_电磁场理论_课程教学中两个实例的应用
物理电磁学在生活中的应用实例教学
物理电磁学在生活中的应用实例教学在我们的日常生活中，物理电磁学的应用无处不在。
从简单的家用电器到复杂的通信系统，电磁学原理在其中发挥着至关重要的作用。
通过了解这些应用实例，我们不仅能够更好地理解电磁学的知识，还能感受到科学技术对生活带来的巨大影响。
首先，让我们来看看电磁炉。
电磁炉是一种利用电磁感应原理进行加热的厨房电器。
在电磁炉内部，有一个线圈产生高频交变磁场。
当我们把含铁质的锅具放在电磁炉上时，磁场会在锅底产生涡流，涡流会使锅底的分子高速运动，从而产生热量。
与传统的燃气炉相比，电磁炉具有加热速度快、效率高、易于控制温度等优点。
而且，由于电磁炉是通过磁场进行加热，不会产生明火，使用起来更加安全。
再来谈谈电动牙刷。
电动牙刷的工作原理也离不开电磁学。
电动牙刷内部有一个小型电机，电机的转动是通过电磁力来驱动的。
当电流通过电机中的线圈时，会产生磁场，与电机中的永磁体相互作用，从而使电机的转子转动。
这种转动通过一系列的机械传动装置，转化为牙刷头的振动或旋转，实现清洁牙齿的效果。
电动牙刷相比传统手动牙刷，能够更有效地去除牙菌斑和食物残渣，保护口腔健康。
在交通领域，磁悬浮列车是电磁学应用的一个杰出范例。
磁悬浮列车利用了磁极间的相互排斥和吸引的原理，使列车悬浮在轨道上方，减少了摩擦力，从而能够以极高的速度运行。
通过控制磁场的强度和方向，可以精确地控制列车的运行速度和位置。
磁悬浮列车具有速度快、噪音小、能耗低等优点，为未来的交通发展提供了新的思路和方向。
除了上述的例子，电磁学在通信领域也有着广泛的应用。
手机就是一个典型的例子。
手机通过发射和接收电磁波来实现通信功能。
当我们打电话或发送短信时，手机会将声音或文字信息转换为电信号，然后通过天线将这些电信号以电磁波的形式发送出去。
接收方的手机接收到电磁波后，再将其转换为声音或文字信息。
此外，无线网络、蓝牙技术等也都是基于电磁学原理实现的。
在医疗领域，核磁共振成像（MRI）技术是电磁学的重要应用之一。
电磁学原理应用的实例是什么
电磁学原理应用的实例是什么一、电磁学原理简介电磁学是物理学中研究电的性质和以及电与磁的相互关系的学科。
电磁学原理广泛应用于科学研究、工程技术、电子通信等领域，以下是一些电磁学原理应用的实例。
二、电磁学在电力系统中的应用1.电力输送：电力系统运用了电磁学原理中的电磁感应和电场理论，实现了电能的输送和变换。
变压器通过电磁感应的原理，将高电压的电力输送到远距离的地方，然后通过降压变压器将电能提供给用户，以满足生活和工业的需求。
2.发电机：发电机利用电磁学原理中的电动力学法则，通过转动磁场与线圈之间的相互作用，产生电流，从而将机械能转化为电能。
通过调控发电机的工作原理，可以实现电能的生成。
3.电动机：电磁学原理应用于电动机中，利用磁场与线圈产生的力使电动机转动，将电能转换为机械能。
在工业上广泛应用的电动机，如交流电动机和直流电动机，都是基于电磁学原理设计。
三、电磁学在通信领域中的应用1.电磁波传播：无线通信领域运用了电磁学原理中的电磁波传播理论，使得无线电信号可以传播，包括无线电通信、手机通信、卫星通信等。
通过调节发射机中的电磁波参数，如频率、振幅等，可以实现信号的传输和接收。
2.天线设计：天线是通信领域中重要的组成部分，利用电磁学原理设计天线可以实现信号的辐射和接收。
不同类型的天线，如定向天线、全向天线等，都是基于电磁学原理中的辐射理论设计的。
3.电磁兼容性：通信设备之间的电磁干扰是常见的问题，通过电磁学原理中的电磁兼容性理论，可以有效地解决设备之间的电磁干扰问题，保证各种设备在同一频段内的正常工作。
四、电磁学在医学领域中的应用1.核磁共振成像（MRI）：MRI通过利用电磁学原理中的核磁共振现象，将人体内的信号转换为图像，实现无创、高分辨率的医学成像。
通过调节电磁脉冲的频率和振幅，可以获得人体不同部位的结构信息，辅助医生进行诊断和治疗。
2.磁共振成像导航手术：利用电磁学原理中的定位和导航技术，结合磁共振成像技术，可以在手术过程中实时定位病灶位置，引导医生进行手术操作，提高手术的准确性和安全性。
电磁场理论在无线电通信系统中的应用实例
电磁场理论在无线电通信系统中的应用实例无线电通信系统是现代社会中不可或缺的一部分，它通过无线电波传输信息，使得人们可以随时随地进行通信。
而无线电通信系统的运作离不开电磁场理论的应用。
本文将从几个实际应用例子出发，探讨电磁场理论在无线电通信系统中的重要性和应用。
首先，让我们来看一个最基本的应用实例：手机通信。
当我们使用手机进行通话时，手机会将声音信号转换为电信号，并通过天线将电信号发射出去。
这里涉及到电磁场理论中的辐射和天线理论。
手机天线接收到电信号后，将其转换为声音信号，使我们能够听到对方的声音。
这个过程中，电磁场理论起到了至关重要的作用，它指导了无线电波的传播和接收。
其次，让我们来看一个更复杂的应用实例：卫星通信。
卫星通信是一种通过人造卫星进行通信的技术，它可以实现全球范围内的通信覆盖。
在卫星通信系统中，无线电信号首先通过地面站发射到卫星上，然后再由卫星转发到目标地点。
在这个过程中，电磁场理论起到了至关重要的作用。
卫星作为一个中继站，需要接收来自地面站的信号，并将其转发到目标地点。
电磁场理论指导了卫星天线的设计和信号的传输，使得卫星通信系统能够稳定地运行。
除了手机通信和卫星通信，电磁场理论还在其他无线电通信系统中发挥着重要作用。
例如，无线局域网（WLAN）是一种无线网络技术，它能够实现电脑、手机等设备之间的无线通信。
在WLAN系统中，电磁场理论指导了无线路由器的设计和信号的传输，使得设备能够通过无线网络进行互联。
此外，蓝牙技术也是一种基于电磁场理论的无线通信技术，它可以实现设备之间的短距离通信，如耳机与手机之间的连接。
电磁场理论在无线电通信系统中的应用不仅限于上述几个例子，还涉及到雷达、无线电广播等领域。
雷达是一种利用无线电波进行探测和测距的技术，它在军事、航空等领域有着广泛的应用。
无线电广播是一种通过无线电波传播音频信号的技术，它使得人们可以随时随地收听到广播节目。
这些应用领域中，电磁场理论起到了至关重要的作用，它指导了无线电波的发射、接收和传播。
大学物理电磁场的基本理论与应用
大学物理电磁场的基本理论与应用电磁场是大学物理学习过程中必不可少的重要内容，它涉及到电荷、电场、磁场等基本概念，也是理解电磁现象和应用的重要基础。
本文将从电磁场的基本理论出发，探讨其在日常生活和科技应用中的具体应用。
一、电磁场的基本理论电磁场是由带电粒子或电流所产生的一种物理场。
根据电荷分布的不同，电磁场可以分为静电场和电磁感应场两种。
