第一篇：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)勢和磁場強(qiáng)度的外部測量方法；加深對靜電場和靜磁場分布規(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)成績和期末考試成績綜合評定出最終總成績。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)過程分為學(xué)生課下預(yù)習(xí)、教師課堂講授與提問、學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作、學(xué)生撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告四個(gè)個(gè)環(huán)節(jié)，教師通過以上各環(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。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電阻的原理

3.了解線路的方法誤差以及測量儀器的結(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 02萬用表的使用

目的內(nèi)容：

1.了解萬用表基本結(jié)構(gòu) 2.掌握萬用表測量電壓、電流、電阻等的使用方法 3.用萬用表判斷電路故障 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.分析誤差來源 04電壓的精確測量

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)并測量電池的電源電動(dòng)勢和內(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量諧振電路的品質(zhì)因數(shù)，并對數(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)的波形并測量其頻率 4.觀察李薩如圖形并用其測量待測信號(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)過程；并學(xué)會(huì)測量時(shí)間常數(shù)。2.用RC暫態(tài)測量待測電容；

3.用RL暫態(tài)測量待測電感 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.測定樣品的基本磁化特性曲線(Bm-Hm曲線)，并作μ—H曲線

3.測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PN結(jié)材料的禁帶寬度。

3.學(xué)習(xí)用PN結(jié)測溫的方法。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)霍爾器材對材料要求的相關(guān)知識(shí)

2.學(xué)習(xí)用“對稱測量法”消除負(fù)效應(yīng)的影響，測量室溫下霍爾系數(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直流雙臂電橋測量低電阻

目的內(nèi)容：

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

3．了解測低值電阻時(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．掌握交流電橋測量電感、電阻、電容的原理，學(xué)會(huì)推導(dǎo)測量公式 2．學(xué)會(huì)使用萬能電橋，掌握最佳測量方法.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.測量氬原子的第一激發(fā)勢。17密立根油滴

目的內(nèi)容：

1.測定基本電荷。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.觀察在過阻尼、欠阻尼、臨界阻尼嚇得運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 3.掌握測量電流計(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.測量非線性單元電路的伏安特性

2.用示波器觀測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，對非線性有初步的認(rèn)識(shí) 21 高溫超導(dǎo)材料特性測試

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)的比對和使用方法，以及低溫溫度控制的簡便方法 22 介電常數(shù)的測定

目的內(nèi)容：

1.用介電譜儀測量物質(zhì)在交變電場中介電常數(shù)和損耗角

2.掌握對信號(hào)的正交分量進(jìn)行比較、分離、測量的方法 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程 24 地磁場測量

目的內(nèi)容：

1.掌握磁阻傳感器的使用方法

2.掌握地磁場的測量方法 25 液體電導(dǎo)率測量

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.測量是溫室時(shí)鹽水飽和溶液的電導(dǎo)率

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

目的內(nèi)容：

1.了解靜電場模擬的依據(jù)

2.學(xué)會(huì)用模擬法描繪靜電場

3.測繪靜電場的等位線、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 四探針儀測量電阻率

目的內(nèi)容：

1.了解四探針電阻率測試儀的基本原理

2.了解的四探針電阻率測試儀組成、原理和使用方法

3.對給定的物質(zhì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并對實(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頻譜分析儀分析測試簡單的信號(hào) LED多功能特性測試

目的內(nèi)容：

1.LED的光強(qiáng)分布特性測試

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.了解太陽能電池發(fā)電原理

2.了解太陽能光伏板能量轉(zhuǎn)換

3.探討環(huán)境對光伏轉(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，測出它的伏安特性和光照特性曲線 3

4光伏探測器光電特性實(shí)驗(yàn)

1.測量光敏電阻的光電特性

2.研究光伏探測器的光電特性

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)儀測量水中聲速或測量水層厚度

2.用A類超聲實(shí)驗(yàn)儀測量固體厚度及超聲無損探傷 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)隨磁場變化關(guān)系的測量 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.對磁性薄膜和超薄膜進(jìn)行原位測量 38 振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)與磁化測量

目的內(nèi)容：

1.了解振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)測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、低溫居里溫度測試儀測定居里溫度的原理和方法

3.測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)的溫度控制器來研究不同溫度傳感器特性

三、實(shí)驗(yàn)教科書

1.李健主編，《基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn)》第一冊、第二冊，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

第二篇：北京師范大學(xué)珠海分校教學(xué)大綱編寫規(guī)范 - 蘭州大學(xué)物理學(xué)院

電磁學(xué)B 課程教學(xué)大綱

一、課程說明

（一）課程名稱、所屬專業(yè)、課程性質(zhì)、學(xué)分；

課程名稱:電磁學(xué);所屬專業(yè):物理學(xué);課程性質(zhì):大類平臺(tái)課（B類）;學(xué)分:3分。

（二）課程簡介、目標(biāo)與任務(wù)；

電磁學(xué)課程是十九世紀(jì)從發(fā)展到成熟的一門物理基礎(chǔ)課程，與力學(xué)一樣是自然科學(xué)的重要基礎(chǔ)課之一。電磁學(xué)發(fā)展成熟后在輻射和麥克斯韋方程與慣性坐標(biāo)系領(lǐng)域的問題和挑戰(zhàn)為二十世紀(jì)的量子力學(xué)、相對論的發(fā)展提供了基礎(chǔ)，學(xué)好電磁學(xué)是學(xué)好其它自然學(xué)科的基本保證。

