流密度

第二節(jié) 電阻率 歐姆定律的微分形式 2.1電阻率

2.2歐姆定律的微分形式

第三節(jié) 電動(dòng)勢(shì) 全電路的歐姆定律 3.1電動(dòng)勢(shì)

3.2全電路的歐姆定律 第四節(jié)

基爾霍夫定律 4.1基爾霍夫第一定律 4.2基爾霍夫第二定律 考核要求：

理解電流密度矢量的概念，理解電流強(qiáng)度與電流密度矢量的關(guān)系；了解電流的連續(xù)性方程，了解電流的穩(wěn)恒條件，了解穩(wěn)恒電場(chǎng)的基本性質(zhì)；掌握電動(dòng)勢(shì)的基本概念；掌握歐姆定律和歐姆定律的微分形式，掌握一段含源電路和閉合電路的歐姆定律；理解基爾霍夫定律的意義。

第四章 電流的磁場(chǎng)

教學(xué)要點(diǎn)：

描述磁場(chǎng)的物理量——磁感強(qiáng)度B，電流激發(fā)磁場(chǎng)的規(guī)律——畢奧—薩伐爾定律，反映磁場(chǎng)性質(zhì)的基本定理——磁場(chǎng)的高斯定理和安培環(huán)路定理，以及磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力——洛侖茲力和電場(chǎng)對(duì)電流的作用力——安培力。教學(xué)時(shí)數(shù)：

8學(xué)時(shí)。教學(xué)內(nèi)容：

第一節(jié) 磁場(chǎng) 磁感強(qiáng)度 第二節(jié) 畢奧—薩伐爾定律 2.1畢奧—薩伐爾定律

2.1畢奧—薩伐爾定律的應(yīng)用舉例 2.3磁偶極矩

2.4運(yùn)動(dòng)電荷的磁場(chǎng)

第三節(jié) 磁通量 磁場(chǎng)的高斯定理 3.1磁感線

3.2磁通量 磁場(chǎng)的高斯定理 第四節(jié) 安培環(huán)路定理 4.1安培環(huán)路定理

4.2安培環(huán)路定理的應(yīng)用舉例

第五節(jié) 帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 5.1帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中所受的力 5.2帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)舉例

5.3帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)舉例

第六節(jié) 載流導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受的力 磁場(chǎng)對(duì)載流線圈的作用 6.1安培力

6.2電流的單位 兩無(wú)限長(zhǎng)平行載流直導(dǎo)線間的相互作用 6.3磁場(chǎng)作用于載流線圈的磁力矩 考核要求：

掌握磁感應(yīng)強(qiáng)度的物理意義，掌握畢奧—薩伐爾定律并會(huì)求解載流導(dǎo)體規(guī)則分布時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度；理解磁通量的概念，會(huì)計(jì)算非均勻磁場(chǎng)中通過(guò)簡(jiǎn)單幾何形狀平面的磁通量；理解穩(wěn)恒磁場(chǎng)的高斯定理和安培環(huán)路定律的物理意義，掌握應(yīng)用安培環(huán)路定律計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度的條件和方法，并能熟練求解具有一定對(duì)稱性的電流的磁場(chǎng)分布問(wèn)題；掌握洛侖磁力和安培力，并能熟練運(yùn)用；理解磁矩的定義，會(huì)計(jì)算平面載流線圈在磁場(chǎng)中所受的磁力矩。

第五章 磁場(chǎng)中的磁介質(zhì)

教學(xué)要點(diǎn)：

磁介質(zhì)、磁化強(qiáng)度、磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁場(chǎng)中的安培環(huán)路定理，磁介質(zhì)。教學(xué)時(shí)數(shù)：

5學(xué)時(shí) 教學(xué)內(nèi)容：

第一節(jié) 磁介質(zhì) 磁化強(qiáng)度 1.1磁介質(zhì) 1.2磁化強(qiáng)度

第二節(jié) 磁場(chǎng)中的安培環(huán)路定理 磁場(chǎng)強(qiáng)度 第二節(jié)

鐵磁質(zhì)

3.1磁疇 磁化曲線 磁滯回線 3.2鐵磁性材料 磁屏蔽 考核要求：

了解磁介質(zhì)磁化的微觀解釋，了解磁化強(qiáng)度；理解磁場(chǎng)強(qiáng)度矢量的定義，理解有介質(zhì)時(shí)安培環(huán)路定律，并會(huì)求解具有一定對(duì)稱性的磁場(chǎng)分布；了解磁化強(qiáng)度，磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁化電流之間的關(guān)系；了解鐵磁質(zhì)的特性，理解磁滯效應(yīng)、磁滯曲線、磁疇的概念。