静电场是由静止电荷所产生的场，其特点是场强与电荷量成正比，与距离平方成反比。
电磁感应场是由运动电荷或变化的磁场所产生的场，具有较为复杂的变化规律。
在电磁场中，电荷受到电场力的作用，而电流则同时受到电场力和磁场力的共同作用。
电场力和磁场力的方向和大小受到电荷或电流的性质和运动状态的影响。
二、电磁场的应用1. 静电场的应用静电场广泛应用于印刷、喷涂、静电除尘、静电助力等工业领域。
例如，在印刷行业中，静电场可以使印版上的墨水粘附在纸张上，实现印刷效果。
另外，静电场还可以用于电子元件制造过程中的静电除尘，避免电子元件受到静电的损害。
2. 电磁感应场的应用电磁感应场广泛应用于发电机、电动机、电磁铁等设备中。
例如，发电机是通过电磁感应原理将机械能转化为电能的装置，是电力工业中不可或缺的重要设备。
电动机则是通过电流在磁场中的相互作用产生力，实现电能转换为机械能的装置。
电磁铁则利用电磁感应的原理，在通电时产生较强磁力，用于吸附和操控铁磁物体。
3. 电磁场在通信技术中的应用电磁场在通信技术中起着至关重要的作用。
无线电通信、微波通信、雷达、卫星通信等都离不开电磁场的运用。
例如，无线电通信就是利用电磁波在空间中传播的特性，实现信息的传递和接收。
雷达则是利用电磁波与物体的相互作用，实现目标探测和测距。
4. 电磁场在医学中的应用电磁场在医学影像、磁共振诊断、放射治疗等方面都有广泛的应用。
例如，在医学影像技术中，X射线和γ射线是利用电磁场与人体组织相互作用的原理，通过检测射线的强度和方向来获得身体内部的影像信息。
电磁场理论与应用
电磁场理论与应用电磁场理论是物理学中的一个基础概念，它揭示了电荷和电流之间相互作用的规律，以及电磁波的传播性质。
电磁场理论有着广泛的应用，涉及到电子技术、通信、能源等诸多领域。
本文将探讨电磁场理论的基本原理以及其在实际应用中的重要性。
一、电磁场理论的基本原理1. 麦克斯韦方程组电磁场理论的基础是麦克斯韦方程组，它由麦克斯韦在19世纪提出。
麦克斯韦方程组包括四个方程，即麦克斯韦方程的积分形式和微分形式，分别描述了电场和磁场的产生和变化规律。
2. 电磁场相互作用根据麦克斯韦方程组，电荷和电流的变化会产生电磁场，而电磁场又会对电荷和电流产生作用力。
电场是由电荷引起的，而磁场则是由电流引起的。
电磁场的相互作用表现为电磁力的作用，它是自然界中一种普遍存在的力。
3. 电磁辐射根据麦克斯韦方程组的解，当电磁场发生变化时，会产生电磁辐射，即电磁波。
电磁波以光速传播，具有电场和磁场的振荡性质，可以在空间中传播。
电磁辐射被广泛应用于通信、遥感、医学等领域。
二、电磁场理论的应用1. 电子技术电磁场理论是电子技术的核心基础，它涉及到电子器件中的电磁场相互作用、信号传输、电磁干扰等问题。
例如，在微电子芯片中，电磁场理论被用于设计和分析电路中的信号传输线路，以确保信号的稳定传输和抗干扰能力。
2. 通信通信技术是电磁场理论的重要应用领域之一。
电磁波的传播性质决定了它可以用于远距离无线通信。
从无线电到移动通信，电磁波的利用为人们提供了便捷的通信手段。
电磁场理论被应用于无线信号传输、天线设计和信号处理等方面。
3. 能源电磁场理论在能源领域也有广泛的应用。
电磁场可以转换为电能，通过电力系统进行传输和分配。
例如，变压器是利用电磁感应原理将电能进行变换和传输的重要装置。
此外，电磁场理论也被用于太阳能、风能等可再生能源的利用和转化。
4. 医学影像医学影像技术是电磁场理论的另一个应用领域。
例如，核磁共振成像（MRI）利用强磁场和无线电波来获取人体内部的影像信息，实现无创检查和诊断。
电磁场理论的基本原理和应用
电磁场理论的基本原理和应用电磁场理论是现代物理学科中非常重要的一门基础学科，它主要研究电和磁这两种相互作用的现象。
在现代科技中，电磁场理论早已不再是一种晦涩难懂的学科，而是成为了现代通信、能源、医学等领域中不可或缺的一门学科。
一、基本原理电磁场是由物质运动所产生的电荷和电流所引起的物理现象。
电磁场的基本物理量包括电场、磁场、电势、磁势等。
其中，电场是由电荷所引起的场；而磁场则是由运动电荷所引起的场。
在电磁场的传递过程中，通常会遵循麦克斯韦方程组的规律，其中包括了电场和磁场的相互影响。
麦克斯韦方程组由四个方程式组成，它们是电荷守恒定律、高斯定律、安培定律和法拉第定律。
二、应用领域电磁场理论在现代科技中应用广泛，在通信、医学、能源等领域都有着很重要的地位。
1. 通信领域在现代通信系统中，电磁场理论得到了充分的应用。
无线电波、光纤、卫星通信等技术都基于电磁场理论的基础，发展出一系列的通讯设备和技术，如手机、电视、无线局域网等。
2. 医学领域医学中电磁场理论也有着广泛的应用。
例如，MRI技术就是利用了电磁场原理建立起来的医学诊断技术。
医生通过MRI技术可以对人体内部进行无创检测，诊断出病变部位，而不会对人体产生损伤。
3. 能源领域在能源领域，电磁场理论也被广泛应用。
例如，电磁感应发电技术正是利用电磁场原理将机械能转化为电能的一种方法。
太阳能、风能等新能源技术的发展也是基于电磁场理论的应用。
综上所述，电磁场理论是现代科技中不可或缺的一门学科。
随着科技的不断发展和进步，电磁场理论在各个领域的应用将变得更加广泛和深入。
CAI在《电磁场理论》教学中的应用共7页文档
CAI在《电磁场理论》教学中的应用电磁场理论是工科光、电类专业学生必修的一门基础课程，它对于后续相关课程的学习及学生综合应用能力的培养具有不可替代的重要作用。
但由于该课程的概念抽象、理论性强，并且涉及到大量的数学公式及复杂的理论分析和推导过程，很多学生偏偏抽象思维能力较差，自主学习的意识不强。
这使得在采用传统的教学模式授课中教师讲得吃力，学生听得乏味，理论难以理解，学习后又很快遗忘，课堂教学效果不理想。
计算机辅助教学（CAI：Computer Aided Instruction）借助声、光和动画等元素的配合，能将某些深奥抽象、微观和瞬时动态的内容以动态、形象的方式呈现出来，因而教学效果的提升非常明显。
本文就作者利用CAI在“电磁场理论”课程教学中的实践经验，发现的不足之处和改进措施进行了总结与探讨。
1 教学经验总结《电磁场理论》是一门公认的难学难教的工科本科基础课程，起点高，抽象的概念和公式多，难以理解。
我们对《电磁场理论》课程的教学方法进行了多轮的有益探索和改革实践，经过多年的不懈努力，在本课程建设和教学改革实践方面取得了初步成效，2011年经学校评审成为校级核心课程建设项目，课程的教学水平也得到进一步提升和认可。
通过CAI手段，能在很大程度上帮助教师的教学[1-4]。
CAI从根本上影响和改变学校的教学过程。
可以使得原本抽象、枯燥的数据用各种动态模型表示出来，从而大大提高了教学和科学研究的直观性。
