自學(xué)考試課程考試大綱

1、自學(xué)考試課程考試大綱課程名稱： 電磁場與微波技術(shù)基礎(chǔ) 課程代碼：02349 第一部分 課程性質(zhì)與目標(biāo)一、課程性質(zhì)與特點 本課程為計算機(jī)通信工程專業(yè)基礎(chǔ)必修課。主要介紹電磁場與電磁波的基本特性及規(guī)律，內(nèi)容側(cè)重于時變電磁場的物理模型、數(shù)學(xué)描述、求解及應(yīng)用，是通信類、電子信息類專業(yè)學(xué)生必備的知識結(jié)構(gòu)的重要組成部分之一。二、課程目標(biāo)與基本要求 通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生建立起電磁場與電磁波的基本概念，掌握關(guān)于電磁場與電磁波的基本原理和分析計算方法，為將來更深入的學(xué)習(xí)后繼專業(yè)課程，和解決實際的工程應(yīng)用問題打下牢固的基礎(chǔ)。三、與本專業(yè)其他課程的關(guān)系 本課程為微波通信技術(shù)類課程的專業(yè)基礎(chǔ)課程。先期課程為高等數(shù)

2、學(xué)、大學(xué)物理及電路理論，需較熟練掌握其中曲線與曲面積分、電磁學(xué)基本理論及電路基本求解方法等知識；后續(xù)課程為通信原理、微波射頻技術(shù)等，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)通信技術(shù)、微波天線設(shè)計方法等提供理論支持。第二部分 考核內(nèi)容與考核目標(biāo)第一章 矢量分析一、學(xué)習(xí)目的與要求 通過本章學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握場的概念及分析場的數(shù)學(xué)方法，即矢量分析法，重點掌握運(yùn)用通量和環(huán)量、散度和旋度分析矢量場的方法。二、考核知識點與考核目標(biāo)（一）通量、散度與散度定理，環(huán)量、旋度與旋度定理（重點）識記：通量、散度、環(huán)量、旋度的概念理解：矢量場的流量和漩渦效果，散度源和旋度源的概念應(yīng)用：散度、旋度的直角坐標(biāo)系計算方法，散度定理和旋度定理（二）矢量的

3、標(biāo)積與矢積，標(biāo)量場的方向?qū)?shù)與梯度，無散場與無旋場，正交曲面坐標(biāo)系（次重點）識記：標(biāo)量、矢量、場、標(biāo)積、矢積、方向?qū)?shù)、梯度的概念理解：無散場、無旋場的概念、表現(xiàn)形式及性質(zhì)，圓柱坐標(biāo)系和圓球坐標(biāo)系的定義和表示方法應(yīng)用：梯度的計算方法，正交曲面坐標(biāo)系中長度、面積、體積微元的計算方法（三） 矢量唯一性定理，亥姆霍茲定理（一般）識記：無理解：矢量場唯一性定理，亥姆霍茲定理應(yīng)用：任一矢量場均可表示為一個無旋場與一個無散場之和第二章 靜電場一、學(xué)習(xí)目的與要求 通過本章的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解靜止電荷形成的靜電場的描述方法，理解介質(zhì)的極化現(xiàn)象，熟練掌握真空中和介質(zhì)中的靜電場方程，并能運(yùn)用靜電場方程求解典型靜電場

4、分布規(guī)律。二、考核知識點與考核目標(biāo)（一）真空中的靜電場，介質(zhì)中的靜電場，靜電場的邊界條件，電場能量（重點）識記：真空中及介質(zhì)中的靜電場方程，邊界條件，電場能量密度的概念理解：電場強(qiáng)度、電極化強(qiáng)度、電位移矢量三者間的關(guān)系及其與靜電場場源之間的關(guān)系應(yīng)用：運(yùn)用靜電場高斯定理求解典型靜電場場量和場源的分布（二）電場強(qiáng)度，電位，介質(zhì)的極化（次重點）識記：電場強(qiáng)度、電荷密度、電位的概念理解：介質(zhì)極化現(xiàn)象，束縛電荷、極化電荷、自由電荷、感應(yīng)電荷的區(qū)別與聯(lián)系應(yīng)用：場強(qiáng)積分法計算電場強(qiáng)度，電位的計算，介質(zhì)與導(dǎo)體表面及內(nèi)部各電荷的分布規(guī)律（三）電容，靜電場的應(yīng)用（一般）識記：孤立導(dǎo)體的電容，靜電場的典型應(yīng)用理解：