第六章 電磁感應(yīng) 電磁場(chǎng)

教學(xué)要點(diǎn)： 在電磁感應(yīng)的基礎(chǔ)上討論電磁感應(yīng)定律，以及動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì)，介紹自感和互感，磁場(chǎng)的能量，以及麥克斯韋關(guān)于有旋電場(chǎng)和位移電流的假設(shè)，并簡(jiǎn)要介紹電磁場(chǎng)理論的基本概念。教學(xué)時(shí)數(shù)：

6學(xué)時(shí) 教學(xué)內(nèi)容：

第一節(jié) 電磁感應(yīng)定律 1.1電磁感應(yīng)現(xiàn)象 1.2電磁感應(yīng)定律 1.3楞次定律

第二節(jié)

動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)和感生電動(dòng)勢(shì) 2.1動(dòng)生電動(dòng)勢(shì) 2.2感生電動(dòng)勢(shì) 2.3渦電流

第三節(jié) 自感和互感 3.1自感電動(dòng)勢(shì) 自感 3.2互感電動(dòng)勢(shì) 互感

第四節(jié) 磁場(chǎng)的能量 磁場(chǎng)能量密度

第五節(jié) 位移電流 電磁場(chǎng)位移電流的積分形式 5.1位移電流 全電流安培環(huán)路定理

5.2電磁場(chǎng) 麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的基本概念?？己艘螅?/p>

掌握法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律，并能熟練運(yùn)用；理解感生電動(dòng)勢(shì)和動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的概念，掌握動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算；理解自感﹑互感的物理意義，并會(huì)計(jì)算自感系數(shù)和互感系數(shù)；理解磁場(chǎng)能量，磁場(chǎng)能量密度的概念。了解麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的基本概念。

三、建議教材與教學(xué)參考書(shū)

1、程守洙，《普通物理學(xué)》（第二冊(cè)），高等教育出版社，1982年修訂本。

2、馬文蔚，《物理學(xué)》（中冊(cè)），高等教育出版社，1999年第四版。

3、趙凱華，《電磁學(xué)》（上下冊(cè)），人民教育出版社，1981年。

4、張三慧，《大學(xué)物理學(xué)》（第四冊(cè)），清華大學(xué)出版社，1999年。

5、姚啟鈞，《電磁學(xué)》，高教出版社出版

第四篇：電磁學(xué)學(xué)習(xí)心得

《電磁學(xué)》學(xué)習(xí)心得

電磁學(xué)是經(jīng)典物理學(xué)的一部分。它主要研究電荷、電流產(chǎn)生電場(chǎng)、磁場(chǎng)的規(guī)律，電場(chǎng)和磁場(chǎng)的相互聯(lián)系，電磁場(chǎng)對(duì)電荷、電流的作用，以及電磁場(chǎng)對(duì)物質(zhì)的各種效應(yīng)等。電磁現(xiàn)象是自然界存在的一種極為普遍現(xiàn)象，它涉及到廣泛的領(lǐng)域；電的研究和應(yīng)用在認(rèn)識(shí)客觀世界中展現(xiàn)了巨大的活力。因此，電磁學(xué)課程是物理學(xué)科的一門重要基礎(chǔ)課。

通過(guò)網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)趙凱華老師、陳熙謀老師及王稼軍老師主講和介紹的《新概念物理教程》電磁學(xué)，使我真切的感受到自己對(duì)電磁學(xué)教學(xué)認(rèn)識(shí)上的還存在一些盲點(diǎn)和誤區(qū)，有待于在今后的教學(xué)過(guò)程中進(jìn)一步的改進(jìn)和加強(qiáng)，使自己的教學(xué)內(nèi)容更加完整化和體系化，進(jìn)而提高自己的教學(xué)水平。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)，使我了解到、學(xué)習(xí)到以下幾點(diǎn)：