本課程所講授的內(nèi)容為基本電磁現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)定律和相關(guān)的導(dǎo)出定理以及它們在相應(yīng)領(lǐng)域，特別實(shí)在電路理論中的應(yīng)用。深刻認(rèn)識(shí)電磁現(xiàn)象的基本性質(zhì)，掌握電磁學(xué)的基本理論和重要的如電勢、磁矢勢的概念，學(xué)會(huì)電磁學(xué)研究和處理問題方法。課程還適時(shí)地將電磁學(xué)的理論與其它學(xué)科及有關(guān)自然現(xiàn)象相聯(lián)系，以期獲得對于電磁學(xué)理論較為全面的理解。

從基本的實(shí)驗(yàn)事實(shí)出發(fā)，歸納出理論上的定律，并用數(shù)學(xué)對之進(jìn)行準(zhǔn)確嚴(yán)密的描述，繼之再應(yīng)用于廣泛的科技領(lǐng)域這一物理學(xué)的思維模式和研究方法在電磁學(xué)中也得到了充分的體現(xiàn)。通過本課程的學(xué)習(xí)應(yīng)使學(xué)生在提高科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)嚴(yán)密的思維能力，熟練應(yīng)用數(shù)學(xué)工具等諸方面獲得全面的進(jìn)步。

本課程針對我校物理學(xué)院材料物理系學(xué)生編寫。由于我校屬于“211”工程院校系統(tǒng)，物理學(xué)院為理科學(xué)生培養(yǎng)基地，教材的使用考慮到與全國接軌。整個(gè)課程總學(xué)時(shí)54，基本上每小節(jié)兩學(xué)時(shí)。

（三）先修課程要求，與先修課與后續(xù)相關(guān)課程之間的邏輯關(guān)系和內(nèi)容銜接； 先修課程要求：高等數(shù)學(xué)，力學(xué)。微積分知識(shí)及矢量運(yùn)算是計(jì)算電磁場分布問題、學(xué)好電磁學(xué)的前提。

（四）教材與主要參考書。

教材：趙凱華《新概念物理教程-電磁學(xué)》，主要參考書：麥克斯韋《電磁通論》

二、課程內(nèi)容與安排

（一）教學(xué)方法與學(xué)時(shí)分配

教學(xué)方法：采用板書與ppt結(jié)合方式教學(xué)；時(shí)間允許時(shí)適當(dāng)合作型教學(xué)。第一章 真空中的靜電場（8學(xué)時(shí)）第二章 靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)(8學(xué)時(shí))第三章 穩(wěn)衡電流(6學(xué)時(shí))第四章 穩(wěn)衡磁場（10學(xué)時(shí)）第五章 電磁感應(yīng)(8學(xué)時(shí))第六章 磁介質(zhì)（4學(xué)時(shí)）第七章 交流電路（6學(xué)時(shí)）

第八章 麥克斯韋方程組和電磁波(4學(xué)時(shí))

（二）內(nèi)容及基本要求 第一章 真空中的靜電場（8學(xué)時(shí)）§1-1 靜電的基本現(xiàn)象和基本規(guī)律 §1-2 電場和電場強(qiáng)度 §1-3 靜電場的高斯定理 §1-4 靜電場的電勢和梯度

教學(xué)內(nèi)容：電荷，電荷的量子化，庫侖定律，靜電場強(qiáng)度及分布求解，高斯定理，電勢，靜電能。

【重點(diǎn)掌握】：電場強(qiáng)度的定義，連續(xù)帶電體的電場分布的通用求解方法，用高斯定律求解有特定對稱性分布的帶電體的電場分布，靜電場的環(huán)路定理和高斯定理的物理意義。

【掌握】：基本粒子的電荷守恒，電場的概念，電場的疊加原理，電偶極子的定義及電場分布，立體角的概念，電勢和電勢差的概念，靜電場的保守性質(zhì)，用電勢梯度計(jì)算空間電場分布的方法，電勢的疊加方法。

【了解】：庫侖定律及其適用條件，場的概念及疊加原理，電通量的概念，高斯定理的證明，等勢面和等勢體，電勢梯度在直角和極坐標(biāo)系中的表達(dá)，自能和互能的概念，帶電體的靜電能和受力問題。

【難點(diǎn)】：場強(qiáng)和電勢的微分關(guān)系，電勢梯度的物理意義。

第二章 靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)(8學(xué)時(shí))§2-1靜電場中的導(dǎo)體 §2-2電容和電容器 §2-3 靜電場中的電介質(zhì) §2-4 靜電場的能量和能量密度

教學(xué)內(nèi)容：靜電場中的導(dǎo)體，封閉金屬殼內(nèi)外的靜電場，電容及電容器，靜電場中的電介質(zhì)，靜電場的能量。

【重點(diǎn)掌握】：靜電平衡后，導(dǎo)體中電荷的分布和空間電場分布計(jì)算；電介質(zhì)存在時(shí)高斯定理的推導(dǎo)過程及應(yīng)用。

【掌握】：導(dǎo)體的靜電平衡條件，靜電平衡后導(dǎo)體上電荷分布的特點(diǎn)，帶點(diǎn)體系的電容，平行板電容器的電容、靜電能，電介質(zhì)極化強(qiáng)度矢量的物理意義，電介質(zhì)極化強(qiáng)度與極化電荷面密度的關(guān)系；電位移矢量的定義，運(yùn)用電介質(zhì)存在的高斯定理求解帶電體系的空間電場分布。