5、孤立導(dǎo)體電容具有的能量應(yīng)用：球形孤立導(dǎo)體的電容第三章 靜電場的邊值問題一、學(xué)習(xí)目的與要求 通過本章學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解靜電場邊值問題的應(yīng)用場合，掌握電位微分方程及在一維空間上的求解方法；理解鏡像法快速求解靜電場邊值問題的思想，掌握幾種典型的鏡像法求解問題的方法；初步了解直角坐標(biāo)系中的分離變量法。二、考核知識點與考核目標(biāo)（一）電位微分方程（重點）識記：電位微分方程（泊松方程、拉普拉斯方程）理解：靜電場邊值問題與靜電場邊界條件的區(qū)別應(yīng)用：一維電位微分方程的求解（二）鏡像法（次重點）識記：鏡像法的基本思想理解：典型的應(yīng)用鏡像法求解的靜電場問題應(yīng)用：無（三）靜電場惟一性定理，直角坐標(biāo)系中的分離變量法（一般

6、）識記：分離變量法的一般思想理解：靜電場惟一性定理應(yīng)用：無第四章 恒定電流場一、學(xué)習(xí)目的與要求 通過本章學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解恒定電流場的形成條件及描述方法，建立關(guān)于電流密度的恒定電流場方程，掌握運(yùn)用電流場方程求解電流分布及電阻的計算方法，理解電流場的能量損耗和功率損耗密度的概念，并建立恒定電流場與靜電場的比擬思想。二、考核知識點與考核目標(biāo)（一）電流，恒定電流場方程，恒定電流場的邊界條件，導(dǎo)電介質(zhì)的損耗（重點）識記：電流密度、功率損耗密度的概念理解：電流密度與電流強(qiáng)度的關(guān)系，恒定電流場方程，恒定電流場的邊界條件應(yīng)用：歐姆定律的微分形式，不同電壓加載方向上導(dǎo)體內(nèi)電流場的分布及電阻的計算方法（二）恒定電

7、流場與靜電場的比擬（次重點）識記：恒定電流場與靜電場的方程對比理解：靜電比擬的依據(jù)與方法應(yīng)用：常用的靜電比擬計算式，電導(dǎo)與電容的比擬（三）恒定電流場的應(yīng)用（一般）識記：恒定電流場的典型應(yīng)用理解：無應(yīng)用：無第五章 恒定磁場一、學(xué)習(xí)目的與要求 通過本章的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解運(yùn)動電荷（電流）和小電流環(huán)形成的恒定磁場的描述方法，理解介質(zhì)的磁化現(xiàn)象，熟練掌握真空中和介質(zhì)中的恒定磁場方程，并能運(yùn)用恒定磁場方程求解典型磁場分布規(guī)律。二、考核知識點與考核目標(biāo)（一）真空中的恒定磁場，介質(zhì)中的恒定磁場，恒定磁場的邊界條件（重點）識記：真空中及介質(zhì)中的恒定磁場方程，邊界條件，介質(zhì)特性方程理解：磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁化強(qiáng)度、磁場

