《電磁學(xué)》大綱

1、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

2、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)生受到分析問題，解決問題能力的訓(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

3、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

4、；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

5、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

6、 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.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

7、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.

8、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

9、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)

10、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螅赫莆辗ɡ陔姶鸥袘?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