电磁场与电磁波课程设计题目、目的和作用
《电磁场与电磁波》课程教学大纲
《电磁场与电磁波》课程教学大纲一、课程基本信息课程编码：07S2117B中文名称：电磁场与电磁波英文名称：E1ectromagneticFie1dandE1ectromagneticWave课程类别：专业核心课总学时：48总学分：3适用专业：电子科学与技术专业先修课程：高等数学、大学物理、场论、数学物理方程二、课程性质及目标教学性质：电磁场与电磁波是电子科学与技术专业学生的一门专业核心课程。
通过本课程的学习，要求学生系统地理解电磁场与电磁波的基本概念、基本性质和基本规律，掌握求解电磁场问题的基本方法，为进一步学习其他课程特别是专业课打下基础。
课程目标：1.通过本课程知识的学习，使学生了解电磁场论的发展历程，掌握电磁场论的基本概念、基本性质和基本规律，掌握求解电磁场问题的基本方法，为后续专业课程奠定基础。
引导学生学习科技发展史，树立科技强国意识，感受中国在电子领域的先进成果，激励学生自觉融入到实现中华民族伟大复兴的中国梦进程中。
2.通过本课程知识的学习，使学生掌握电磁场论计算理论的基本方法，并能在具体电子科学与技术专业的具体问题中加以应用。
培养学生解决问题方法的多样性，提高学生数学分析的能力。
3.通过本课程知识的学习，使学生掌握电磁场论分析问题的基本方法，并能在复杂的实际情况中加以应用。
培养学生逻辑思维和创新能力，提高学生设计、开发系统的能力。
不同介质和边界条件对应的场方程形式不同，引导学生用发展的眼光看问题，终身学习，与时俱进，始终拥有先进的理念和较高的职业素养。
I.采用启发式、案例式教学，激发学生主动学习的兴趣，培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力。
2.结合科研生产中的实际例子对课程进行讲解，通过课堂讲解，加强学生对基础知识及基本理论的理解。
3.教学以课堂讲授为主，多媒体辅助教学，提高课堂教学信息量，增强教学的直观性、形象性。
4.通过课内讨论与课外答疑、线下辅导与线上交流相结合的方式，调动学生学习的主观能动性，培养学生的自学能力。
电磁场与电磁波教学设计
电磁场与电磁波教学设计引言电磁场与电磁波是物理学中的重要概念之一，对科学技术的发展具有重要的影响。
在高中物理教学中，电磁场与电磁波是非常重要的部分，本文将结合高中物理国家课程标准和实际教学情况，设计一套电磁场与电磁波的教学方案，以期提高学生的学习效果和实际应用水平。
教学目标1. 掌握电磁场和电磁波的基本物理量和计算方法。
2. 理解电磁场和电磁波的基本特性和相互关系。
3. 熟悉电磁波的实际应用，了解电磁辐射对人体的危害和防护方法。
教学内容本教学设计将电磁场和电磁波的内容分为三个部分，包括：电磁场的基本概念和电场的性质、电磁波的概念和基本特性、电磁辐射的危害和防护。
第一部分：电磁场的基本概念和电场的性质1. 电磁场的概念和基本物理量。
2. 电场的性质和特性。
3. 电场的叠加和电势能的计算。
4. 感应电场和法拉第电磁感应规律。
教学重点：电场的性质和特性，感应电场和法拉第电磁感应规律的应用。
第二部分：电磁波的概念和基本特性1. 电磁波的概念和基本特性。
2. 电磁波的传播和干涉。
3. 电磁波的频率和波长，以及它们之间的关系。
4. 电磁波的谱系和应用。
教学重点：电磁波的传播和干涉，电磁波的频率和波长，以及它们之间的关系。
第三部分：电磁辐射的危害和防护1. 电磁辐射的性质和分类。
2. 电磁辐射的危害和防护。
3. 电磁辐射的实际应用和安全问题。