8、強(qiáng)度三者間的關(guān)系及其與恒定磁場場源之間的關(guān)系應(yīng)用：運(yùn)用安培環(huán)路定律求解典型恒定磁場場量和場源的分布（二）磁通密度，介質(zhì)的磁化（次重點）識記：磁通密度，磁偶極子，磁通的概念理解：介質(zhì)磁化現(xiàn)象，束縛電流、磁化電流、自由傳導(dǎo)電流的區(qū)別與聯(lián)系應(yīng)用：帶電粒子及電流元在磁場中的受力（三）磁位，畢奧-薩伐定律（一般）識記：磁位的概念理解：畢奧-薩伐定律應(yīng)用：無第六章 電磁感應(yīng)一、學(xué)習(xí)目的與要求 通過本章的學(xué)習(xí)，使學(xué)生理解電磁感應(yīng)現(xiàn)象，掌握法拉第電磁感應(yīng)定律，同時了解電感的基本概念及磁場能量的定量描述方法。二、考核知識點與考核目標(biāo)（一）電磁感應(yīng)定律，磁場能量（重點）識記：電磁感應(yīng)定律，磁場能量密度的概念理解：

9、環(huán)量式表示的電磁感應(yīng)定律及其物理含義應(yīng)用：通電導(dǎo)線切割磁場線的感生電動勢的計算（二）無（次重點）識記：無理解：無應(yīng)用：無（三）電感，恒定磁場的應(yīng)用（一般）識記：磁通鏈，電感，自感，互感的概念，恒定磁場的典型應(yīng)用理解：無應(yīng)用：無第七章 時變電磁場一、學(xué)習(xí)目的與要求 通過本章的學(xué)習(xí)，使學(xué)生建立時變電磁場的概念，了解麥克斯韋方程組的引出，掌握麥克斯韋方程組及其物理意義和時變電磁場的邊界條件，能運(yùn)用能流密度矢量研究時變電磁場的能量流動問題。熟練掌握正弦時變電磁場的復(fù)矢量表示形式并運(yùn)用復(fù)矢量簡化對正弦時變電場的研究方法。二、考核知識點與考核目標(biāo)（一）位移電流，麥克斯韋方程組，時變電磁場的邊界條件，能流密

10、度矢量，正弦電磁場，復(fù)能流密度矢量（重點）識記：麥克斯韋方程組理解：位移電流的引入，時變電磁場的邊界條件，能流密度矢量及復(fù)能流密度矢量的物理意義及相互關(guān)系應(yīng)用：正弦電磁場的時變形式與復(fù)數(shù)形式的互換，利用傳播方程求解無源區(qū)正弦電磁場的傳播規(guī)律（二）麥克斯韋方程組的復(fù)數(shù)形式（次重點）識記：麥克斯韋方程組的復(fù)數(shù)形式理解：無應(yīng)用：無（三）標(biāo)量位與矢量位，位函數(shù)方程求解，時變電磁場惟一性定理，位函數(shù)的復(fù)矢量形式（一般）識記：標(biāo)量位與矢量位的概念理解：時變電磁場惟一性定理，位函數(shù)的復(fù)矢量形式應(yīng)用：位函數(shù)方程的求解第八章 平面電磁波一、學(xué)習(xí)目的與要求 通過本章的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解麥克斯韋方程組在特定條件下的求

11、解方法，進(jìn)而理解平面電磁波的導(dǎo)出，掌握平面波在理想介質(zhì)中和導(dǎo)電介質(zhì)中的傳播規(guī)律，理解介質(zhì)與導(dǎo)體概念的相對性。掌握平面波在各種介質(zhì)邊界的傳播規(guī)律。二、考核知識點與考核目標(biāo)（一）理想介質(zhì)中的平面波，導(dǎo)電介質(zhì)中的平面波，平面波對平面邊界的正投射（重點）識記：平面波的概念，描述平面波的基本物理量，反射系數(shù)，透射系數(shù)，駐波比的概念理解：平面波在理想介質(zhì)和導(dǎo)電介質(zhì)中的傳播規(guī)律，集膚效應(yīng)，駐波的特點應(yīng)用：平面波在理想介質(zhì)和導(dǎo)電介質(zhì)中傳播時各場量的相互關(guān)系計算，利用波阻抗簡化場量計算，平面波在兩種特殊平面邊界上正投射時的相關(guān)計算（二）平面波的極化特性，平面波對多層邊界的正投射，平面波對理想介質(zhì)邊界的斜投射，無