首先，CAI能减轻教师的教学负担，把教师从板书中解放出来投入到讲解中去，提高了教学效率；同时也能在很大程度上优化学生的认知过程，提高学习兴趣。
传统教学方法只强调电磁场经典理论和单纯的公式推导，知识过于枯燥，形式上也较为单一，缺乏应用背景和紧密跟踪最新发展前沿的相关内容。
这样不但导致理论与实际应用脱节，也很难激发学生的学习热情。
针对教学中出现的这些情况，把电磁场理论的相关原理和知识用图片、动画、声音等多媒体手段形象地展示出来，使抽象概念图形化和可视化。
电磁场理论的应用
电磁场理论的应用电磁场理论是工科电类专业的一门重要的技术基础课。
它在物理电磁学的基础上，进一步研究了宏观电磁现象的基本规律和分析方法，是深入理解和分析工程实际中电磁问题所必须掌握的基本知识，很多实际工程问题只有通过电磁场才能揭示其本质。
本部分内容收集了一些电磁场理论应用方面的典型例子，作为学习电磁场理论的参考和补充，藉以增加读者学习电磁场理论的积极性，并进一步了解应用电磁场理论分析、解决实际问题的方法和途径，培养和提高读者解决实际问题的能力。
第一部分 静电场的应用举例1、悬式瓷绝缘子和玻璃绝缘子的电场分布分析悬式瓷绝缘子和玻璃绝缘子的电场分布时，可以将其近似认为是同心球极间电场，示意图如图1所示图1 瓷或玻璃悬式绝缘子极间电场示意图由高斯定理可得同心球的电极间任一点的电场24r Q E πε=，E 的最大值在1r 处。
极间电压 ⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−==∫2111421r r Q Edr U r r πε 故 ()()12221r r r r r U E −= 而 ()()()1212122121max r r r Ur r r r r r U E −=−=当2r 一定时，改变1r 可使max E 达到极小值，令()()012212111max =⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−=r r r r r U dr d dr dE 得 2/21r r =此时 22222max 422r U r r r Ur E =⎟⎠⎞⎜⎝⎛−= 如瓷绝缘子的临界电场强度为135kV/cm ，已知cm 52=r ，则允许的最大电压为kV 75.16842maxmax ==r E U2、电容式传感器 电容量和极板面积、极板间的距离，以及极板间所充的介质有关，改变其中任何一项，就可以改变电容量。
利用这个特性，可以构成“电容式传感器”，它可以把物理量的变化转化为电容两的变化。
如果把这个电容器接在桥式电路中或是一个振荡电路中，就可以把电容的变化，转化成电量的变化。
高中物理中的电磁学中的实际应用
高中物理中的电磁学中的实际应用在高中物理课程中，电磁学是一个重要的分支。
电磁学研究的是电场和磁场之间的相互作用，以及它们对物质的影响。
电磁学理论的实际应用非常广泛，从日常生活到工业生产都有它的身影。
本文将介绍一些高中物理中电磁学的实际应用，让我们一同探索这个有趣的领域。
一、电磁感应及电动机电磁感应是电磁学中的一个重要概念，它指的是磁场发生变化时所产生的感应电流。
在实际应用中，我们可以利用电磁感应现象来制造电动机。
电动机是一种将电能转化为机械能的装置，广泛应用于工业、交通和家用电器等领域。
以电动机为例，当电流通过导线产生磁场时，磁场与导线相互作用，使得导线受到力的作用。
利用这一原理，我们可以制造出各种类型的电动机，如直流电动机、交流电动机等。
电动机在现代社会中的应用范围非常广泛，从电动车到工厂的生产设备，都离不开电动机的运动转化能力。
二、电磁波与通信技术电磁波是指垂直传播的电场和磁场相互交织的波动现象。
电磁波的传播速度与真空中的光速相等，能够远距离传输信息。
这为无线通信技术的发展提供了基础。
在日常生活中，我们常使用的手机、电视、无线网络等都依赖于电磁波的传播。
手机通过发送和接收电磁波来实现通话和网络连接，电视和收音机则利用电磁波接收台播放画面和声音。
通过电磁波的传输，我们能够方便地进行远距离的信息传递，大大提高了社会的信息化程度。
三、电磁感应与发电原理电磁感应的另一个重要应用是发电原理。
电磁感应现象的关键是磁通量的变化会在导线中产生感应电流。
利用这个原理，我们可以应用在发电机上，将机械能转化为电能。
发电机是利用机械能旋转导致的磁通量变化，在线圈中感应出电流的设备。
利用发电机，我们可以将机械能（如水力能、风力能、汽车的发动机等）转化为电能，以满足社会各层面对电力的需求。
四、电磁感应与传感器技术电磁感应还常用于传感器技术中。
传感器是一种能够感知环境物理量并将其转化为电信号的装置，广泛应用于科学实验、工业自动化等领域。
实例教学法在_电磁场与电磁波_教学中的应用
教学改革广角中国电力教育2010年第34期 总第185期“电磁场与电磁波”是通信工程、电子信息工程等专业的一门重要专业基础课。
该课程概念抽象、理论性强，对学生的空间想象力和数学基础要求很高，是公认的难教和难学的课程。
在教学过程中，笔者尝试采用实例教学法，从教学内容上增加电磁场与电磁波的应用实例，让学生了解学习电磁场与电磁波理论的重要意义，增强了学生的学习兴趣和学习动力，取得了较满意的教学效果。
本文总结了教学过程中采用实例教学法的具体方法和注意事项，以期对同行有借鉴意义。
一、实例教学法实例教学法也叫“范例教学法”或“个案教学法”，是指教师在教学中通过“实例”内容的讲授，使学生达到举一反三掌握知识的规律的方法，[1]倡导者为德国教育家瓦根舍因和克拉夫基。
运用此法的目的在于促使学生独立学习，而不是复述式地掌握知识，要使学生所学的知识迁移到其他方面，进一步发展所学的知识，以改变学生的思维方法和行动能力。
它是在当今美国和其他西方国家中甚被推崇的教学法之一。
目前我国在法学、金融、财经等专业和编程语言类课程的教学中也采用这种教学法。
实践证明，若能恰当地运用实例教学法，往往能收到事半功倍的教学效果。
电磁场与电磁波理论在工程实践和日常生活诸多领域有着广泛的应用。
在教学过程中，教师若能适时适度地运用此教学方法，就会使学生从实例中得到启迪，达到举一反三和独立解决问题的目的。
同时，使学生从烦琐的记忆中摆脱出来，逻辑思维能力得到培养。
二、实例教学法的应用1.在电磁波极化教学中的应用电磁波的极化是电磁场理论中的一个重要概念，在实际工程中具有非常重要的作用。
在现有的大多数教材中，主要从电磁波极化的概念和线极化波、圆极化波和椭圆极化波的特点等方面加以介绍，学生听起来感觉比较抽象，不知道电磁波的极化对电磁波的应用究竟有什么影响。
笔者在讲解极化的概念前，先让学生回答几个问题：在用手机打电话信号不清晰时，你会怎么做？收听调频广播时，收音机的天线调到怎样的位置能使收听的节目最清晰？老师将课前准备好的收音机打开，让学生试试将天线调到什么位置会最清晰地收听到节目。