教学重点：电磁辐射的分类和安全防护措施。
教学方法与手段1. 结合实验进行教学。
利用电场实验箱和磁场实验箱，展示电场和磁场的性质和特性，并进行实验验证。
2. 采用多媒体课件，辅以PPT和视频资料，让学生更直观地理解电磁场和电磁波的特性。
3. 学生讨论和小组合作学习。
通过小组讨论和合作学习的形式，鼓励学生自主学习和思维创新。
4. 课堂作业和实验报告。
通过课堂作业和实验报告的形式，加深学生对教学内容的理解和应用。
评价方法1. 测验：针对某一章节或知识点进行小测验，以确保学生掌握相应的知识点。
电磁场与电磁波教案
电磁场与电磁波教案电磁场与电磁波教案一、文章类型与目标本文将为读者提供一份全面的电磁场与电磁波教案，旨在帮助读者了解和掌握电磁场与电磁波的基本概念、理论和应用。
本文将按照教学要求进行组织，并注重讲解与实践相结合，适合用于大学本科或研究生阶段的教学。
二、关键词收集电磁场、电磁波、波动、电磁辐射、麦克斯韦方程组、电磁波的传播、介质、导电、导磁、频谱、波长、电磁感应、电场、磁场、能量传输、应用等。
三、教案设计1、教学目标(1) 掌握电磁场与电磁波的基本概念和性质； (2) 理解电磁场与电磁波的传播规律； (3) 熟悉电磁场与电磁波在各种介质中的性质和行为； (4) 了解电磁场与电磁波在通信、能源、材料等领域的应用。
2、教学大纲第一章绪论第二章电磁场的性质和行为第三章电磁波的传播第四章电磁场与电磁波在介质中的行为第五章电磁场与电磁波的应用3、教学计划第一周：绪论，电磁场的性质和行为；第二周：电磁波的传播，介质对电磁波的影响；第三周：电磁场与电磁波在介质中的行为，能量传输；第四周：电磁场与电磁波的应用，实验操作。
四、编写教案碎片1、第一章绪论(1) 了解电磁场与电磁波的基本概念和发展历程； (2) 掌握麦克斯韦方程组的形式和物理意义； (3) 了解电磁波谱及其应用。
2、第二周电磁波的传播(1) 掌握电磁波在真空中的传播特性，包括频率、波长、相位、偏振等； (2) 了解电磁波在介质中的传播特性，包括速度、折射率、反射、透射等； (3) 理解色散现象及其物理意义。
3、第三周介质对电磁波的影响(1) 了解介质的基本性质，包括电导率、磁导率等； (2) 掌握介质在电磁场中的作用和行为，包括极化、磁化、电导等； (3) 了解不同介质对电磁波的反射、透射和吸收等行为。
4、第四周实验操作与应用(1) 通过实验操作，进一步理解电磁场与电磁波的基本概念和性质；(2) 了解电磁场与电磁波在通信、能源、材料等领域的应用； (3) 培养学生的实践能力和创新思维。
高中物理教案电磁场与电磁波
高中物理教案电磁场与电磁波教案：高中物理教案——电磁场与电磁波教案概述：本教案主要围绕高中物理课程中的电磁场与电磁波这一主题展开，旨在帮助学生深入理解电磁场和电磁波的基本概念、性质和应用，并培养学生分析和解决与该主题相关问题的能力。
通过引导学生进行实验观察、数学计算和科学推理，以及鼓励学生进行小组讨论和合作实践，以提高学生的实际操作能力和探究精神。
第一部分：电磁场的基本概念和性质介绍：本部分旨在引导学生了解电磁场的基本概念和性质，包括电场和磁场的产生原理、电荷和磁荷的相互作用、电磁感应现象等内容。
通过实验观察和数学计算，帮助学生理解电磁场的本质和基本规律。
1.1 电场和磁场的概念和产生原理- 电场的概念和性质- 磁场的概念和性质- 电场和磁场的产生原理1.2 电荷和磁荷的相互作用- 电荷的特性和相互作用规律- 磁荷的特性和相互作用规律1.3 电磁感应现象- 电磁感应的概念和原理- 法拉第电磁感应定律及其应用实验设计：教师可设计相关实验，如通过电磁铁和螺线管之间的相互作用观察电磁感应现象，并运用安培环路定理进行实验验证。
