1、文檔來源為 :從網絡收集整理.word 版本可編輯 .歡迎下載支持.電磁學教學大綱英文名稱： electromagnetics授課專業： 物理學學時： 72學分： 4開課學期： 二年級上學期適用對象： 物理學專業一、課程性質與任務電磁學是物理學專業的一門專業基礎課。電磁學已滲透到物理學的各個領域，成為研究物質過程必不可少的基礎。通過本門課程的教學，要求：使學生能全面地認識和理解電磁運動的基本現象和基本概念，系統地掌握電磁運動的基本規律，具有一定的分析和解決電磁學問題的能力，并為學習后繼課程打下必要的基礎。通過對電磁學發展史上某些重大的發現和發明的介紹，使學生了解物理學思想和實驗方法，培養學生的

2、辯證唯物主義世界觀， 使學生獲得科學方法論上的教益 。二、課程教學的基本要求1 、正確理解以下基本概念和術語：基本粒子、靜電場、庫侖力、電場強度、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、極化強度、電位移向量、電流密度、超導、電功率、經典金屬電子論、電動勢、非靜電力、溫差電動勢、靜磁場、磁感應強度、安培力、磁通量、磁矩、電磁感應、感生電場、自感、互感、渦電流、趨膚效應、磁能、磁化強度、磁化電流、磁場強度、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。、掌握以下基本規律及分析計算方法（1）靜電場基本定律和定理：庫侖定律、電荷守恒定律、高

3、斯定理、環路積分定理、疊加原理。1文檔來源為 :從網絡收集整理.word 版本可編輯 .歡迎下載支持.文檔來源為 :從網絡收集整理.word 版本可編輯 .歡迎下載支持.（2）穩恒電流和電路：歐姆定律、焦耳定律、基爾霍夫定律（節點方程、回路電壓方程）（3）穩恒磁場的基本定律和定理：畢伐定律，安培定律、高斯定理、環路積分定理。（4）交變電磁場的基本定律和定理：楞次定律、法拉第電磁感應定律、麥克斯韋方程組。（5）掌握以下物理量的分析計算方法：電場強度、電位、電位差、電通量、電容、磁感應強度、磁通量、安培力、磁矩、電動勢、電磁能量等。、注意培養學生以下幾方面能力（1）分析電磁運動規律及物理實驗構思方

4、法，重視對實驗現象的總結，培養科學分析問題的能力。（2）積極思考并總結研究方法、實驗技能，培養創新意識。（3）靈活有效應用高等數學知識，解決物理問題，進一步提高科學知識、科學方法、科學態度和科學精神等科學素質。三、課程教學內容第一章靜電場的基本規律（ 12 課時）第二章有導體時的靜電場（8 課時）第三章靜電場中的電介質（8 課時）第四章恒定電流和電路（ 8 課時）第五章恒定電流的磁場（ 12 課時）第六章電磁感應與暫態過程（12 課時）第七章磁介質 (8 課時 )第九章時變電磁場和電磁波（4 課時）四、教學重點、難點靜電場的高斯定理，靜電場的環路定理，電位，靜電平衡時導體的性質，2文檔來源為

5、:從網絡收集整理.word 版本可編輯 .歡迎下載支持.文檔來源為 :從網絡收集整理.word 版本可編輯 .歡迎下載支持.用電力線工具討論靜電平衡的若干電現象，電介質存在時場的討論方法及場強計算，電介質存在時高斯定理的應用，電動勢的物理意義及數學表示方法，基爾霍夫方程組求解電路，磁感應強度矢量的概念，畢奧薩伐爾定律，磁場的高斯定理，磁場的安培環路定理，法拉第電磁感應定律，動生電動勢、感生電動勢，自感、互感， RL 及 RC串聯電路的暫態過程，磁介質存在時場的討論方法及場強的計算，有磁介質時的環路定理，B、M、H 三個矢量的區別與聯系，鐵磁性與鐵磁質，位移電流，麥克斯韋方程組，能流密度。五、教

6、學時數分配教學時數 72 學時，其中理論講授72 學時。（具體安排見附表）六、教學方式1、電磁學內容主要有兩方面，即場和路，考慮到學生在中學階段對路接觸較多，且比較熟悉，而對場相對來說接觸較少，所以從教學內容上，適當壓縮路的內容，擴大場的內容的課時比例，重點講授電磁運動的基本現象、基本概念和基本規律，包括：穩恒電場、穩恒磁場、似穩電磁場和迅變電磁場；對直流電路、交流電路和磁路少講。2、在教好基礎理論的前提下，適當介紹一些與電磁學有關的近代科學技術的新成就，以擴大學生的知識面。對電磁場與物質的相互作用的內容只作一般講授，不作過高要求。3、習題是學好基礎理論的必要手段，在教學中，布置一些對基本概念