“电磁场与电磁波”课程教学案例设计实例
第４２卷 第４期２０２０年８月电气电子教学学报ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＥＥＥＶｏｌ．４２ Ｎｏ．４Ａｕｇ．２０２０收稿日期：２０１９ ０６ ０４；修回日期：２０２０ ０４ ２０基金项目：青岛理工大学本科教学建设与改革项目（Ｆ２０１８ ０９４，Ｆ２０１８ ０５２ ５）第一作者：马钰雪（１９９８ ），女，本科生，主要从事通信技术、信号处理等基础理论的学习和研究工作，Ｅ ｍａｉｌ：７７０４００２１＠ｑｑ．ｃｏｍ“电磁场与电磁波”课程教学案例设计实例马钰雪，王绪虎，李恩玉，马晓雨（青岛理工大学信息与控制工程学院，山东青岛２６６５２０）摘要：案例教学法是一种启发学生思考，培养学生探究能力，激发学生求知欲和学习兴趣的有效方法。
本文以“电磁场与电磁波”课程中的同轴线性能分析为例，给出引导学生研究分析同轴线特性的方法。
在分析单位长电容、单位长电感、特性阻抗和传输功率性能参数基础上，启发学生结合实际应用需求，从耐压、传输功率和传播损失三个不同角度分析同轴线的特性，并通过数值模拟的方法，给出直观的结果。
教学实践表明，该方法教学效果良好。
关键词：案例法；同轴线；特性阻抗中图分类号：ＴＮ０１１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８ ０６８６（２０２０）０４ ００５６ ０４ＡＴｅａｃｈｉｎｇＣａｓｅＤｅｓｉｇｎｆｏｒｔｈｅＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＦｉｅｌｄａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＷａｖｅＣｏｕｒｓｅＭＡＹｕ ｘｕｅ，ＷＡＮＧＸｕ ｈｕ，ＬＩＥｎ ｙｕ，ＭＡＸｉａｏ ｙｕ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＱｉｎｇｄａｏＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｑｉｎｇｄａｏ２６６５２０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｃａｓｅｔｅａｃｈｉｎｇｍｅｔｈｏｄｉｓａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｗａｙｔｏｉｎｓｐｉｒｅｓｔｕｄｅｎｔｓｔｏｔｈｉｎｋ，ｃｕｌｔｉｖａｔｅｓｔｕｄｅｎｔｓ＇ｉｎｑｕｉｒｙａｂｉｌｉ ｔｙａｎｄｓｔｉｍｕｌａｔｅｓｔｕｄｅｎｔｓ＇ｔｈｉｒｓｔｆｏｒｋｎｏｗｌｅｄｇｅａｎｄｉｎｔｅｒｅｓｔｉｎｌｅａｒｎｉｎｇ．ＴｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｃｏａｘｉａｌｌｉｎｅｓｉｓｔａｋｅｎａｓａｎｅｘａｍｐｌｅｉｎｔｈｅｃｏｕｒｓｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＦｉｅｌｄａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＷａｖｅ，ｈｅｎｃｅａｗａｙｏｆｇｕｉｄｉｎｇｓｔｕｄｅｎｔｓｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｃｏａｘｉａｌｌｉｎｅｓ’ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｓｇｉｖｅｎ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｐｅｒ ｕｎｉｔ ｌｅｎｇｔｈｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ，ｐｅｒ ｕｎｉｔ ｌｅｎｇｔｈｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ，ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｉｍｐｅｄａｎｃｅａｎｄｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｐｏｗｅｒ，ｓｔｕｄｅｎｔｓａｒｅｇｕｉｄｅｄａｎｄｉｎｓｐｉｒｅｄｔｏａｎａｌｙｚｅｃｏａｘｉａｌｌｉｎｅｓ’ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｆｒｏｍｔｈｅｓｅｔｈｒｅｅａｓｐｅｃｔｓｏｆｗｉｔｈｓｔａｎｄｉｎｇｖｏｌｔａｇｅ，ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｐｏｗｅｒａｎｄｔｒａｎｓ ｍｉｓｓｉｏｎｌｏｓｓ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｉｎｔｕｉｔｉｖｅｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｇｉｖｅｎｂｙｍｅａｎｓｏｆｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｔｅａｃｈｉｎｇｐｒａｃｔｉｃｅｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｃａｓｅｔｅａｃｈｉｎｇｍｅｔｈｏｄｈａｓａｇｏｏｄｔｅａｃｈｉｎｇｅｆｆｅｃｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃａｓｅｔｅａｃｈｉｎｇ；ｃｏａｘｉａｌｌｉｎｅ；ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｉｍｐｅｄａｎｃｅ０ 引言同轴线是一种典型的双导体传输系统，它由内、外同轴的两导体柱构成，中间为支撑介质。
电磁学教学中的应用案例将理论知识应用于实际生活
电磁学教学中的应用案例将理论知识应用于实际生活电磁学是物理学中的一门重要学科，它研究电荷和电场、磁铁和磁场以及它们相互之间的相互作用。
在电磁学的教学中，为了帮助学生更好地理解和应用理论知识，教师们常常选择一些实际生活中的应用案例作为教学材料。
本文将介绍几个具体的案例，展示电磁学理论在实际应用中的重要性。
一、电磁感应与变压器电磁感应是电磁学中的重要现象，它解释了当一个导体被磁场穿过时，会在导体中产生电流。