第二部分：电磁波的特性和应用介绍：本部分旨在帮助学生了解电磁波的基本特性和应用，包括电磁波的分类、传播特性、电磁波谱、电磁波的吸收与衍射等内容。
通过实验探究和分析讨论，激发学生对电磁波的深入认识和应用思考。
2.1 电磁波的分类与特性- 电磁波的概念和特性- 电磁波的分类及其频率范围2.2 电磁波的传播特性- 电磁波的传播速度和方向- 电磁波的干涉和衍射现象2.3 电磁波谱及应用- 电磁波谱的分类和应用领域- 无线电通信、光通信和医学诊断中的电磁波应用实验设计：教师可设计相关实验，如利用光栅进行电磁波的衍射实验，观察不同波长电磁波的衍射现象，通过数据分析和学生讨论，加深对电磁波传播特性的理解。
第三部分：电磁场与电磁波的相互关系介绍：本部分旨在引导学生理解电磁场与电磁波的相互关系，包括电磁波的产生原理、电磁场对电磁波的作用，以及电磁波对电磁场的影响。
大学物理《电磁场与电磁波》公开课优秀教学设计
大学物理《电磁场与电磁波》公开课优秀教学设计一、教学目标- 理解电磁场的基本概念和特性；- 掌握电场和磁场的相互作用规律；- 理解电磁波的产生和传播原理；- 能够应用电磁场和电磁波的知识解决实际问题。
二、教学内容1. 电磁场的基本概念和性质- 电场的定义和性质- 磁场的定义和性质- 电场和磁场的相互作用规律2. 电磁波的产生和传播- 电磁波的概念和特性- 电磁波的产生机制- 电磁波的传播特性3. 应用案例分析- 电磁场和电磁波在通信技术中的应用- 电磁场和电磁波在医学影像技术中的应用- 电磁场和电磁波在能源传输中的应用三、教学方法1. 讲授法：通过讲解电磁场和电磁波的概念、原理和应用案例，引导学生掌握相关知识。
2. 实验探究法：组织学生进行一些简单的电磁场和电磁波实验，通过实践探究的方式提高学生的动手能力和实验设计能力。
3. 讨论交流法：引导学生在小组内进行问题讨论和知识分享，促进学生的合作研究和思维能力培养。
4. 案例分析法：通过分析电磁场和电磁波在实际应用中的案例，加深学生对知识的理解和应用能力的培养。
四、教学评价1. 知识掌握程度：通过学生的课堂表现、作业完成情况和考试成绩等综合评价学生对电磁场和电磁波知识的掌握程度。
2. 实践能力：通过学生实验报告的完成情况和实验操作能力的评估，评价学生在实际操作中掌握电磁场和电磁波相关实验技能的能力。
3. 解决问题能力：通过学生应用电磁场和电磁波知识解决实际问题的能力评价，考察学生对所学知识的理解和应用能力。
五、教学资源1. 教材：选用适合大学物理课程的教材，包含电磁场和电磁波相关章节。
2. 多媒体教学投影仪：用于讲解和展示电磁场和电磁波相关的概念和实验。
3. 实验室设备：提供适当的电磁场和电磁波实验设备，供学生进行实验探究。
六、教学安排- 第一周：介绍电磁场的基本概念和性质，进行理论讲解和案例分析。
- 第二周：讲解电场和磁场的相互作用规律，并进行实验探究。
电磁场与电磁波教案全案
Ａ
（eｘ eｙ eｚ ） （eｘ Ａ ＋eｙ Ａ ＋eｚ Ａ） ＝ ｘ ｙ ｚ ｘ＋ ｙ＋ ｚ
4、斯托克斯定理 一个矢量函数的环量等于该矢量函数的旋度对该闭合曲线所包围的任意曲面的积分。该定 理用数学表达式可描述为
A d l rot A d s ( A )d s
d i vＡ ＝ ｓ l i m Ａｄ l i m Ａｎｄｓ ＝ ｖ v 0 ｖ v 0
称为矢量 Ａ 穿过 d s 的通量(flux)。
A d s 又表示了什么物理意义?