7、和基本定律理解上有幫助的思考題、習題，并根據具體情況，講授一些習題課，培養學生分析問題和解決問題的能力，指導他們的學習方法。4、根據教學內容，適當做些演示實驗，并盡可能采用現代化教學手段。七、本課程與其它課程的關系本課程必要的先修課程：力學、高等數學。本課程的后續課程：電動力學、電工學、數字電路。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成績相結合的方式進行綜合評定，最終成績由以下二個部分組成：第一3文檔來源為 :從網絡收集整理.word 版本可編輯 .歡迎下載支持.文檔來源為 :從網絡收集整理.word 版本可編輯 .歡迎下載支持.部分：期末考試成績占

8、總成績的70；第二部分：作業成績及平時檢測占總成績的 30。九、教材及教學參考書主教材：梁燦彬等 . 電磁學（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. 北京：高等教育出版社，2003.2、梁紹榮等 . 普通物理學電磁學（第三版）.北京：高等教育出版社，2007.第一章靜電場的基本規律（ 10 學時）一、教學要求明確電荷、電場的物質屬性，明確高斯定理的物理意義，并結合實例加深理解，明確高斯定理和靜電場的環路定理充分表達了靜電場的特性，要求學生牢固掌握電場強度矢量概念及其基本計算方法，牢固掌握電位差和電位的意義及計算方法。二、教學要點：電荷庫侖

9、定律21 庫侖定律22 電荷的單位3 庫侖定律的矢量形式4 疊加原理靜電場1 電場強度2 場強的計算高斯定理4文檔來源為 :從網絡收集整理.word 版本可編輯 .歡迎下載支持.文檔來源為 :從網絡收集整理.word 版本可編輯 .歡迎下載支持.1E通量2 高斯定理3 用高斯定理求場強電場線1 電場線2 電場線的性質電勢1 靜電場的環路定理2 電勢和電勢差3 電勢的計算4 等勢面5 電勢與場強的微分關系三、重點、難點重點：場強和電勢的計算、高斯定理、環路定理及它們的應用。難點：高斯定理的證明電位梯度。第二章有導體時的靜電場（ 8 學時）一、教學要求了解靜電平衡時導體的性質，加深對高斯定理與環路

10、定理的理解，掌握用電力線這一工具討論靜電平衡現象這一方法，了解電容器的電容和靜電能。二、教學要點：靜電場中的導體11靜電平衡12帶電導體所受的靜電力13孤立導體形狀對電荷分布的影響14導體靜電平衡問題的討論方法15平行板導體組例題封閉金屬殼內外的靜電場21殼內空間的場5文檔來源為 :從網絡收集整理.word 版本可編輯 .歡迎下載支持.文檔來源為 :從網絡收集整理.word 版本可編輯 .歡迎下載支持.22殼外空間的場23范德格拉夫起電機電容器及其電容31孤立導體的電容32電容器及其電容33電容器的聯接靜電演示儀器 ( 自學 )1 感應起電機42靜電計帶電體系的靜電能51帶電體系的靜電能53電

11、容器的靜電能三、重點、難點重點： 靜電平衡時導體的性質，用電力線工具討論靜電平衡的若干電現象，電容器及其電容。難點：帶電體系的靜電能。第三章靜電場中的電介質（8 學時）一、教學要求要求學生了解極化機制及討論極化時所采用的“極化模型”，掌握極化強度矢量的意義；在束縛電荷概念的基礎上，了解有介質存在時場的討論方法；掌握 E、P、D 的聯系和區別；引入 D 的意義；會用介質存在時的高斯定理計算電場。二、教學要點：概述偶極子21 電介質與偶極子22 偶極子在外電場中所受的力矩6文檔來源為 :從網絡收集整理.word 版本可編輯 .歡迎下載支持.文檔來源為 :從網絡收集整理.word 版本可編輯 .歡迎

12、下載支持.23 偶極子激發的靜電場3 . 電介質的極化31 位移極化和取向極化32 極化強度33 極化強度與場強的關系極化電荷41 極化電荷42 極化電荷體密度與極化強度的關系43 極化電荷面密度與極化強度的關系有電介質時的高斯定理51 電位移有電介質時的高斯定理有電介質時的靜電場方程61 靜電場方程電場的能量三、重點、難點重點： 電介質存在時場的討論方法及場強計算，電介質存在時高斯定理的應用。難點：電介質的極化和極化電荷。第四章恒定電流和電路（8 學時）一、教學要求：要求學生了解穩恒電場概念及與靜電場的異同，了解經典金屬電子論及其缺陷，深入理解電動勢的物理意義和電動勢的數學表示方法，掌握用基

13、爾霍夫方程求解復雜電路問題的方法。二、教學要點：恒定電流直流電路21 電路7文檔來源為 :從網絡收集整理.word 版本可編輯 .歡迎下載支持.文檔來源為 :從網絡收集整理.word 版本可編輯 .歡迎下載支持.22 直流電路歐姆定律和焦耳定律31 歐姆定律，電阻32 電阻率33 歐姆定律的微分形式34 焦耳定律4 . 電源和電動勢41 非靜電力42 電動勢一段含源電路的歐姆定律43 電動勢的測量電勢差計44 導線表面的電荷分布45 直流電路的能量轉換5 . 基爾霍夫方程組51 基爾霍夫第一方程組52 基爾霍夫第二方程組53 用基爾霍夫方程組解題舉例6 . 二端網絡理論與巧解線性電路問題61

