《電磁學》大綱

1、電磁學一、說明：（一）課程性質(zhì)：電磁學是為應(yīng)用計算機專業(yè)本科學生開設(shè)的基礎(chǔ)限選課。（二）教學目的：通過本課程的學習，應(yīng)使學生掌握電磁學的基本原理和方法，并使學生在運用高等數(shù)學解決問題的能力，運用從特殊到一般、從局部到全局的分析認識事物的能力，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練。（三）教學內(nèi)容：該課程主要講授靜電場、靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)、穩(wěn)恒電流的磁場、電磁感應(yīng)、電磁場和電磁波、交直流電路等內(nèi)容。按“掌握”、“理解”、“了解”三個層次來處理教學內(nèi)容。（四）教學時數(shù)：36學時。（五）教學方式：本課本課程以課堂講授為主，精講多練，主

2、要章節(jié)要安排一定的習題課。在“靜電場”，“穩(wěn)恒，“穩(wěn)恒電流和電路”，“穩(wěn)恒電流的磁場”，“電磁感應(yīng)”等章節(jié)中可適當安排一些自學內(nèi)容，以提高學生的自學能力。對安排自學的內(nèi)容要提前布置自學提綱、思考題或討論題，自學之后要適當小結(jié)；平時作業(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)既要使學生加深理解所學的基本原理和概念，同時也要使學生受到分析問題，解決問題能力的訓練。期末閉卷考試，重點放在對重要理論知識的理解和應(yīng)用上，盡量避免死記硬背的考試內(nèi)容。最后的考核成績可由平時作業(yè)，期末考試的成績綜合評定。二、本文：第一章 靜電場教學要點：靜電場的基本定律庫侖定律，靜電場的兩條基本定理

3、高斯定理和環(huán)路定理，描述靜電場的兩個基本物理量電場強度和電勢等。教學時數(shù)：6學時。教學內(nèi)容：第一節(jié) 庫侖定律 電場強度1.1庫侖定律1.2靜電場1.3電場強度1.4點電荷電場強度1.5電場強度疊加原理1.6電偶極子的電場強度第二節(jié) 電場強度通量 高斯定理2.1電場線2.2電場強度通量2.3高斯定理2.4高斯定理的應(yīng)用舉例第三節(jié) 靜電場的環(huán)路定理 電勢能3.1靜電場力所作的功3.2靜電場的環(huán)路定理3.3電勢能第四節(jié) 電勢 電場強度與電勢梯度4.1電勢 點電荷電場的電勢4.2電勢的疊加原理4.3等勢面 電場強度與電勢梯度考核要求：理解庫侖定律及其適用條件；理解場的概念、理解場強迭加原理及其物理意義

4、；能熟練運用迭加原理計算簡單、典型帶電體的電場分布；理解電通量的概念，理解靜電場的環(huán)流定律和高斯定理的物理意義，了解它們在電磁場中的重要地位；掌握應(yīng)用高斯定理計算電場分布條件和方法，并能熟練運用高斯定理求解有特定對稱性分布的電荷所產(chǎn)生的電場的場強分布；理解引入電勢概念的條件，理解電勢的相對性，掌握用電勢定義求空間電勢分布的方法；理解電勢迭加原理，并能熟練運用迭加原理計算簡單、典型帶電體的電勢分布；掌握電勢與場強的積分關(guān)系；理解場強與電勢的微分關(guān)系；了解電勢梯度的物理意義。第二章 靜電場中的導(dǎo)體與電介質(zhì)教學要點：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)時的高斯定理，電場的能量。教學時數(shù)：6

5、學時教學內(nèi)容：第一節(jié) 靜電場中的導(dǎo)體1.1靜電感應(yīng) 靜電平衡條件1.2靜電平衡時導(dǎo)體上的電荷分布 靜電屏蔽第二節(jié) 電容 靜電場中的電介質(zhì)2.1電容 電容器2.2電介質(zhì)對電容的影響 相對電容率2.3電介質(zhì)的極化2.4電極化強度 電介質(zhì)中的電場強度 第三節(jié) 電位移 有電介質(zhì)時的高斯定理第四節(jié) 靜電場中的能量 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。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，了解極化強度與極化電荷面密度的關(guān)系；了解極化強度，電場強度和極化率之間的關(guān)系；理解電場的能量、電場能量密度的概念。第三章