教师可以通过一个简单的实验来演示电磁感应的应用 - 利用变压器将电压调整到合适的范围，然后将一个导体线圈放置在变压器的磁场中，当导体线圈与磁场相交时，会在导体线圈中产生电流。
这个案例可以帮助学生更好地理解电磁感应现象，并了解变压器在电力传输和变换中的重要作用。
二、电磁波与通信技术电磁波是电磁学的基础知识之一，它是一种通过电磁场传播的能量，并具有电场和磁场的相互关系。
在现代通信技术中，电磁波起着至关重要的作用。
例如，无线电波、微波和光波都是电磁波的一种表现形式，它们被广泛应用于无线通信、卫星通信和光纤通信等领域。
通过讲解电磁波的特性和应用，教师可以帮助学生更好地理解电磁波的传播机制以及通信技术的原理。
三、电磁力与电动机电磁力是电荷在电场和磁场中所受的作用力，它对于电磁学中的基本运动机制起着重要作用。
在电动机中，电磁力的应用尤为突出。
电动机通过电流在电磁场中产生的力来转动。
教师可以通过展示一个简单的电动机模型，让学生亲自操作，从而体验电磁力的应用。
通过实践操作，学生能够更好地理解电磁力的作用机制，并将理论知识与实际运用相结合。
四、电磁感应与发电机电磁感应的应用不仅体现在变压器中，还广泛应用在发电机中。
发电机是一种将机械能转化为电能的装置，它基于电磁感应现象工作。
通过一个简单的示意图，教师可以向学生讲解发电机的结构、工作原理以及电磁感应在其中的重要作用。
这样的案例可以帮助学生更好地理解电磁感应的应用，深入了解发电的原理，以及电磁学在电力工业中的重要性。
通过实例解释电磁场理论的教学设计方案
通过案例分析等形式考察学生的电磁场理论 应用能力
教学效果分析
提高学生对电磁场 理论的认识
分析学生对电磁场理论的 认知水平 总结提高认知的方法
检验教学பைடு நூலகம்法的有 效性
比较不同教学方法的效果 寻找最适合的教学方式
调整教学内容
根据评价结果调整课程内 容 确保教学内容与学生需求 契合
电磁场的基本概念
电场和磁场 的形成及特
性
静电力和静磁力 的作用
麦克斯韦方 程组的重要
性
描述电磁场的基 本规律
电磁场理论的历史渊源
01 法拉第和安培的贡献
电动力学的奠基人
02 麦克斯韦的电磁场方程
统一了电磁理论
03
电磁场与电磁波
电磁场与电磁波的 关系
电磁波是由电磁场振荡产 生的
电磁波的传播特性
本次教学设计的亮点和成果
生动的实例 教学
通过具体实例解 释抽象概念
培养学生的 实践能力
通过实例设计培 养学生的解决问
题能力
提高学生的 学习兴趣
利用生动形象的 实例吸引学生注
意力
互动性强
学生参与度高， 积极思考和讨论
电磁场理论的未来发展方向
新型材料研究
探索新型材料在电磁场领 域的应用 提高电磁场理论的实用性
通过实例解释电磁场理论的 教学设计方案
汇报人：XX
2024年X月
第1章 电磁场理论概述 第2章 电磁场理论实验设计 第3章 电磁场理论教学方法 第4章 电磁场理论案例分析 第5章 电磁场理论教学评价 第6章 总结与展望
目录
● 01
第一章 电磁场理论概述
电磁场理论的重 要性及应用
电磁场原理及应用实例讲解
电磁场原理及应用实例讲解电磁场原理是电磁学的基础，它描述了电荷和电流之间相互作用的规律。
电磁场理论是由麦克斯韦方程组提出的，它们包括四个部分：高斯定律、法拉第电磁感应定律、安培环路定律和麦克斯韦-安培定律。
这些方程描述了电场和磁场的生成和相互关系。
首先，我们来看电磁感应定律。
根据法拉第电磁感应定律，当磁场通过一个导线回路时，会在回路中产生感应电动势。
这个电动势的大小与磁场的变化率成正比。
这个原理在变压器中得到了实际应用，变压器是一种利用电磁感应原理来转换电压的装置。
变压器由一个线圈和一个铁芯组成。
当一个交流电流通过一个线圈时，会在铁芯中产生一个变化的磁场，从而在其他线圈中诱发出电动势，大小与原线圈的匝数比例成正比，从而实现电压的变换。
其次，让我们看看电磁波的运动。
根据麦克斯韦方程组，变化的电场会产生变化的磁场，变化的磁场又会产生变化的电场，这样不断的交替变化就形成了电磁波。
电磁波是由电场和磁场以垂直于传播方向的正交波动形式传播的。
根据麦克斯韦方程组的解，电磁波的传播速度恒定，并且等于真空中的光速。
这个原理在通信技术中得到了广泛的应用，如无线电、电视和移动通信等。
这些通信技术都是基于电磁波的传播和接收。
另外，我们还可以看到电磁场的应用在医学中的重要性。
例如，核磁共振成像（MRI）就是基于电磁原理的医学影像技术之一。
MRI利用强磁场和无线电信号来生成人体组织的影像。
当人体置于强磁场中时，激发氢原子核的自旋，然后通过放射无线电信号来记录这些自旋的位置和强度信息，从而生成图像。
这种技术可以非常清晰地显示人体组织的内部结构，对于诊断疾病起到了重要的作用。
此外，电磁感应原理还广泛应用于能源领域，如发电机和电动机等。
发电机是利用导线在磁场中感应电动势来将机械能转化为电能的装置。
当导线在磁场中运动时，它会在导线两端产生电动势，从而产生电流。
电动机则是将电能转化为机械能的装置。
当电流通过导线时，它会产生一个磁场，这个磁场会与外部磁场相互作用从而产生一个力，推动导线运动。
电磁场基本概念与应用案例
电磁场基本概念与应用案例电磁场是一种由电荷和电流所产生的物理现象，它在我们日常生活中无处不在，并在各个领域有着广泛的应用。
本文将介绍电磁场的基本概念，并通过几个应用案例来展示电磁场的实际应用。
一、电磁场的基本概念1. 电磁场的定义电磁场是指由电荷和电流所产生的具有电场和磁场的物理现象。
电场是由电荷产生的，对具有电荷的物体有吸引或斥力作用；磁场是由电流产生的，对具有磁性的物体有吸引或斥力作用。
2. 麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是描述电磁场的基本方程，包括四个方程：高斯定律、法拉第定律、安培定律和法拉第电磁感应定律。
这些方程描述了电场和磁场之间的相互作用关系，是研究电磁场的基础。
3. 电磁波电磁波是电磁场的一种形式，它由电场和磁场沿着垂直传播方向交替变化而构成。
电磁波可以分为不同频率的波段，包括射频波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。
二、电磁场的应用案例1. 无线通信无线通信是电磁场应用的典型案例之一。
无线通信基于电磁波的传输原理，利用电磁波在空间中传播的特性进行信息的传递。
手机、无线局域网（WiFi）和卫星通信等都是利用电磁场实现的无线通信系统。
2. 电磁感应电磁感应是利用电磁场相互作用现象产生电流或电势的过程。
它广泛应用于电动机、发电机和变压器等电力设备中。
以发电机为例，当导体在磁场中运动时，磁场对导体的运动产生感应电动势，进而产生电流，完成能量转换。