12、反射與全反射（次重點）識記：平面波的極化特性，發(fā)生無反射與全反射的條件理解：不同極化形式的平面波間的合成與分解，平面波對多層邊界正投射的研究方法應(yīng)用：判斷平面波的極化形式，斯耐爾定律，平行極化波與垂直極化波的斜投射相關(guān)計算（三）任意方向傳播的平面波，平面波對導(dǎo)電介質(zhì)表面的斜投射，平面波對理想導(dǎo)電表面的斜投射（一般）識記：傳播矢量的概念理解：平面波對導(dǎo)電介質(zhì)表面和理想導(dǎo)體表面斜投射的特點應(yīng)用：無第九章 導(dǎo)行電磁波一、學(xué)習(xí)目的與要求 通過本章的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握電磁波在常見的波導(dǎo)中的傳播規(guī)律，理解電磁波的多模傳播特性。二、考核知識點與考核目標(biāo)（一）矩形波導(dǎo)的傳播特性，矩形波導(dǎo)中的TE10波，波導(dǎo)傳輸

13、功率和傳輸損耗（重點）識記：TEM波，TE波，TM波，多模特性，高次模，低次模，主模，表面電阻率的概念理解：矩形波導(dǎo)中的多模特性，截止頻率的概念，矩形波導(dǎo)中的TE10波的分布及傳播特性應(yīng)用：利用縱向場法計算矩形波導(dǎo)中各模式波的場量，波導(dǎo)傳輸功率的計算（二）諧振腔（次重點）識記：諧振腔，諧振頻率，諧振波長，品質(zhì)因素的概念理解：諧振腔的原理及特性，諧振頻率的多諧性應(yīng)用：無（三）圓波導(dǎo)的傳播特性，同軸線（一般）識記：無理解：電磁波在圓波導(dǎo)及同軸線中的傳播規(guī)律應(yīng)用：無第三部分 有關(guān)說明與實施要求一、考核的能力層次表述本大綱在考核目標(biāo)中，按照“識記”、“理解”、“應(yīng)用”三個能力層次規(guī)定其應(yīng)達(dá)到的能力層次

14、要求。各能力層次為遞進(jìn)等級關(guān)系，后者必須建立在前者的基礎(chǔ)上，其含義是： 識記：能知道有關(guān)的名詞、概念、知識的含義，并能正確認(rèn)識和表述，是低層次的要求。理解：在識記的基礎(chǔ)上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有關(guān)概念、原理、方法的區(qū)別與聯(lián)系，是較高層次的要求。應(yīng)用：在理解的基礎(chǔ)上，能運(yùn)用基本概念、基本原理、基本方法聯(lián)系學(xué)過的多個知識點分析和解決有關(guān)的理論問題和實際問題，是最高層次的要求。二、教材1、指定教材楊儒貴 著，電磁場與電磁波（第二版），高等教育出版社，2007.2、參考教材(1) Bhag Singh Guru，電磁場與電磁波，機(jī)械工業(yè)出版社，2000年.(2) 郭輝萍，電磁

15、場與電磁波，西安電子科技大學(xué)出版社，2003年.三、自學(xué)方法指導(dǎo)1、在開始閱讀指定教材某一章之前，先翻閱大綱中有關(guān)這一章的考核知識點及對知識點的能力層次要求和考核目標(biāo)，以便在閱讀教材時做到心中有數(shù)，有的放矢。2、閱讀教材時，要逐段細(xì)讀，逐句推敲，集中精力，吃透每一個知識點，對基本概念必須深刻理解，對基本理論必須徹底弄清，對基本方法必須牢固掌握。3、在自學(xué)過程中，既要思考問題，也要做好閱讀筆記，把教材中的基本概念、原理、方法等加以整理，這可從中加深對問題的認(rèn)知、理解和記憶，以利于突出重點，并涵蓋整個內(nèi)容，可以不斷提高自學(xué)能力。4、完成書后作業(yè)和適當(dāng)?shù)妮o導(dǎo)練習(xí)是理解、消化和鞏固所學(xué)知識，培養(yǎng)分析問