1．《新概念物理教程》電磁學(xué)，共分為六章，第一章 靜電場(chǎng)；第二章 恒磁場(chǎng)；第三章 電磁感應(yīng) 電磁場(chǎng)的相對(duì)論變換；第四章 電磁介質(zhì)；第五章 電路；第六章 麥克斯韋電磁理論 電磁波 電磁單位制。新版教材保留了原教材的一些能經(jīng)得住教學(xué)實(shí)踐考驗(yàn)又不陳舊過(guò)時(shí)的內(nèi)容，相比于舊版《電磁學(xué)》，新版教材起點(diǎn)更高，更多的內(nèi)容采用現(xiàn)代的觀點(diǎn)去審視電磁學(xué)課程的具體內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)了“場(chǎng)”的概念和處理“場(chǎng)”的方法，強(qiáng)調(diào)了對(duì)稱性原理和守恒量的運(yùn)用，增加了有關(guān)的內(nèi)容，對(duì)一些太技術(shù)性的問(wèn)題和過(guò)時(shí)的儀器設(shè)備做了刪除，適當(dāng)減少了已成為應(yīng)用性學(xué)科如電工學(xué)、電子學(xué)的內(nèi)容，對(duì)原書(shū)的章節(jié)做了些合并與調(diào)整，比如將電介質(zhì)和磁介質(zhì)合并為電磁介質(zhì)等，這樣使相關(guān)內(nèi)容敘述起來(lái)更為緊湊。

2．通過(guò)介紹與課程有關(guān)的重要?jiǎng)?chuàng)造性發(fā)現(xiàn)以及某些近代發(fā)展，介紹背景，闡明前輩大師如何提出問(wèn)題并分析、解決問(wèn)題，建立概念、規(guī)律、理論，要讓學(xué)生既學(xué)習(xí)知識(shí)，又領(lǐng)略研究方法、物理思想、科學(xué)精神，引導(dǎo)學(xué)生從被動(dòng)接受變?yōu)橹鲃?dòng)欣賞，逐漸學(xué)會(huì)物理學(xué)家的思維方法，提高能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)。

3．在具體的教學(xué)過(guò)程中，注重采用現(xiàn)代的觀點(diǎn)去闡述概念、定理，并適度地介紹一些現(xiàn)代物理的應(yīng)用，開(kāi)闊學(xué)生的視野，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在教學(xué)內(nèi)容的安排、課程的講解、電磁學(xué)問(wèn)題的解決等過(guò)程中，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生能形成清晰的物理圖像和很好的物理直覺(jué)等能力。

總之通過(guò)本次培訓(xùn)，不僅讓我對(duì)電磁學(xué)課程有了一個(gè)新的認(rèn)識(shí)，為我以后的教學(xué)工作和科研工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，更重要的是讓我學(xué)會(huì)了今后如何能做一個(gè)受學(xué)生愛(ài)戴的好老師。

第五篇：電磁學(xué)各章小結(jié)

《電磁學(xué)》各章小結(jié)

第一章 靜電場(chǎng)

1.庫(kù)侖定律： 2.電場(chǎng)強(qiáng)度 ? 定義：

? 點(diǎn)電荷：

? 點(diǎn)電荷組：

? 連續(xù)分布電荷：

? d? ——

? dl —— 均勻帶電圓環(huán)軸線，圓弧，直線段

dq =

? dS ——

均勻帶電圓盤(pán)軸線

? 迭加原理： 3.高斯定理

? 電通量：

? 高斯定理：

? 典型例子：（均勻帶電，對(duì)稱性）無(wú)限長(zhǎng)直線：

（圓柱體，圓柱面）

無(wú)限大平面：

（厚板）

球體：

（球面）

4.電位

? 環(huán)路定理：

? 電位：

P0：參考點(diǎn)（電位為零）

（源電荷分布在有限區(qū)域時(shí)，P0 取無(wú)窮遠(yuǎn)）? 電壓：

（電場(chǎng)力的功：

(U∞ = 0)）

? 點(diǎn)電荷：

? 計(jì)算電位：（兩種方法）

方法一：

（有對(duì)稱性，可先用高斯定理求得 E）

方法二：

? 迭加原理：

第二章 靜電場(chǎng)中導(dǎo)體和電介質(zhì)

一、導(dǎo)體

1.靜電平衡（導(dǎo)體）? 場(chǎng)強(qiáng)：

E內(nèi) = 0；

導(dǎo)體表面附近：E外 = ? 電位：

等位體

電荷? 電荷：

?內(nèi) = 0；

表面 ? ? 0 2.靜電屏蔽 3.電容

? 孤立導(dǎo)體：

C = Q/U

（U —— 導(dǎo)體電位）? 常見(jiàn)電容器： C = Q/U

（U —— 兩導(dǎo)體電壓）

平板：

球：

圓柱：

? 電容串并聯(lián) 串聯(lián)：

? 電容器靜電能：5.習(xí)題類型 ；

并聯(lián)：C = C1 + C2

? 求感應(yīng)電荷：q , ?