3. 医学影像医学影像学是利用电磁场技术来获取人体内部结构和病变信息的一门学科。
例如，X射线是一种利用电磁波穿透物体并在胶片或传感器上形成影像的技术；核磁共振成像（MRI）则是利用特定频率的电磁波与人体组织之间的相互作用来获取影像。
4. 电磁炉电磁炉是一种利用电磁感应加热原理进行烹饪的电器设备。
电磁炉通过电磁场与底部具有磁性的锅具之间的相互作用，产生感应电流在锅底发热，从而实现快速高效的加热效果。
5. 电磁辐射防护电磁辐射防护是利用电磁场的特性来保护人体免受电磁辐射的危害。
比较教学法在电磁场理论教学中的应用
比较教学法在电磁场理论教学中的应用【摘要】电磁场理论教学在物理教育中扮演着重要的角色，而比较教学法则是一种有效的教学方法。
本文探讨了比较教学法在电磁场理论教学中的应用。
首先介绍了电磁场理论教学的重要性以及比较教学法的概念，然后分析了比较教学法在电磁场理论教学中的意义和原理。
接着对比较教学法与传统教学法进行了对比，探讨了它在课堂教学中的具体运用。
最后通过实例分析展示了比较教学法在电磁场理论教学中的效果评价，并展望了未来的研究方向。
通过本文的研究，可以更好地理解比较教学法在电磁场理论教学中的作用，为教学实践提供有效的参考和指导。
【关键词】电磁场理论教学、比较教学法、意义、原理分析、区别、具体运用、实例分析、效果评价、研究展望1. 引言1.1 电磁场理论教学的重要性电磁场理论是物理学中非常重要的一门学科，它不仅是建立在电学和磁学基础之上，更是各种电磁现象的理论基础。
在当今社会，电磁场理论已经渗透到我们生活的方方面面，无论是通信、电子设备、能源传输还是医疗领域，都离不开电磁场理论的应用。
在教育领域，电磁场理论的教学更是至关重要。
通过学习电磁场理论，学生能够深入理解电磁现象的本质，掌握电磁场的运动规律和相互作用，为将来从事相关行业提供坚实的理论基础。
电磁场理论的教学还有助于培养学生的逻辑思维能力、分析和解决问题的能力，以及对科学探究的兴趣。
电磁场理论教学的重要性不言而喻。
它既是理论物理学中的重要学科，也是培养学生科学素养和创新能力的关键。
通过合理的教学手段和方法，如比较教学法，可以提高学生对电磁场理论的理解和掌握，进一步提升教学效果和学生成绩。
1.2 比较教学法的概念比较教学法是一种教学方法，通过将不同的教学内容进行比较和对比，帮助学生更好地理解和掌握知识。
通过比较教学法，学生可以从多个角度去理解一个概念或问题，从而提高他们的学习效果和学习兴趣。
比较教学法可以帮助学生建立知识之间的联系，促进思维的活跃，培养学生的分析和综合能力。
比较教学法在电磁场理论教学中的应用
比较教学法在电磁场理论教学中的应用电磁场理论是物理学中的重要知识点之一，对于理解和应用电磁学原理具有重要作用。
在电磁场理论教学中，教学法的选择和应用将直接影响学生的学习效果和能力提升。
本文将比较传统教学法与现代教学法在电磁场理论教学中的应用，并探讨其优缺点。
传统教学法：1.讲授：传统教学法主要通过讲授来传递知识。
教师在课堂上详细解释电磁学原理和定律，学生通过听讲和记笔记来获取知识。
传统讲授法可以确保知识的传递，但学生对于抽象的电磁学概念和公式可能理解不深。
2.演示：教师通过实验演示来展示电磁学原理的实际应用。
通过实际观察，学生能够更好地理解电磁学原理，但是实验条件有限，无法展示所有的实际应用场景。
3.练习：传统教学法注重学生的练习和巩固。
教师会布置一定数量的习题，学生需要通过解题来巩固理论知识。
习题的数量可能有限，难度也不够多样化，无法满足不同学生的需求。
现代教学法：1.探究式教学：现代教学法强调学生积极主动参与和探究，在教师的引导下自主发现知识。
通过提出问题、进行实验和解决问题的过程，学生能够深入理解电磁学原理。
探究式教学需要更多的时间和资源，不适合大课堂教学。
2.案例教学：通过实际案例来讲解电磁学原理和定律的应用。
案例教学可以使学生更好地理解理论知识，并将其应用到实际应用中。
案例教学需要教师有丰富的案例经验，并且案例的选择和设计需要耗费较多的时间和精力。
3.多媒体教学：利用多媒体技术来展示电磁学原理和应用。
多媒体教学可以通过动画、视频等形式，直观地展示电磁学现象和原理。
多媒体教学可以提高学生的学习兴趣和记忆效果。
多媒体教学需要特定的设备和技术支持，并且教师需要具备相关的技术操作和制作能力。
传统教学法和现代教学法在电磁场理论教学中各有优劣。
传统教学法注重知识的传授，适合对电磁学理论基础掌握要求不高的情况。
而现代教学法注重学生的主动参与和实践操作，能够更好地培养学生的问题解决能力和创新思维。
在实际教学中，可以根据教学目标和学生需求综合运用不同的教学方法，以提高教学效果。
高中物理教案：电磁场与电磁感应的应用
高中物理教案：电磁场与电磁感应的应用一、引言电磁场与电磁感应是高中物理学习中的重要内容，它们不仅有着丰富的理论基础，还具备广泛的应用价值。
本文将重点探讨电磁场和电磁感应在实际生活中的应用，并详细介绍相关原理和实验操作。
二、电磁场的应用1. 电子设备在现代社会中，我们离不开各种各样的电子设备，如手机、电视、计算机等。
这些设备的正常工作离不开电磁场的应用。
例如，手机通信就利用了无线传输技术，其中就涉及到了电磁场和天线技术。
同样地，无线路由器也利用了电磁场来进行无线网络传输。
2. 交流发电和变压器交流发电是我们日常生活中使用频率最高的发电方式之一。
交流发电中通过旋转感应原理产生变化的磁场，在导线内诱导出交流电流。
变压器是能够将交流电压升高或降低的重要装置，它通过利用变化的磁场来改变传输过程中的能量大小和方向。
三、电磁感应的应用1. 发电机和电动机发电机是将机械能转化为电能的装置。
它通过利用磁场与导线相互作用产生感应电动势。
当导体在磁感线中移动时，产生的感应电流经过外部回路后驱动负载工作，完成了能量转换的过程。
相反，电动机则将电能转化为机械能。
它在磁场中通入直流电流，使得导体受到力的作用而转动。
2. 磁悬浮列车磁悬浮列车采用了电磁感应原理来实现悬浮和推进。
在轨道上设置有一系列的导向磁铁和驱动磁铁，当列车通过时，导向磁铁产生的磁场抵消轨道上方的地球引力，从而实现了悬浮；驱动磁铁中通过交变电流以一定频率改变其极性，这样就产生了交变磁场，进而驱动列车前进。
四、实验操作1. 电荷在匀强磁场中做圆周运动的实验实验目的：验证带电粒子在匀强磁场中受到洛伦兹力的影响而做圆周运动的规律。
实验原理：当带电粒子在匀强磁场中运动时，受到的洛伦兹力垂直于速度方向，使其沿半径方向产生径向加速度，从而维持了粒子做圆周运动。
实验步骤：（1）准备一块具有均匀磁场的大平行板磁铁；（2）用导线绕成一个小圈，连接一个直流电源，并将它放置在平行板间；（3）使用万用表测量导线所通过的电流；（4）调整外加电压和导线长度，使得小圈内的导线上通有恰好与重力相平衡的电流；（5）打开开关，观察导线是否做圆周运动。