16、題、解決問題及提高能力的重要環(huán)節(jié)，在做練習(xí)之前，應(yīng)認(rèn)真閱讀教材，按考核目標(biāo)所要求的不同層次，掌握教材內(nèi)容，在練習(xí)過程中對所學(xué)知識進(jìn)行合理的回顧與發(fā)揮，注重理論聯(lián)系實際和具體問題具體分析，解題時應(yīng)注意培養(yǎng)邏輯性，針對問題圍繞相關(guān)知識點進(jìn)行層次（步驟）分明的論述或推導(dǎo)，明確各層次（步驟）間的邏輯關(guān)系。四、對社會助學(xué)的要求1、應(yīng)熟知考試大綱對課程提出的總要求和各章的知識點。 2、應(yīng)掌握各知識點要求達(dá)到的能力層次，并深刻理解對各知識點的考核目標(biāo)。 3、輔導(dǎo)時，應(yīng)以考試大綱為依據(jù)，指定的教材為基礎(chǔ)，不要隨意增刪內(nèi)容，以免與大綱脫節(jié)。4、輔導(dǎo)時，應(yīng)對學(xué)習(xí)方法進(jìn)行指導(dǎo)，宜提倡"認(rèn)真閱讀教材，刻苦鉆

17、研教材，主動爭取幫助，依靠自己學(xué)通"的方法。 5、輔導(dǎo)時，要注意突出重點，對考生提出的問題，不要有問即答，要積極啟發(fā)引導(dǎo)。 6、注意對應(yīng)考者能力的培養(yǎng)，特別是自學(xué)能力的培養(yǎng)，要引導(dǎo)考生逐步學(xué)會獨立學(xué)習(xí)，在自學(xué)過程中善于提出問題，分析問題，做出判斷，解決問題。 7、要使考生了解試題的難易與能力層次高低兩者不完全是一回事，在各個能力層次中會存在著不同難度的試題。 8、助學(xué)學(xué)時：本課程共4學(xué)分，建議總課時72學(xué)時，其中助學(xué)課時分配如下： 章 次 內(nèi) 容 學(xué) 時 1矢量分析82靜電場123靜電場的邊值問題44恒定電流場65恒定磁場76電磁感應(yīng)37時變電磁場128平面電磁波129導(dǎo)行電磁波8合

18、 計72五、關(guān)于命題考試的若干規(guī)定(包括能力層次比例、難易度比例、內(nèi)容程度比例、題型、考試方法和考試時間等)1、本大綱各章所提到的內(nèi)容和考核目標(biāo)都是考試內(nèi)容。試題覆蓋到章，適當(dāng)突出重點。2、試卷中對不同能力層次的試題比例大致是："識記"為30%、"理解"為30、"應(yīng)用"為40。3、試題難易程度應(yīng)合理：易、較易、較難、難比例為2：3：3：2。4、每份試卷中，各類考核點所占比例約為：重點占65%，次重點占25%，一般占10%。5、試題類型一般分為：填空題、簡答題、計算題。6、考試采用閉卷筆試，考試時間150分鐘，采用百分制評分，60分合格。六、題型示例（樣題） 1、填空題 (1) 理想導(dǎo)體與介質(zhì)的分界面上，自由電荷的面密度的大小等于分界面上介質(zhì)一側(cè)的_的大小。 (2) 空氣中的電場強(qiáng)度 V/m，則位移電流密度_。 2、簡答題 (1) 寫出電介質(zhì)的結(jié)構(gòu)方程（本構(gòu)方程），并說明其中非矢量參數(shù)的取值范圍。 (2) 寫出良導(dǎo)體