6、 恒定電流教學要點：從場的觀點來討論導(dǎo)體中電流的形成，以及電流密度、電動勢、全電路的歐姆定律的微分形式。教學時數(shù)：5學時。教學內(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) 電動勢 全電路的歐姆定律3.1電動勢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)恒電場的基本性質(zhì)；掌握電動勢的基本概念；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 電流的磁場教學要點：描述磁場的物理量磁感強度B，電流激發(fā)磁場的規(guī)律畢奧薩伐爾定律，反映磁場性質(zhì)的基本定理磁場的高斯定理和安培環(huán)路定理，以及磁場對運動電荷的作用力洛侖茲力和電場對電流的作用力安培力。教學時數(shù)：8學時。教學內(nèi)容：第一節(jié) 磁場 磁感強度第二節(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運動電荷的磁場第三節(jié) 磁通量 磁場的高斯定理3.1磁感線3.2磁通量 磁場的高斯定理第四節(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) 帶電粒子在電場和磁場中的運動5.1帶電粒子在電場和磁場中所受的力5.

8、2帶電粒子在磁場中的運動舉例5.3帶電粒子在電場和磁場中的運動舉例第六節(jié) 載流導(dǎo)線在磁場中所受的力 磁場對載流線圈的作用6.1安培力6.2電流的單位 兩無限長平行載流直導(dǎo)線間的相互作用6.3磁場作用于載流線圈的磁力矩考核要求：掌握磁感應(yīng)強度的物理意義，掌握畢奧薩伐爾定律并會求解載流導(dǎo)體規(guī)則分布時的磁感應(yīng)強度；理解磁通量的概念，會計算非均勻磁場中通過簡單幾何形狀平面的磁通量；理解穩(wěn)恒磁場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)路定律計算磁感應(yīng)強度的條件和方法，并能熟練求解具有一定對稱性的電流的磁場分布問題；掌握洛侖磁力和安培力，并能熟練運用；理解磁矩的定義，會計算平面載流線圈在磁場中所

9、受的磁力矩。第五章 磁場中的磁介質(zhì)教學要點：磁介質(zhì)、磁化強度、磁場強度、磁場中的安培環(huán)路定理，磁介質(zhì)。教學時數(shù)：5學時教學內(nèi)容：第一節(jié) 磁介質(zhì) 磁化強度1.1磁介質(zhì)1.2磁化強度第二節(jié) 磁場中的安培環(huán)路定理 磁場強度第二節(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，了解磁化強度；理解磁場強度矢量的定義，理解有介質(zhì)時安培環(huán)路定律，并會求解具有一定對稱性的磁場分布；了解磁化強度，磁場強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) 電磁場教學要點：在電磁感應(yīng)的基礎(chǔ)上討論電磁感應(yīng)定律，以及動生電動勢

10、和感生電動勢，介紹自感和互感，磁場的能量，以及麥克斯韋關(guān)于有旋電場和位移電流的假設(shè)，并簡要介紹電磁場理論的基本概念。教學時數(shù)：6學時教學內(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) 動生電動勢和感生電動勢2.1動生電動勢2.2感生電動勢2.3渦電流第三節(jié) 自感和互感3.1自感電動勢 自感3.2互感電動勢 互感第四節(jié) 磁場的能量 磁場能量密度第五節(jié) 位移電流 電磁場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 麥克斯韋電磁場理論的基本概念?？己艘螅赫莆辗ɡ陔姶鸥袘?yīng)定律和楞次定律，并能熟練運用；理解感生電動勢和動生電動勢的概念，掌握動生電動勢的計算；理解自感互感的物理意義，并會計算自感系數(shù)和互感系數(shù)；理解磁場能量，磁場能量密度的概念。了解麥克斯韋電磁場理論