【了解】：電容的物理意義，平行板電容器，球形電容器，平行板電容器串并聯(lián)電容的求解，帶電體系的電能及其計(jì)算方法，靜電屏蔽現(xiàn)象及應(yīng)用；極化的微觀機(jī)理解釋，電介質(zhì)的極化率和相對介電常數(shù)，介質(zhì)兩側(cè)電場的性質(zhì)，靜電場的能量和能量密度。第三章 穩(wěn)衡電流(6學(xué)時(shí))§3-1 穩(wěn)衡電流的導(dǎo)電規(guī)律 §3-2 電源及其電動(dòng)勢 §3-3 復(fù)雜直流電路的求解方法

教學(xué)內(nèi)容：穩(wěn)恒電流的條件，電流密度矢量，穩(wěn)恒電流的導(dǎo)電規(guī)律，金屬導(dǎo)電的經(jīng)典微觀解釋，電源電動(dòng)勢，全電路歐姆定律，基爾霍夫第一、第二定律，溫差電現(xiàn)象?！局攸c(diǎn)掌握】：穩(wěn)恒電流的成立條件，電源電動(dòng)勢的概念，基爾霍夫第一、第二定律及在直流電路中的應(yīng)用。

【掌握】：電流密度矢量的概念，歐姆定律的微分形式及應(yīng)用，非靜電力與電源電動(dòng)勢的關(guān)系，閉合電路的歐姆定律，電源的路端電壓。

【了解】： 電阻率的概念，電功率，焦耳定律，電流連續(xù)性方程的物理意義，電源電動(dòng)勢的概念，利用場的觀點(diǎn)闡釋穩(wěn)定電路的性質(zhì)，金屬導(dǎo)電的經(jīng)典微觀解釋，溫差電現(xiàn)象。

【難點(diǎn)】：金屬導(dǎo)電的經(jīng)典電子論。第四章 穩(wěn)衡磁場（10學(xué)時(shí)）§4-1 磁場的基本規(guī)律 §4-2 載流回路的磁場

§4-3 磁場的“高斯定理”和環(huán)路定理 §4-4 磁矢勢

教學(xué)內(nèi)容：基本磁現(xiàn)象，畢奧-薩伐爾定律，磁場的高斯定理，安培環(huán)路定理，帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)，磁場對載流導(dǎo)體和帶電粒子的作用

【重點(diǎn)掌握】：畢奧-薩伐爾定律在載流直導(dǎo)線、載流圓環(huán)、載流螺線管上的應(yīng)用，磁感應(yīng)強(qiáng)度的有旋性，磁場的高斯定理，安培環(huán)路定理及物理意義，安培力的計(jì)算公式?！菊莆铡浚捍鸥袘?yīng)強(qiáng)度、磁通量的概念，磁通量的求解方法，畢奧-薩伐爾定律的微分形式，安培環(huán)路定理計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度的應(yīng)用，均勻磁場和非均勻磁場中帶電體所受安培力的計(jì)算方法，洛侖茲力及計(jì)算方法，霍爾效應(yīng)的原理。

【了解】： 磁感應(yīng)線，磁矩的概念，平面載流線圈的磁矩和所受的磁力矩問題，運(yùn)動(dòng)電荷在均勻磁場中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，洛侖茲力與安培力的關(guān)系，回旋加速器的原理。

【難點(diǎn)】：安培環(huán)路定理求解電流分布對稱物體的空間磁場分布，磁矢勢。第五章 電磁感應(yīng)(8學(xué)時(shí))§5-1 電磁感應(yīng)定律 §5-2 感應(yīng)電動(dòng)勢 §5-3 自感和互感 §5-4 暫態(tài)過程

教學(xué)內(nèi)容：電磁感應(yīng)現(xiàn)象，楞次定律，動(dòng)生電動(dòng)勢，感生電動(dòng)勢和感生電場，渦旋電場，自感，互感，RL、RC、RLC暫態(tài)電路、靈敏電流計(jì)。

【重點(diǎn)掌握】：動(dòng)生電動(dòng)勢、感生電動(dòng)勢的求解方法。

【掌握】：法拉第電磁感應(yīng)定律及應(yīng)用，動(dòng)生電動(dòng)勢和感生電動(dòng)勢的計(jì)算方法，電動(dòng)機(jī)原理，感生渦旋電場的概念及與靜電場的區(qū)別，電子感應(yīng)加速器原理，自感系數(shù)的求解方法。

【了解】： 法拉第電磁感應(yīng)定律的普遍適用性，電動(dòng)勢，楞次定律，RL、RC、RLC電路的求解方法及暫態(tài)過程，磁場的能量、自感電動(dòng)勢與互感電動(dòng)勢，自感系數(shù)與互感系數(shù)的關(guān)系，能量密度及求解方法，靈敏電流計(jì)的原理。

【難點(diǎn)】：感生渦旋電場及感生電動(dòng)勢的求解。第六章 磁介質(zhì)（4學(xué)時(shí)）§6-1 分子電流觀點(diǎn) §6-2 磁荷觀點(diǎn) §6-3 介質(zhì)的磁化規(guī)律

教學(xué)內(nèi)容：分子電流觀點(diǎn)，磁荷觀點(diǎn)，磁介質(zhì)的磁化機(jī)理及描述，鐵磁物質(zhì)的磁化規(guī)律，順磁物質(zhì)和抗磁物質(zhì)的磁化現(xiàn)象，磁路定理，磁場的能量和能量密度。