1、div Ａ 表示在场中任意一点处，通量对体积的变化率，也可看作在该点处一个单位体积通过 的通量，它表示了场中各点的场与通量源的关系。 2、当 div Ａ ＞0 时，表明该点存在正源，是发出能量线的；当 divＡ ＜0 时，表明该点存在负源， 是吸收通量线的；当 divＡ ＝0 时，表明该点无源；另外，divＡ 与所取的体积形状无关。因为 当ΔＶ→0 时，所有的尺寸都趋于 0。 3、引入一个矢性微分算子 ，称为哈密顿算子(W.R.Hamilton operator)，即
第1章
矢量分析
教学目的与要求:
知识目标： １、理解矢量与标量的定义，矢量的代数运算关系 ２、理解标量场与矢量场的概念。 ３、复习直角坐标系、圆柱坐标系和球面坐标系这三个最常用的正交坐标系，以及 三种坐标系中单位矢量之间的关系。 ４、理解矢量函数的通量与散度。 5、定义高斯散度定理，了解其应用。 6、理解矢量函数的环量与旋度。 7、定义斯托克斯定理，了解其应用。 8、理解标量函数的方向导数与梯度 9、格林公式及其应用 10、亥姆霍兹定理及其意义 能力目标： 根据学生已具备的关于矢量和坐标系等方面数学知识，进一步引导学生对数学 知识的应用和拓展，培养学生的想象力及利用所学知识分析、总结问题的能力。
电磁场课程设计
电磁场课程设计摘要本文旨在设计一份电磁场课程，帮助学生了解电磁场的基本概念、数学表达和实际应用。
通过这门课程，学生可以深入了解电磁场的基础知识，掌握计算电磁场的工具，提高解决实际问题的能力。
介绍电磁场是电学和磁学的重要研究对象，是物理学基础课程中不可缺少的部分。
它除了在理论研究和实际应用方面都有广泛的应用，还是许多高级学科的基础，例如电子学、电机、电力系统、雷达、通信等。
所以，一门好的电磁场课程不仅可以培养学生的物理素养，还有重要的实际应用价值。
下面是本文设计的一份电磁场课程大纲。
课程大纲1. 电场基本概念讲解电场的基本概念，包括电场强度、电势、电位移、电荷密度、电通量等概念。
介绍库仑定律和高斯定律的基本原理，让学生掌握计算电场的方法。
2. 磁场基本概念讲解磁场的基本概念，包括磁场强度、磁通量、磁场感应强度等概念。
介绍安培定律和法拉第定律的基本原理，让学生掌握计算磁场的方法。
3. 电磁场基本关系介绍电场和磁场的相互作用关系和基本规律，包括洛伦兹力、安培力和磁化强度等概念。
让学生掌握计算电磁力的方法。
4. 电磁波基本概念讲解电磁波的基本概念和传播规律，包括电磁波的频率、波长、速度等概念。
介绍麦克斯韦方程组的基本原理，让学生理解电磁波的本质。
5. 电磁场实际应用讲解电磁场的实际应用，包括电动势、电磁感应、变压器、电子管等内容。
让学生了解电磁场在现代工业和科技中的应用，掌握解决实际问题的方法。
结论本文设计的电磁场课程大纲，从基础概念到实际应用全面覆盖电磁场的知识体系。
通过这门课程，学生可以掌握计算电磁场的方法，提高解决实际问题的能力。
同时，学生也可以了解电磁场在现代工业和科技中的应用，为未来职业发展做好准备。
电磁场与电磁波课程设计题目、目的和作用
●目的：电磁场与电磁波课程理论抽象、数学计算繁杂，将Maxwell软件引入教学中，通过对典型电磁产品的仿真设计，并模拟电磁场的特性，将理论与实践有效结合，强化学生对电磁场与电磁波的理解和应用，提高教学质量。