（E內(nèi) = 0； 接地：U = 0）? 同心球殼各區(qū)域的 E，U

（電荷必然均勻分布在球面）?平行導(dǎo)體板： E，U，? ? 電容串并聯(lián) ? 靜電能

二、電介質(zhì) 1.偶極子： p = ql 在勻強(qiáng)電場(chǎng)中受力矩：T = p ? E；

能量： W =P1)? n

n：2 ? 1 介質(zhì) – 真空（導(dǎo)體）：?’ = P ? n

n：介質(zhì)? 真空（導(dǎo)體）4.高斯定理和環(huán)路定理

D ? ?0 E + P = ?0(1+ ?)E = ?0 ?r E = ? E

5.電場(chǎng)能量： 能量密度w =, 能量W =

???wdv

5.習(xí)題

? 模型：平板

、球、圓柱（多層）P ? ? ’

U ? C

w ? W ?? 解題步驟： Q0 ? D ? E ?

第三章 穩(wěn)恒電流

??????1.電流：

I=dq/dt, dI=j?ds,I???j?ds,??j?ds??dq/dt

2．電流的穩(wěn)恒條件：???j.d?s?0

3.歐姆定律：

Q = I 2R t ，P = I

2R = U 2

/R，?j??E?

4.電阻串并聯(lián)：

串聯(lián)：R = R1 + R2 ；

并聯(lián)：

5.電動(dòng)勢(shì)： ??????K??dl?, 全電路歐姆定律：，端路電壓：第四章 穩(wěn)恒磁場(chǎng)

1.畢?沙定律：

2.磁通量：

3.磁場(chǎng)“高斯定理”：

4.安培環(huán)路定理：

5.安培力：

6.磁矩：

pm = IS n

力矩： T = pm ? B 7.典型例子：（均勻電流，對(duì)稱性）

a)長(zhǎng)直圓柱：

（圓柱面，長(zhǎng)直線）

? ? I r U = b)長(zhǎng)螺線管：

c)圓電流（軸線上）：

8.洛侖茲力：

fL = q v ? B 9.圓周運(yùn)動(dòng)：

10.霍耳效應(yīng)

第五章 電磁感應(yīng)與暫態(tài)過(guò)程

1.法拉第定律：

2.楞次定律：（感應(yīng)電流的方向）3.動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)：

4.感生電場(chǎng)：

E = E庫(kù) + E感，5.自感：

6.互感：，7.RL暫態(tài)：（建微分方程，求通解，初試條件定積分常數(shù)，討論）8.RC暫態(tài)：（同上）9.磁能：

第六章 磁介質(zhì)

1.磁介質(zhì)基本定義、公式

1.磁介質(zhì)公式

* 磁矩： pm = IS * 磁化強(qiáng)度： M ?

M = ?mH

* 磁化電流：

(n：2 ? 1)

i’ =(M2-M1)′

n

* 磁場(chǎng)強(qiáng)度：

H ?

(B = ?0 H + ?0M = ?H)

* 磁導(dǎo)率： ? = ?0 ?r = ?0(1+ ?m)* 環(huán)路定理：

* 能量密度： w =

2.鐵磁性：磁飽和、飽和磁場(chǎng)、剩磁、矯頑力

磁滯回線

第八章 電磁場(chǎng)和電磁波

1.位移電流：

2.麥克斯韋方程組的積分形式：（4個(gè)），對(duì)應(yīng)的電介質(zhì)公式 p = ql

P ?

P = ?0?E

?’ =(P2 ? P1)? n D ? ?0 E + P = ? E

? = ?0 ?r = ?0(1+ ?)

w =,，1.介質(zhì)性能方程：（3個(gè)）

D = ?0?r E B = ?0?r H

j = ?E

4.平面電磁波的性質(zhì)：（3條）? 橫波，即 E ? k，H ? k，且 E ? H

? E 和 H 同相位，同頻率，振幅：

? ? 傳播速度：v = c =

5.能流密度：

S = E ? H