【重點(diǎn)掌握】：有磁介質(zhì)時(shí)的安培環(huán)路定理及應(yīng)用。

【掌握】：磁化強(qiáng)度矢量的概念和表達(dá)，磁場強(qiáng)度的定義，磁偶極子，磁路定理及應(yīng)用，磁場能量及其求解方法。

【了解】： 用分子電流觀點(diǎn)和磁荷觀點(diǎn)解釋磁介質(zhì)的磁化現(xiàn)象，磁化電流與磁場強(qiáng)度的關(guān)系，介質(zhì)的鐵磁性、順磁性、抗磁性及經(jīng)典解釋，鐵磁性的宏觀特性，磁化特征，磁疇的概念，磁化率、磁導(dǎo)率的定義，鐵磁材料的分類和應(yīng)用。

【一般了解】： 磁極化強(qiáng)度矢量及與磁荷的關(guān)系，磁荷觀點(diǎn)及與分子電流觀點(diǎn)的等效性。

【難點(diǎn)】：抗磁性的經(jīng)典解釋，磁疇結(jié)構(gòu)的成因。第七章 交流電路（6學(xué)時(shí)）§7-1 簡諧交流電

§7-2 交流電路的阻抗元件 §7-3 交流電路的矢量解法 §7-4 交流電路的復(fù)數(shù)解法 §7-5 交流電路的功率 §7-6 諧振電路

教學(xué)內(nèi)容：簡諧波的形式，矢量和復(fù)數(shù)表示，阻抗的概念，電阻、電感和電容的阻抗，交流電路的矢量解法、復(fù)數(shù)解法，濾波電路和相移電路，交流電的功率和功率因數(shù)，提高功率因數(shù)的方法，理想變壓器的電壓和電流變比公式，三相發(fā)電機(jī)，三相交流電的性質(zhì)、接法。

【重點(diǎn)掌握】：電容和電感器件的阻抗特征，交流電的相位差，實(shí)現(xiàn)濾波和相移的方法，三相電路中負(fù)載的接法。

【掌握】：簡諧交流電的表示方法，矢量圖解法求解RL、RC、RLC電路的阻抗特征，RLC諧振電路及Q值得內(nèi)涵，交流電路的歐姆定律和復(fù)阻抗，交流電路的復(fù)數(shù)解法

【了解】：阻抗的概念，交流電橋，有功功率和無功功率，三相交流電功率 第八章 麥克斯韋方程組和電磁波(4學(xué)時(shí))§8-1 麥克斯韋方程組 §8-2平面電磁波

教學(xué)內(nèi)容：位移電流，麥克斯韋方程組，平面電磁波的性質(zhì)，偶極振子的輻射，電磁波譜，電磁場的能量密度和動(dòng)量。

【重點(diǎn)掌握】：位移電流的內(nèi)涵，麥克斯韋方程組的積分及微分形式 【掌握】：位移電流假設(shè)，平面電磁波的形式、性質(zhì)，電磁波的能流密度?！玖私狻浚浩矫骐姶挪ǖ牟▌?dòng)方程，電磁波的發(fā)射，電磁場的動(dòng)量?！倦y點(diǎn)】：位移電流的物理意義。

制定人：喬 亮

審定人： 批準(zhǔn)人： 日 期：

第三篇：《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：開課學(xué)期：二年級(jí)上學(xué)期 適用對象：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)過程必不可少的基礎(chǔ)。通過本門課程的教學(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)問題的能力，并為學(xué)習(xí)后繼課程打下必要的基礎(chǔ)。通過對電磁學(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 ：

基本粒子、靜電場、庫侖力、電場強(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、非靜電力、溫差電動(dòng)勢、靜磁場、磁感應(yīng)強(qiáng)度、安培力、磁通量、磁矩、電磁感應(yīng)、感生電場、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、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）靜電場基本定律和定理：庫侖定律、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、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，重視對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的總結(jié)，培養(yǎng)科學(xué)分析問題的能力。

（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

靜電場的基本規(guī)律（12課時(shí)）

第二章

有導(dǎo)體時(shí)的靜電場（8課時(shí)）第三章

靜電場中的電介質(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（12課時(shí)）第六章

電磁感應(yīng)與暫態(tài)過程（12課時(shí)）第七章

磁介質(zhì)(8課時(shí))第九章

時(shí)變電磁場和電磁波（4課時(shí)）

四、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

靜電場的高斯定理，靜電場的環(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)場的討論方法及場強(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，磁場的高斯定理，磁場的安培環(huán)路定理，法拉第電磁感應(yīng)定律，動(dòng)生電動(dòng)勢、感生電動(dòng)勢，自感、互感，RL及RC串聯(lián)電路的暫態(tài)過程，磁介質(zhì)存在時(shí)場的討論方法及場強(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)。（具體安排見附表）

六、教學(xué)方式

1、電磁學(xué)內(nèi)容主要有兩方面，即場和路，考慮到學(xué)生在中學(xué)階段對路接觸較多，且比較熟悉，而對場相對來說接觸較少，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、穩(wěn)恒磁場、似穩(wěn)電磁場和迅變電磁場；對直流電路、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。對電磁場與物質(zhì)的相互作用的內(nèi)容只作一般講授，不作過高要求。

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)生分析問題和解決問題的能力，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，成績評定采用百分制。本課程成績采用期末考試與平時(shí)成績相結(jié)合的方式進(jìn)行綜合評定，最終成績由以下二個(gè)部分組成：第一部分：期末考試成績占總成績的70％；第二部分：作業(yè)成績及平時(shí)檢測占總成績的30％。

九、教材及教學(xué)參考書 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：

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 靜電場的基本規(guī)律（10

學(xué)時(shí)）

一、教學(xué)要求

明確電荷、電場的物質(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的環(huán)路定理充分表達(dá)了靜電場的特性，要求學(xué)生牢固掌握電場強(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.庫侖定律

