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教学大纲
来源:本站 作者:admin 更新时间:2011-10-24 14:41:27 字体大小:

                      

潍坊学院电磁学课程(0612033)教学大纲

适应专业:物理学 光信息科学与技术 电子科学与技术  总学时:60学时    学分:3学分

一.说明

1.本课程的目的、任务

电磁学是四年制本科院校物理专业必修的重要基础课程,主要研究电磁场的性质、运动规律及其与物质的相互作用规律。通过本课程的教学,应达到下列目标:

(1) 使学生系统地掌握电磁运动的基本现象、基本概念和基本规律,建立的概念,建立起鲜明的物理图象和辩证唯物主义世界观。

(2) 使学生了解电磁学发展史上某些重大发现和发明过程中的物理思想和实验方法。

(3) 培养学生具有一定的分析问题、解决问题的能力,为以后从事科学研究、教学和其它工作打下良好的素质基础。

(4) 牢固掌握电磁学的基本概念、基本规律及应用。为后继课程及专业训练打下良好的基础。

2.本课程的教学要求

通过本课程的教学,要求学生深刻理解并掌握电磁场的基本概念、基本规律,牢固掌握电磁场的基本知识,熟练掌握基本物理量的计算等。

本课程的教学重点包括静电场、静磁场、电磁感应部分的基本概念、基本规律、基本计算方法。

通过本课程的学习,为以后学习电工学、电子线路、电动力学、电磁场与电磁波等课程打下坚实的基础。

本课程的教学方法:以课堂讲授为主,精讲多练,并结合自学,布置适当的作业,提高学生理解能力及思维能力;开展学生专题讨论,教学生查阅资料,培养学生的自学能力、分析问题和解决问题的能力。

二、课程内容及课时分配

绪论(1学时)

1. 电磁学发展简史及其在普通物理学中的地位

2. 电磁学的基本内容及其与数学的关系

本章教学要求:

1)了解电磁学发展简史及电磁学在普通物理学中的地位。

2)明确电磁学研究的基本内容,了解学习电磁学所必备的数学知识。

第一章  静电场的基本规律 (10学时)

第一节  静电的基本现象

第二节  库仑定律

第三节  静电场

第四节  高斯定理

第五节  电场线

第六节  电势

本章教学要求:

(1) 明确电荷的物质属性;深刻理解电荷守恒定律;了解电荷的量子性。

(2) 理解点电荷模型;深刻理解并掌握库仑定律;熟练运用库仑定律和叠加原理计算静电力。

(3) 理解静电场的概念;牢固掌握电场强度的概念,深刻理解电场强度的物理意义,熟练掌握点电荷的场强公式和场强的叠加原理,并熟练运用其计算场强。

(4) 深刻理解并熟练掌握高斯定理的物理意义和内容,并能熟练运用它求解特定条件下的场强分布。

(5) 理解电场线的概念,掌握电场线的性质,并能运用电场线理解几种简单带电体产生的电场的物理图像。

(6) 深刻理解静电场的有势性,理解和掌握静电场环路定理的内容和意义;牢固掌握电势、电势差的概念,确切理解电势与场强的关系,牢固掌握电势和电势差的计算方法。

第二章  有导体时的静电场(6学时)

第一节  静电场中的导体

第二节  封闭金属壳内外的静电场

第三节  电容器及其电容

本章教学要求:

(1) 深刻理解并掌握导体的静电平衡条件及静电平衡时导体的基本性质。

(2) 掌握封闭金属壳内外的静电场。

(3) 掌握电容的概念,并会计算几种特殊形式的电容器的电容。

(4) 掌握带电体系的静电能,理解电场的能量。

第三章  静电场中的电介质(7学时)

第一节  概述

第二节  偶极子

第三节  电介质的极化

第四节  极化电荷

第五节  有介质时的高斯定理

第六节  电场的能量

本章教学要求:

(1) 理解重心模型和电介质极化的微观机制。

(2) 理解极化强度的物理意义。

(3) 理解极化电荷,掌握极化强度与极化电荷、极化强度与电场强度的关系。

(4) 熟练掌握介质中的高斯定理,并能熟练应用这一定理解决某些电场分布问题。

(5) 掌握有介质时静电场的场方程与性能方程。

(6) 掌握电介质中电场的能量。

第四章  恒定电流和电路(6学时)

第一节  恒定电流

第二节  直流电路 欧姆定律

第三节  电源和电动势

第四节  基尔霍夫方程组

第五节  接触电势差和温差电现象

本章教学要求:

(1) 正确理解电流密度矢量的概念,理解连续性方程和稳恒电流的条件。

(2) 理解欧姆定律微分形式的物理意义,能熟练地运用欧姆定律解决简单电路问题。

(3) 深刻理解非静电力和电动势的概念。理解电源电动势与路端电压的区别和联系。

(4) 熟练掌握基尔霍夫定律,并能解决复杂电路问题。

(5) 了解接触电势差和温差电现象。

第五章  恒定电流的磁场(10学时)

第一节  基本磁现象

第二节  毕奥——萨伐尔定律

第三节  磁场的高斯定理

第四节  安培环路定理

第五节  带电粒子在磁场中的运动

第六节  磁场对载流导线的作用

第七节  用磁矩表示载流线圈的磁场,磁偶极子

本章教学要求:

(1) 深刻理解并掌握磁感应强度矢量的概念。

(2) 掌握毕奥——萨伐尔定律,并会熟练计算简单形状电流的磁感应强度。

(3) 正确理解磁场的高斯定理和安培环路定理,熟练掌握用安培环路定理计算某些电流分布的磁感应强度。

(4) 掌握洛伦兹力公式和安培力公式,并会熟练运用洛伦兹力解决电荷在均匀磁场中的运动问题。

(5) 了解速度选择器、回旋加速器、质谱仪的原理,了解霍尔效应。

第六章  电磁感应与暂态过程 10学时)

第一节  电磁感应

第二节  楞次定律

第三节  动生电动势

第四节  感生电动势和感生电场

第五节  自感 互感

第六节  涡电流

第七节  RL电路的暂态过程

第八节  RC电路的暂态过程

第九节  RLC电路的暂态过程

第十节  磁能

本章教学要求:

(1) 深刻理解并掌握法拉第定律和楞次定律。

(2) 熟练掌握动生电动势的计算,了解感应电场的概念和感生电动势的计算。

(3) 掌握感生电场的特点及与静电场的区别。

(4) 了解自感、互感观象及其规律,掌握自感系数、互感系数的计算。

(5) 了解暂态过程,掌握RLRC串联电路暂态过程的计算方法。了解RLC串联电路的暂过程。

(6) 理解磁能和磁能密度的概念,掌握自感磁能和互感磁能的计算。

第七章  磁介质(6学时)

第一节  磁介质存在时静磁场的基本规律

第二节  顺磁性与抗磁性

第三节  铁磁性与铁磁质

第四节  磁路及其计算

第五节  磁场的能量

本章教学要求:

(1) 认识磁介质的磁化现象,从分子电流观点正确理解磁介质的结构及磁化过程。

(2) 掌握磁化强度、磁化电流的概念和二者的关系。

(3) 深刻理解和熟练掌握有磁介质存在时的安培环路定理,并熟练运用它计算一些特殊电流分布所产生的磁场。  

(4) 了解铁磁质及其磁化性能。

(5) 理解和掌握磁路定理,会运用它对简单磁路进行计算。

(6) 掌握介质中电磁场的能量密度与能流密度表达式

第八章  时变电磁场和电磁波(4学时)

第一节  位移电流与麦克斯韦方程组

第二节  平面电磁波

第三节  电磁场的能量密度和能流密度

第四节  电偶极辐射与赫兹实验

本章教学要求:

(1) 深刻理解位移电流的概念及其物理实质。

(2) 牢记麦克斯韦方程组的积分形式,理解各方程式的物理意义。

(3) 掌握真空中传播的平面电磁波的特点。

(4) 掌握能流密度矢量的概念,了解偶极子辐射场的基本情况。

(5) 了解电磁波谱,体会赫兹实验的巨大意义。

三、推荐教材及参考书目

推荐教材:

1.梁灿彬,秦光戎,梁竹健.《电磁学》第二版.高等教育出版社,2004

2.赵凯华,陈熙谋.《电磁学》第二版.高等教育出版社,2003

参考书目:

1.贾起民,郑永令,陈暨耀.《电磁学》第二版.高等教育出版社,2001

2.陈秉乾,王稼军.《电磁学》.北京大学出版社,2003

3.严济慈.《电磁学》.高等教育出版社

4.陈惟蓉,黄天麟.《电磁学》.清华大学出版社,1994

5.张玉民,戚伯云.《电磁学》.科学出版社,2000

6[]D.哈里德,R.瑞斯尼克著,李仲卿等译.《物理学》第二卷第一册.科学出版社,1979

各章节参考学时数

 

教学内容

参考学时

绪论

1

第一章

    静电场的基本规律

10

第二章

有导体时的静电场

6

第三章

静电场中的电介质

7

第四章

恒定电流和电路

6

第五章

恒定电流的磁场

10

第六章

电磁感应与暂态过程

10

第七章

磁介质

6

第八章

时变电磁场和电磁波

4

     

60

 

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