●Ansoft Maxwell软件特点：Ansoft Maxwell 是低频电磁场有限元仿真软件，在工程电磁领域有广泛的应用。
它基于麦克斯韦微分方程，采用有限元离散形式，将工程中的电磁场计算转变为庞大的矩阵求解，使用领域遍及电器、机械、石油化工、汽车、冶金、水利水电、航空航天、船舶、电子、核工业、兵器等众多行业，为各领域的科学研究和工程应用作出了巨大的贡献。
●总体要求：熟练使用Ansoft Maxwell 仿真软件，对电场、磁场进行分析，了解所做题目的原理。
利用Ansoft Maxwell软件仿真简单的电场以及磁场分布，画出电场矢量E线图、磁感应强度B线图，并对仿真结果进行分析、总结。
将所做步骤详细写出，并配有相应图片说明。
●4人一组，可以选择下面的题目，也可自主命题题目1 同轴电缆电场的仿真---2D仿真器同轴电缆描述：单心电缆有两层绝缘体，分界面为同轴圆柱面。
已知R 1=10mm,R2=20mm,R3=30mm,R4=31mm,内导体为copper，外导体为lead，中间的介质ε1＝5ε0,ε2＝3ε0, ,内导体外导体的电位分别为：（1）内导体U=100V，外导体为0V。
（2）内导体U=220V，外导体为0V。
（3）内导体U=380V，外导体为0V。
（4）内导体U=500V，外导体为0V。
求：1用解析法计算电位，电场强度，电位移随半径的变化，计算单位长度电容和电场能量。
2用Ansoft Maxwell软件计算上述物理量随半径的变化曲线，并画出电压分布图，计算出单位长度电容，和电场能量要求：每个班级的1-4号分别完成对应的4种情况题目2平板电容器电场仿真计算-------2D仿真器设极板截面长为100mm，端部圆弧为 R2.5 的半圆，板间距离为10mm，假设平行极板相对板间距离足够大，即平板电容器之间电场分布可近似为平行平面场，故采用XY平面建模分析；考虑极板的厚度，并为降低极板边缘效应，在极板两侧边采用圆弧过渡；设极板之间充满相对介电常数ε2=6ε0的均匀电介质；板间电压差分别为：（1）1000V。
电磁场与电磁波教案
电磁场与电磁波教案教案：电磁场与电磁波一、教学目标1.理解电磁场和电磁波的基本概念和特性；2.能够运用电磁场和电磁波的知识，解释常见现象和应用；3.发展科学探究能力和实验设计能力；4.培养学生的分析和解决问题的能力。
二、教学内容1.电磁场的概念和基本特性；2.麦克斯韦方程组；3.电磁波的概念和基本特性；4.电磁波的应用。
三、教学过程第一课时：电磁场1.引入（5分钟）通过展示图片或视频，引发学生对电磁现象的思考，了解学生对电磁现象的了解程度。
2.知识讲解（20分钟）-介绍电磁场的概念和基本特性；-通过实例解释电磁场的产生、传播和作用机制；-分析电磁场与电磁感应的关系。
3.实验演示（20分钟）进行实验，用螺线管和直流电流源组成的实验装置，演示电磁场的感应现象。
要求学生记录实验现象和结果，并进行分析和解释。
4.课堂练习（15分钟）出示相关练习题，让学生自主解答，然后进行讲解和讨论。
5.总结归纳（10分钟）总结本节课的重点内容，强调电磁场的重要性和应用价值。