2－1 庫侖定律

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

6－1 靜電場的環(huán)路定理 6－2 電勢和電勢差 6－3 電勢的計(jì)算 6－4 等勢面

6－5 電勢與場強(qiáng)的微分關(guān)系

三、重點(diǎn)、難點(diǎn)

重點(diǎn)：場強(qiáng)和電勢的計(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（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)體形狀對電荷分布的影響

1－4 導(dǎo)體靜電平衡問題的討論方法

1－5平行板導(dǎo)體組例題

2.封閉金屬殼內(nèi)外的靜電場

2－1 殼內(nèi)空間的場

2－2 殼外空間的場

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。

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 偶極子在外電場中所受的力矩 2－3 偶極子激發(fā)的靜電場 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)的靜電場方程 6－1 靜電場方程 7.電場的能量

三、重點(diǎn)、難點(diǎn)

重點(diǎn)：電介質(zhì)存在時(shí)場的討論方法及場強(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)恒電場概念及與靜電場的異同，了解經(jīng)典金屬電子論及其缺陷，深入理解電動(dòng)勢的物理意義和電動(dòng)勢的數(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 4－1 非靜電力

4－2 電動(dòng)勢 一段含源電路的歐姆定律 4－3 電動(dòng)勢的測量．電勢差計(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題 6－1 二端網(wǎng)絡(luò).接觸電勢差與溫差電現(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（12學(xué)時(shí)）

一、教學(xué)要求：

明確磁場的物質(zhì)屬性，明確磁場的“高斯定理”和安培環(huán)路定理充分表達(dá)了穩(wěn)恒磁場的特性，掌握畢奧—薩伐爾定律矢量式的物理意義并用以計(jì)算磁場分布，掌握安培環(huán)路定理的內(nèi)容及用以計(jì)算磁場分布的方法，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 直長載流導(dǎo)線的磁場 2－3 圓形載流導(dǎo)線的磁場 2－4 載流螺線管軸線上的磁場 3.磁場的高斯定理 4.安培環(huán)路定理 4－1 安培環(huán)路定理

4－2 無限長圓柱形均勻載流導(dǎo)線的磁場 4－3 無限長載流螺線管的磁場 4－4 載流螺繞環(huán)的磁場 4－5 均勻載流無限大平面的磁場 5.帶電粒子在電磁場中的運(yùn)動(dòng) 5－1 帶電粒子在均勻恒定磁場中的運(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)比的測定 5－5 霍耳效應(yīng).磁場對載流導(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 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)過程（12學(xué)時(shí)）

一、教學(xué)要求：

要求學(xué)生對法拉第電磁感應(yīng)定律的物理意義有深入的了解，掌握感生電場這一新的重要概念，并注意它與靜電場的區(qū)別，掌握動(dòng)生電動(dòng)勢、感生電動(dòng)勢的計(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)過程的微分方程，并能求解和對解進(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

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

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

4－4 螺線管磁場變化引起的感生電場 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、感生電動(dòng)勢、自感、互感、RL及RC串聯(lián)電路的暫態(tài)過程。

難點(diǎn)：感生電流方向的判斷，非均勻磁場中感生電動(dòng)勢的計(jì)算。渦旋電場的理解和計(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，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 磁場強(qiáng)度H．有磁介質(zhì)時(shí)的環(huán)路定理 1－4 靜磁場與靜電場方程的對比 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.磁場的能量

三、重點(diǎn)、難點(diǎn) 重點(diǎn)：磁介質(zhì)存在時(shí)場的討論方法及場強(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。

第四篇：大學(xué)物理電磁學(xué)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

大學(xué)物理電磁學(xué)總結(jié) 一、三大定律庫侖定律：在真空中，兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷 q1 和 q2 之間的靜電相互作用力與這兩個(gè)點(diǎn)電荷所帶電荷量的乘積成正比，與它們之間距離的平方成反比，作用力的方向沿著兩個(gè)點(diǎn)電荷的連線，同號(hào)電荷相斥，異號(hào)電荷相吸。

uuu r q q ur F21 = k 1 2 2 er r ur u r 高斯定理：a)靜電場： Φ e = E d S = ∫ s ∑q i i ε0

（真空中）

b)穩(wěn)恒磁場： Φ m =

u u r r Bd S = 0 ∫ s

環(huán)路定理：a)靜電場的環(huán)路定理： b)安培環(huán)路定理：

二、對比總結(jié)電與磁

∫

L

ur r L E dl = 0 ∫ ur r B dl = 0 ∑ I i（真空中）L

電磁學(xué)

靜電場

穩(wěn)恒磁場穩(wěn)恒磁場

電場強(qiáng)度：E

磁感應(yīng)強(qiáng)度：B 定義： B =

ur ur F 定義： E =(N/C)q0 基本計(jì)算方法：

1、點(diǎn)電荷電場強(qiáng)度： E =

ur r u r dF（d F = Idl × B）(T)Idl sin θ

方向：沿該點(diǎn)處靜止小磁針的 N 極指向?；居?jì)算方法：

ur

q ur er 4πε 0 r 2 1

r ur u Idl × e r 0 r

1、畢奧-薩伐爾定律： d B = 2 4π r

2、連續(xù)分布的電流元的磁場強(qiáng)度：

2、電場強(qiáng)度疊加原理：

ur n ur 1 E = ∑ Ei = 4πε 0 i =1

r qi uu eri ∑ r2 i =1 i n

r ur u r u r 0 Idl × er B = ∫dB = ∫ 4π r 2

3、安培環(huán)路定理（后面介紹）

4、通過磁通量解得（后面介紹）

3、連續(xù)分布電荷的電場強(qiáng)度：

ur ρ dV ur E=∫ e v 4πε r 2 r 0 ur ? dS ur ur λ dl ur E=∫ er , E = ∫ e s 4πε r 2 l 4πε r 2 r 0 0