14、二端網絡7 . 接觸電勢差與溫差電現象71 逸出功與熱電子發射72 接觸電勢差73 溫差電現象 ( 熱電現象 )74 溫差電現象的應用8 . 液體導電和氣體導電81 液體導電82 氣體導電三、重點、難點重點：電流的連續性方程，電動勢的物理意義及數學表示方法，基爾霍8文檔來源為 :從網絡收集整理.word 版本可編輯 .歡迎下載支持.文檔來源為 :從網絡收集整理.word 版本可編輯 .歡迎下載支持.夫方程組求解電路。難點：電流密度，復雜電路。第五章恒定電流的磁場（12 學時）一、教學要求：明確磁場的物質屬性，明確磁場的“高斯定理”和安培環路定理充分表達了穩恒磁場的特性，掌握畢奧薩伐爾定律矢量式

15、的物理意義并用以計算磁場分布，掌握安培環路定理的內容及用以計算磁場分布的方法，掌握洛淪茲力和安培力的計算方法，了解“安培”的定義。二、教學要點：1 . 磁現象及其與電現象的聯系2 . 畢奧 - 薩伐爾定律21 畢奧 - 薩伐爾定律22 直長載流導線的磁場23 圓形載流導線的磁場24 載流螺線管軸線上的磁場3 . 磁場的高斯定理4 . 安培環路定理41 安培環路定理42 無限長圓柱形均勻載流導線的磁場43 無限長載流螺線管的磁場44 載流螺繞環的磁場45 均勻載流無限大平面的磁場5 . 帶電粒子在電磁場中的運動51 帶電粒子在均勻恒定磁場中的運動52 磁聚焦53 回旋加速器54 湯姆遜實驗電子荷

16、質比的測定9文檔來源為 :從網絡收集整理.word 版本可編輯 .歡迎下載支持.文檔來源為 :從網絡收集整理.word 版本可編輯 .歡迎下載支持.55 霍耳效應6 . 磁場對載流導體的作用61 安培力公式62 載流線圈在均勻外磁場中的安培力矩63 磁電式電流計原理7 . 用磁矩表示載流線圈的磁場 磁偶極子三、重點、難點重點：磁感應強度矢量的概念、畢奧薩伐爾定律、磁場的“高斯定理”、安培環路定理及它們的應用，帶電粒子和載流導線在磁場中受力，磁力矩。難點：所有的叉積，安培環路定理的證明。第六章 電磁感應與暫態過程（12 學時）一、教學要求：要求學生對法拉第電磁感應定律的物理意義有深入的了解，掌握

17、感生電場這一新的重要概念，并注意它與靜電場的區別，掌握動生電動勢、感生電動勢的計算方法；要求學生能正確列出RL 及 RC串聯電路的暫態過程的微分方程，并能求解和對解進行分析，了解初始條件的意義和在求解中的作用，要求學生注意流經電感 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、教學要點：1 . 電磁感應11 電磁感應現象12 法拉第電磁感應定律2 . 楞次定律21 楞次定律的兩種表述22 考慮了楞次定律的法拉第定律表達式3 . 動生電動勢31 動生電動勢與洛倫茲力32 動生電動勢的計算33 交流發電機10文檔來源為 : 從網絡收集整理.word 版本可編輯 .歡迎下載支持.文

18、檔來源為 :從網絡收集整理.word 版本可編輯 .歡迎下載支持.4 . 感生電動勢和感生電場41 感生電動勢和感生電場42 既有磁場又有電場時的洛倫茲力公式43 感生電場的性質44 螺線管磁場變化引起的感生電場46 電子感應加速器5. 自感51 自感現象52 自感6. 互感61 互感現象及互感62 互感線圈的串聯7. 渦電流71 渦流熱效應的應用和危害72 渦流磁效應的應用電磁阻尼73 趨膚效應RL 電路的暫態過程81 RL 電路與直流電源的接通82 已通電 RL電路的短接9 .RC 電路的暫態過程91 RC 電路與直流電源的接通92 已充電 RC電路的短接RLC 電路的暫態過程101 已充

19、電 RLC電路的短接11. 磁能111 自感線圈的磁能112 互感線圈的磁能三、重點、難點11文檔來源為 :從網絡收集整理.word 版本可編輯 .歡迎下載支持 .文檔來源為 :從網絡收集整理.word 版本可編輯 .歡迎下載支持.重點： 法拉第電磁感應定律、動生電動勢、感生電動勢、自感、互感、RL 及 RC串聯電路的暫態過程。難點： 感生電流方向的判斷，非均勻磁場中感生電動勢的計算。渦旋電場的理解和計算。第七章磁介質（8 學時）一、教學要求：要求學生了解磁化機制及討論磁化時所采用的“磁化模型”，掌握磁化強度矢量的意義；在磁化電流概念的基礎上，了解有磁介質存在時磁場的討論方法；掌握 B、M、H 的聯系和區別，引入H 的意義，會用磁介質存在時的環路定理計算磁場，熟悉鐵磁性與鐵磁質所具有的獨特性