比较教学法在电磁场理论教学中的应用
比较教学法在电磁场理论教学中的应用一、比较教学法的概念比较教学法是指通过比较研究、对比分析等手段，将不同的事物进行对比，找出它们的异同点，从而帮助学生更好地理解、掌握知识。
在教学中，教师可以通过对比两种或多种不同的事物，让学生发现问题、探索规律，达到提高学生思维能力、拓展知识面的目的。
比较教学法主要包括两种形式：一是事物间的比较，二是事物内部的比较。
事物间的比较是指将两种或多种不同的事物进行对比分析，找出它们的共同点和不同点，以此来加深学生对事物的认识。
事物内部的比较是指将同一种事物的不同方面进行对比，从而帮助学生更全面地理解这种事物。
比较教学法有以下几个特点：1. 注重启发学生的思维比较教学法不是简单地告诉学生某些知识，而是通过比较不同事物的方式，启发学生自己去思考和发现问题，从而提高学生的思维能力和创造力。
2. 帮助学生建立知识框架通过比较教学法，学生可以将不同的知识点联系起来，建立起一个完整的知识框架，从而更好地理解知识的内在联系。
3. 激发学生的兴趣比较教学法能够激发学生的好奇心和求知欲，让他们对知识产生浓厚的兴趣，从而更主动地去学习和探索。
4. 促进学生发展综合能力比较教学法能够让学生从多个角度去观察和分析事物，从而促进学生的观察力、分析能力和综合能力的发展。
1. 通过比较电场和磁场的性质在电磁场理论的教学中，可以通过比较电场和磁场的性质，让学生深入理解它们的异同点，从而更好地掌握这两个重要概念。
2. 对比不同电磁场理论的发展历程通过对比不同电磁场理论的发展历程，可以帮助学生了解不同理论的提出背景、侧重点和对科学发展的影响，从而更好地理解电磁场理论的内涵。
通过以上的比较教学法的应用，可以激发学生的学习兴趣，提高学生的学习效果。
比较教学法不仅能够帮助学生更好地掌握电磁场理论知识，而且能够培养学生的综合能力和创新能力，为其今后的科学研究和工程实践奠定良好的基础。
比较教学法在电磁场理论教学中的应用
比较教学法在电磁场理论教学中的应用我们来了解一下比较教学法的基本概念和特点。
比较教学法是一种通过对比两个或多个对象之间的异同来展开教学的方法。
比较教学法的特点是能够帮助学生加深对知识的理解，扩大知识面，激发学生的学习兴趣和思考能力。
在电磁场理论教学中，我们可以利用比较教学法来对相关概念、定律和理论进行对比，从而帮助学生更好地理解和掌握相关知识。
比较教学法在电磁场理论教学中的应用具体体现在以下几个方面：1. 对比不同理论或模型：在电磁场理论教学中，学生往往会接触到多种不同的理论或模型。
比较教学法可以帮助学生对这些不同的理论或模型进行对比，从而帮助他们更好地理解其中的内在关系和差异。
可以对比静电场和磁场的性质和规律，帮助学生理解它们之间的联系和区别。
2. 对比不同方法或公式：在解决电磁场理论问题时，学生可能会接触到多种不同的解题方法或公式。
通过比较教学法，我们可以帮助学生对这些方法或公式进行对比分析，从而找到最合适的解题途径。
可以对比使用高斯定律和安培环路定律解决问题的方法和步骤，帮助学生明确其适用范围和特点。
通过以上几个方面的应用，比较教学法可以在电磁场理论教学中发挥重要作用，帮助学生更全面地认识和理解相关知识，提高他们的学习效果和兴趣。
需要指出的是，比较教学法在电磁场理论教学中的应用也存在一些问题和难点。
比较教学法需要教师对不同对象之间的关系和差异有着清晰的认识，同时需要对不同教学对象有着深入的了解，这对于教师的教学水平和能力提出了挑战。
比较教学法需要学生在较短时间内对多种不同对象进行对比和分析，对于学生的学习能力和逻辑思维能力也提出了较高的要求。
在实际教学中，教师需要在教学中注重培养学生的对比分析能力，同时也需要充分发挥教材、教具和实验等教学资源的作用，以促进比较教学法的有效应用。
比较教学法在电磁场理论教学中具有重要的应用价值。
通过充分挖掘比较教学法的特点和优势，我们可以帮助学生更好地理解和掌握相关知识，提高他们的学习效果和兴趣。
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关键词: 电磁场理论; 课程教学; 电磁波传播; 煤岩介质
中图分类号: T0451; T N911. 25
文献标识码: A 文章编号: 1008- 0686( 2005) 02- 0030- 03
Two Examples Applied to Teaching of Electromagnetic Field Theory
dP1 df
=
B e- c
f + B f e- c
f
õ
-
C 2
f
1 2
=0
( 11)
f0=
4 C2
=
1 PLCx 2
( 12)
可以看出, 最大功率点的频率 f 0 与介质参数
L、C和辐射源的距离 x 有关。在介质性质一定时, f 0 与辐射源距离的平方成反比。煤岩介质是非铁磁导
电介质, 它的性质与湿土壤的性质接近, 其电磁参数
为此我们从应用出发, 结合我校面向煤矿的培 养目标, 把电磁场理论的应用实例引入教学, 使学生
了解在实际中的应用价值, 提高了学习的积极性和 主动性。下面的两个实例就是我们在学习电磁波在 介质中的传播特性这一节中是引入的实例。这是我 们在现场和科研中遇到的真实案例。我们先把问题 给学生去分析, 然后在讨论课上把各自的结论讲出 来, 最后老师总结。通过这类实例, 学生感到“电磁场 理论”课程有着深厚的应用基础。
辐射信号最大功率点的频率向高频偏移; 距离越远, f 0 越小, 即电磁辐射信号最大功率点的频率向低频
偏移。这一特征为煤岩破裂的预报、定向、定位提供 了理论依据。
在实际应用中除了上述提供的理论基础以外, 还需要频率扫描搜索的技术支持, 这部分内容已超 出电磁场理论课程的范畴, 在此不再赘述。
3 结束语
数据采集与处理, 2004, 19( 1) : 91- 94
( 上接第 26 页郭艳萍等文) 学生修完专业大类基础课平台的课程之后, 再 选择某几个专业方向的课程组学习。该平台所学内 容针对某一特定职业所具备的知识和技能, 着眼于 强化从业能力, 并能够取得毕业证和中级电工证, 提 高学生的就业竞争能力。在设置专业方向课程时给 学生以更多的选择, 使学生在高年级可根据社会的 需要和自己的意愿与兴趣选择专业发展方向, 专业 课既考虑一定的系统性又具有模块化, 可以有不同 的组合方式, 可让学生自由选择, 使培养出的人才既 具有适应性又具有多样性, 有利于学生个性、兴趣、 志向的发展, 有利于调动学生学习的主动性和积极 性。模块化结构的课程体系, 便于实行弹性选课制与 学分制, 以满足社会和个人的需要, 有及时更新, 紧 跟科技进步的特点。