4、高斯定理（后面介紹）

5、通過電勢解得（后面介紹）

幾種常見的帶電體的電場強(qiáng)度公式：

幾種常見的磁感應(yīng)強(qiáng)度公式：

1、無限長直載流導(dǎo)線外： B =

2、圓電流圓心處：電流軸線上： B =

ur

1、點(diǎn)電荷： E =

q ur er 4πε 0 r 2 I 2R

0 I 2π r

2、均勻帶電圓環(huán)軸線上一點(diǎn)：

ur E=

B =

3、圓

r qx i 2 2 32 4πε 0(R + x)

0

R 2 IN 2(x 2 + R 2)3 2 1 0α 2

3、均勻帶電無限大平面： E =

? 2ε 0

（N 為線圈匝數(shù)）

4、無限大均勻載流平面： B =

4、均勻帶電球殼： E = 0(r < R)

（α 是流過單位寬度的電流）

ur E=

q ur er(r > R)4πε 0 r 2

5、無限長密繞直螺線管內(nèi)部： B = 0 nI（n 是單位長度上的線圈匝數(shù)）

6、一段載流圓弧線在圓心處： B =（是弧度角，以弧度為單位）

7、圓盤圓心處： B =

r ur qr(r < R)

5、均勻帶電球體： E = 4πε 0 R 3 ur E= q 4πε 0 r ur er(r > R)2

0 I 4π R

0?ω R 2

（? 是圓盤電荷面密度，ω 圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度）

6、無限長直導(dǎo)線： E =

λ 2πε 0 x λ 0(r > R)2πε 0 r

7、無限長直圓柱體： E = E=

λr(r < R)4πε 0 R 2 電場強(qiáng)度通量： N·m2·c-1）（磁通量： wb）（s

Φ e = ∫ d Φ e = ∫ E cos θ dS = ∫ s s

ur u r E d S 通量

u u r r Φ m = ∫ d Φ m = ∫ Bd S = ∫ B cos θ dS s s s

若為閉合曲面： Φ e =

∫

s

ur u r E d S

若為閉合曲面：

u u r r Φ m = Bd S = B cos θ dS ∫ ∫ s s

均勻電場通過閉合曲面的通量為零。

靜電場的高斯定理：

磁場的高斯定理： i

ur u r Φ e = E d S = ∫ s ∑q i

高斯定理

u u r r Φ m = Bd S = 0 ∫ s ε0

注：磁場是無源場

注：靜電場是有源場可以求解 E

靜電場的環(huán)路定理：

安培環(huán)路定理：

∫

L

ur r E dl = 0 環(huán)路定理

∫

L

ur r B dl = 0 ∑ I i L

注：靜電場力是保守力；靜電場是保守場、無旋場。

注：磁場是有旋場。可以就解 B

靜電場的功與電勢能：靜電場的功： Aab = ∫

b a

ur r q0 E dl

磁場對電流的作用：

1、磁場對載流導(dǎo)線的作用：

磁場對運(yùn)動(dòng)電荷的作用：

1、只有磁場：（洛倫茲力）

ur ur r u r F = ∫ d F = ∫ Idl × B L

ur r u r F = qv × B 由于洛倫茲力與速度始終垂直，所以洛倫茲力對運(yùn)動(dòng)電荷做的功恒等于零。

2、既有電場又有磁場：

保守力的功等于勢能的改變量

ur r “0” ∴ Wa = ∫ q0 E dl a

2、均勻磁場對平面在流線圈的作用：

一般設(shè)無窮遠(yuǎn)點(diǎn)電勢能為 0

ur r ∞ ∴ Wa = Aa∞ = ∫ q0 E dl a

uu ur u uu r r r M = m × B（M 為磁力矩）ur uu r m = NISen（m 為磁偶極子）磁力的功：

ur ur r ur F = q(E + v × B)

3、霍爾效應(yīng)：

∴ Aab = Wa Wb A=∫

Φm 2

Φ m1

Id Φ m

= I(Φ m 2 Φ m1)= I Φ m

U ab = RH

IB 1，RH =（）d nq

電勢與電勢差：(V)電勢：（一般設(shè)無窮遠(yuǎn)點(diǎn)無電勢零點(diǎn)）

一些常見帶電體的電勢：

1、點(diǎn)電荷電勢： V(r)=

r ∞ ur W Va = a = ∫ E dl a q0 電勢差： U ab = Va Vb =

q 4πε 0 r ∫

b a

ur r E dl

2、均勻帶電圓環(huán)軸線上一點(diǎn)電勢：

V(r)=

電勢的計(jì)算：

1、點(diǎn)電荷電場中的電勢：

q 4πε 0(R + x 2)1 2 2 1

3、均勻帶電球體的電勢：

Va = ∫

∞

q 4πε 0 r 2 r dr =

q 4πε 0 r

r2 V(r)=(3 2)(r < R)8πε 0 R R q V(r)= q 4πε 0 r(r > R)