通过二组数据, 得出如下结论
1) f = 800MHz x = 23m
我国 一般 民用 手机的 电磁 波发 射频 率为
800MHz, 此时电磁波在煤岩介质中传播距离为 23 米, 而我国煤矿立井的平均深度为 400 米, 所以无法
完成井上与井下的透地通信任务。
2) f = 250Hz x = 1350m
13. 82 A
煤岩介质的电磁参数值为
E= 3160P× 10- 9( F / m) L = 4P× 10- 7( H/ m ) C= 10- 2( S/ m )
代入式( 2) 有
A= 2Pf
1 18
×
10-
15
1+
18 × 106 f
2
-
1
从上式可知, 手机发射的电磁波能够传播的距
离与手机的电磁波频率有关, 频率越高衰减越大。 1. 3 结论
已被实验证实, 关于电磁辐射的机理, 可以用前苏联
学者格赫韦尔克关于岩石在应力作用下由分离电荷
张弛而产生的电磁辐射理论解释, 即用电偶极子产
生辐射的模型来描述。此时, 煤岩在变形过程中产生
的电磁辐射功率 P 为
P = 2GPI 2 l2 / 3K2
( 5)
它与频率的关系可推得:
G=
XJE=
J 2Pf E
( 4)
上式中: E为介质的介电常数, L 为介质的磁导
率, C为介质电导率。
电磁波在有耗介质中的传输距离由衰减常数 A
确定。若假设电场分量衰减为最初值的 10- 6 倍时,
即认为电磁波消失, 此时电磁波在介质中传输的距
离为x , 则有
Eme- Ax = 10- 6Em x =
1 A
õ
6
õl
n1
0
=
第 27 卷第 2 期 张剑英等: “电磁场理论”课程教学中两个实例的应用 3 1
制。在学习到介质中电磁波传播特性这一节时, 我们
结合煤矿的实际情况向学生提出了一个问题: 手机
能否应用在煤矿的井上与井下的透地通信中。
1. 2 问题解析
手机发射的电磁波的场量在有损耗的煤岩介质
Abstract: Elect ro magnetic f ield t heo ry is an im por tant cour se t o inf ormat ion specialt y, elect ric engineering and aut omat izat io n special ty . It is an w ell -know n diff icult cour se. T he st udent s f eel diff icult y and have no int erest in st udying t his course. T herefo r w e apply exam ples t o ar ouse student spinterest for t eaching t his co urse. It is pro ved t o be a goo d m et hod. T w o exam ples are int roduced in t his paper. T hey are abo ut charact ers of elect romag net ic w ave propog at ion in co al rock medium. St udents can see for eg round of elect romag net ic f ield theory f rom t hese ex amples, so t hey are int erest in st udy. Keywords: elect rom ag net ic f ield t heor y; t eaching of course; elect rom agnet ic wav e propagat io n; coal and r ock m ediu m
( 6)
K=
M f
( 7)
将式( 6) 、式( 7) 代入式( 5) 得
P=
2
2
J Pf
EPI
2l
2
3v 2 / f 2
=
JI 2l 2 3v 2E
õ
f
( 8)
式中: J 为常数; I 、l 是电偶极子的电流和长度; v 是
电磁波速度; E是介质的介电常数; f 为辐射电磁波
的频率。可以看出 P - f 是线性关系。
第 27 卷 第 2 期 2005 年 4 月
电气电子教学学报 JOU RN AL O F EEE
V ol. 27 N o. 2 Apr. 2005
“电磁场理论”课程教学中两个实例的应用
张剑英, 郭秀兰, 李诗华
( 中国矿业大学 信息与电气工程学院, 江苏 徐州 221008) a
摘 要: “电磁场理论”课程是信息工程专业和电气工程及自动化专业的一门重要的专业基础课, 该课程是有名的难学课程, 学生在学习的过程
为: L= 4P×10- 7( H / m) , C= 10- 1( S/ m) , 此时可得
f 0= 2. 5kHz ( x = 100m 时)
f 0= 250kHz ( x = 10m 时)
2. 3 结论
受载煤岩变形及破裂过程中产生的电磁辐射信
号的特性如下: ( 1) 辐射信号是频率F 1M Hz 的低频 信号。( 2) 接收到的信号功率最大点的频率 f 0 随辐 射源的距离而发生变化。距离越近, f 0 越大, 即电磁
1 实例一: 煤矿井上下的无线通信
1. 1 问题的提出 无线通信在有些特殊环境中的应用 会受到限
收稿日期: 2004- 11- 15; 修回日期: 2005- 02- 26 受省自然科学基金“煤与瓦斯突出电磁辐射定位预测理论的研究”项目( BK 2002115) 支持 第一作者: 张剑英( 1963- ) , 女, 江苏徐州人, 硕士, 副教授, 长期从事电磁场理论、信号与线性系统的教学及应用研究。
上述两个例子是我们在教学过程中结合我们矿 业大学的特色引用的较为典型的实例, 通过类似实 例的引入, 弥补了教材的不足, 让学生了解到“电磁 场理论”在实际中的应用价值, 提高了学习的兴趣, 从原来的被动学习变为现在的主动学习, 大大提高 了学习的效果。
参考文献:
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大学出版社, 1995 [ 4] 钱书清等 . 伴随岩 石破裂的 V LF、M F、HF 和 V HF 电磁辐射
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若想使手机的信号传输距离超过 1 公里, 手机 的发射频率需低于 250Hz。目前这种超低频的无线 通信技术在澳大利亚和加拿大等国家已经有应用, 但由于它的成本高, 目前还主要应用在抢险救灾中。