2、點(diǎn)電荷系電場中的電勢：

Va = ∑ Vai = ∑ i =1 i =1 n n

4πε 0 ri V(r)= qi

4、均勻帶電球面的電勢：

3、電荷連續(xù)分布帶電體電場中的電勢：

Va = ∫

dq 4πε 0 r

q(r < R)4πε 0 R 1 q(r > R)4πε 0 r 1

場強(qiáng)與電勢：

V(r)=

ur V r V r V r E =(i+ j+ k)= gradV x y z

電介質(zhì)

磁介質(zhì)

電介質(zhì)電容率：

ε = ε 0ε r（ε r 為相對

電容率，其值除真空均大于 1）

電介質(zhì)的極化：

1、無極分子的位移極化

2、有機(jī)分子的取向極化

磁介質(zhì)的磁化：

1、磁介質(zhì)在外磁場中產(chǎn)生附加磁矩 m

2、磁介質(zhì)磁化后產(chǎn)生束縛電流。

磁介質(zhì)磁導(dǎo)率：

= 0 r（r 為相對 磁導(dǎo)率，其值在真空中為 1）

E = E0 ε r

B = B0 r

電位移矢量 D：

磁場強(qiáng)度矢量 H：

ur ur ur D = ε 0ε r E = ε E(C·m-2)有電介質(zhì)的高斯定理:

ur u r uu r B B H= =(A·m-1)0 r

ur u r Dd S = ∑ q0 i ∫ s i

有電介質(zhì)的安培環(huán)路定理定理: ∫

L

uu r r H d l = ∑ I 傳 L

q0i 為自由電荷。

電場的能量電場能量體密度： we =

磁場的能量磁場能量體密度： wm =

We 1 2 1 = ε E = DE V 2 2 1 2 電場靜電能：

Wm B 2 1 = = BH V 2 2 B2 dV 2

磁場能量： Wm = ∫

We = ∫ we dV = ∫ ε E dV V V 2 V

wm dV = ∫

V

導(dǎo)體在靜電場中：

1、導(dǎo)體靜電平衡條件： E內(nèi) = 0和E表面⊥表面

2、用電勢來表述：整個(gè)導(dǎo)體是等勢體。靜電場平衡條件下的電荷分布：

1、導(dǎo)體內(nèi)部沒有凈電荷存在，電荷分布在導(dǎo)體表面。

2、導(dǎo)體表面附近任一點(diǎn)的電場強(qiáng)度和該處電荷密度的關(guān)系為： E =

磁介質(zhì)的分類：順磁質(zhì) r > 1）抗磁質(zhì) r < 1）鐵磁質(zhì) r >> 1）（，（，（鐵磁質(zhì)的主要特征：(1)高磁導(dǎo)率(2)非線性(3)具有磁滯現(xiàn)象

? ε0

電容 C

電感 L

孤立導(dǎo)體電容：電容器的電容：自感：

互感：

C= q V

(單位 F、F、pF)

q C= V1 V2 L= Ψ I

(單位 H)

M = M 12 = M 21 =

Φm

21I1

計(jì)算電容思路：

計(jì)算自感思路：

ur ur Q → E(D)→ V → C

常見電容器：

1、平行板電容器： C = ε 0ε r S d

2、球形電容器： C =

u uu r r B(H)→ Φ → Ψ → L

常見線圈自感：

1、長直螺線管： L = 0 n lS 2

常見的線圈互感：

1、兩同軸長螺線管間互感：

M=

0π R 2 N1 N 2 L

4πε 0ε r R1 R2 R2 R1

2、無磁芯環(huán)形密繞線圈：

2、一長直導(dǎo)線與相聚為 d 的矩形線框：

3、同軸電纜： C =

2πε 0ε r L R ln a Rb

N 2h R L= 0 ln 2π r

自感電動(dòng)勢： ε = L（后面不再介紹）

M= dI dt

0 Nl d + a ln 2π d dI1 dt

互感電動(dòng)勢：

ε 21 = M 21

（后面不再介紹）

電能： We =

q2 1 1 = qU = CU 2 2C 2 2

磁能： Wm = ∫

I 0 LIdI = LI 2 2

電磁感應(yīng)：法拉第電磁感應(yīng)定律 ε =

dΦm dt

動(dòng)生電動(dòng)勢：導(dǎo)體或?qū)w回路在穩(wěn)恒磁場中運(yùn)動(dòng)，或?qū)w回路的形狀在穩(wěn)恒磁場中變化時(shí)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢。

感生電動(dòng)勢：導(dǎo)體回路固定不動(dòng)，穿過回路磁通量的變化僅僅是由于磁場變化所引起的感應(yīng)電動(dòng)勢。

ε = ∫ Ek dl = ∫(v × B)dl a a b uur r b r u r r

u r uu r r r dΨ B u ε = Ev d l = = ∫∫ d S ∫L s t dt

變化的磁場激發(fā)有旋電場作用于自由電荷引起感應(yīng)電動(dòng)勢。

產(chǎn)生電動(dòng)勢的非靜電力是洛倫茲力的一個(gè)分力。

楞次定律：（用于判斷感應(yīng)電流的方向）閉合回路中，感應(yīng)電流的方向總是使得它自身產(chǎn)生的磁通量反抗引起磁感應(yīng)電流的磁通量的變化。

三、麥克斯韋電磁場理論簡介。

1、電場的高斯定理。s s s

ur u r ur(1)u r ur(2)u r Dd S = D d S + D d S = ∑ q0i ∫ ∫ ∫ s內(nèi)

ur(1)D ：靜電場電位移矢量

2、法拉第電磁感應(yīng)定律。

ur(2)D ：有旋電場電位移矢量

ur r ur(1)r ur(2)r dΦ E dl = E d l + E dl = m L ∫ ∫L ∫L dt ur(1)ur(2)E ：靜電場電場強(qiáng)度 E ：有旋電場電場強(qiáng)度

3、磁場的高斯定理。

u u r r u(1)u r r u(2)u r r B d S = B d S + B d S = 0 ∫ ∫ ∫ s s s

u(1)r B ：傳導(dǎo)電流產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度

4、全電流安培環(huán)路定理。

u(2)r B ：位移電流產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度

H dl = H ∫ ∫ L L

uu r r

uu(1)r

r uu(2)r r dΦ dl + H dl = ∑ I + D = I 全 ∫L dt L uu(2)r H ：位移電流產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度矢量

uu(1)r H ：傳導(dǎo)電流產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度矢量

第五篇：大學(xué)物理電磁學(xué)公式總結(jié)

靜電場小結(jié)

一、庫侖定律

二、電場強(qiáng)度

三、場強(qiáng)迭加原理

點(diǎn)電荷場強(qiáng)

點(diǎn)電荷系場強(qiáng)

連續(xù)帶電體場強(qiáng)

四、靜電場高斯定理

五、幾種典型電荷分布的電場強(qiáng)度

均勻帶電球面

均勻帶電球體

均勻帶電長直圓柱面

均勻帶電長

直

圓

柱體

無限大均勻帶電平面

六、靜電場的環(huán)流定理

七、電勢

八、電勢迭加原理

點(diǎn)電荷電勢

點(diǎn)電荷系電勢

連續(xù)帶電體電勢

九、幾種典型電場的電勢

均勻帶電球面

均勻帶電直線

十、導(dǎo)體靜電平衡條件

(1)導(dǎo)體內(nèi)電場強(qiáng)度為零 ；導(dǎo)體表面附近場強(qiáng)與表面垂直。

(2)導(dǎo)體是一個(gè)等勢體，表面是一個(gè)等勢面。

推論一 電荷只分布于導(dǎo)體表面

推論二 導(dǎo)體表面附近場強(qiáng)與表面電荷密度

關(guān)系

十一、靜電屏蔽

導(dǎo)體空腔能屏蔽空腔內(nèi)、外電荷的相互影響。即空腔外（包括外表面）的電荷在空腔內(nèi)的場強(qiáng)為零，空腔內(nèi)（包括內(nèi)表面）的電荷在空腔外的場強(qiáng)為零。

十二、電容器的電容

平行板電容器

圓柱形電容器

球形電容器

孤立導(dǎo)體球

十三、電容器的聯(lián)接 并聯(lián)電容器

串聯(lián)電容器

十四、電場的能量

電容器的能量

電場的能量密度

電場的能量

穩(wěn)恒電流磁場小結(jié)

一、磁場 運(yùn)動(dòng)電荷的磁場

畢奧——薩伐爾定律

二、磁場高斯定理

三、安培環(huán)路定理

四、幾種典型磁場

有限長載流直導(dǎo)線的磁

場

無限長載流直導(dǎo)線的磁場

圓電流軸線上的磁場

圓電流中心的磁場

長直載流螺線管內(nèi)的磁場

載流密繞螺繞環(huán)內(nèi)的磁場

五、載流平面線圈的磁矩

m和S沿電流的右手螺旋方向

六、洛倫茲力

七、安培力公式

八、載流平面線圈在均勻磁場中受到的合磁力

載流平面線圈在均勻磁場中受到的磁力矩

電磁感應(yīng)小結(jié)

一、電動(dòng)勢 非靜電性場強(qiáng)

電源電動(dòng)勢

一段電路的電動(dòng)勢

閉合電路的電動(dòng)勢

當(dāng)時(shí)，電動(dòng)勢沿電路（或回路）l的正方向，時(shí)沿反方向。

二、電磁感應(yīng)的實(shí)驗(yàn)定律

1、楞次定律：閉合回路中感生電流的方向是使它產(chǎn)生的磁通量反抗引起電磁感應(yīng)的磁通量變化。楞次定律是能量守恒定律在電磁感應(yīng)中的表現(xiàn)。

2、法拉第電磁感應(yīng)定律：當(dāng)閉合回路l中的磁通量變化時(shí)，在回路中的

感應(yīng)電動(dòng)勢為若時(shí)，電動(dòng)勢沿回路l的正方向，時(shí)，沿反方向。對線圖，為全磁通。

3、感應(yīng)電流

感應(yīng)電量

三、電動(dòng)勢的理論解釋

1、動(dòng)生電動(dòng)勢 在磁場中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)線l以洛倫茲力為非電靜力而成為一電源，導(dǎo)線上的動(dòng)生電動(dòng)勢

若，電動(dòng)

勢沿導(dǎo)線l的正方向，若，沿反方向。

動(dòng)生電動(dòng)勢的大小為導(dǎo)線單位時(shí)間掃過的磁通量，動(dòng)生電動(dòng)勢的方向可由正載流子受洛倫茲力的方向決定。直導(dǎo)線在均勻磁場的垂面以磁場為軸轉(zhuǎn)動(dòng)

。平面線圈繞磁場的垂軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

2、感生電動(dòng)勢 變化磁場要在周圍空間激發(fā)一個(gè)非靜電性的有旋電場E，使在磁場中的導(dǎo)線l成為一電源，導(dǎo)線上的感生電動(dòng)

勢

有

旋

電

場的環(huán)

流

有旋電場繞磁場的變化率左旋。圓柱域勻磁場激發(fā)的有旋電場

射光互相垂直，