第二课时：电磁波1.引入（5分钟）回顾上节课的内容，通过复习提问，检查学生对电磁场的掌握程度。
2.知识讲解（20分钟）-介绍电磁波的概念和基本特性；-解释电磁波的传播原理和性质；-探讨电磁波与电磁场的关系。
3.实验设计（25分钟）带领学生进行实验设计，验证电磁波的传播特性。
学生自主设计实验方案、记录实验数据、观察实验现象，并进行分析和解释。
4.课堂练习（15分钟）出示相关练习题，让学生自主解答，然后进行讲解和讨论。
5.应用拓展（10分钟）介绍电磁波在通讯、医学等领域的应用，引发学生对电磁波应用的思考和探索。
四、教学评价1.合作实验报告（20分）要求学生根据自己设计的实验方案，填写实验记录、分析实验数据、总结实验结果，并进行合作评价。
2.知识测试（30分）出题形式多样，包括选择题、判断题、应用题等，以考察学生对电磁场和电磁波的掌握程度。
3.课堂表现（20分）评价学生在课堂上的主动参与程度、回答问题的准确性和深度等。
电磁场与电磁波课程设计
目录1.课程设计的目的与作用 (2)1.1设计目的 (2)1.2设计作用 (2)2.设计任务及所用Maxwell软件环境介绍 (2)2.1设计任务 (2)2.2 Maxwell软件环境介绍 (3)3.电磁模型的建立 (3)4.电磁模型计算及仿真结果后处理分析 (9)4.1电磁模型计算 (10)4.2 仿真结果后处理分析 (10)5.设计总结及体会 (18)6.参考文献 (18)♦ 1.课程设计的目的与作用♦ 1.1设计目的电磁场与电磁波课程理论抽象、数学计算繁杂，将Maxwell 软件引入教学中，通过对典型电磁产品的仿真设计，并模拟电磁场的特性，将理论与实践有效结合，强化学生对电磁场与电磁波的理解和应用，提高教学质量 。
♦ 1.2设计作用电磁场与电磁波主要介绍电磁场与电磁波的发展历史、基本理论、基本概念、基本方法以及在现实生活中的应用，内容包括电磁场与电磁波理论建立的历史意义、静电场与恒流电场、电磁场的边值问题、静磁场、时变场和麦克斯韦方程组、准静态场、平面电磁波的传播、导行电磁波以及谐振器原理等。
全书沿着电磁场与电磁波理论和实践发展的历史脉络，将历史发展的趣味性与理论叙述和推导有机结合，同时介绍了电磁场与电磁波在日常生活、经济社会以及科学研究中的广泛应用。
书中的大量例题强调了基本概念并说明分析和解决典型问题的方法；每章末的思考题用于测验学生对本章内容的记忆和理解程度；每章的习题可增强学生对于公式中不同物理量的相互关系的理解，同时也可培养学生应用公式分析和解决问题的能力。
♦ 2.设计任务及所用Maxwell 软件环境介绍♦ 2.1设计任务如图1所示，两长直导线相距400mm ，导线半径20mm ，其材料(material)是铁（iron ），场域中介质是空气（air ）(006.1=ε,0=γ)。
其中:一导线电势为10000V ，另一支导线电势为0V.求：计算平行双线周围的电场分布，并计算单位长电容图一♦2.2 Maxwell软件环境介绍Ansoft Maxwell 是低频电磁场有限元仿真软件，在工程电磁领域有广泛的应用。
粤教版选修3《电磁场与电磁波》教案及教学反思
粤教版选修3《电磁场与电磁波》教案及教学反思一、教学背景分析粤教版选修3《电磁场与电磁波》是高中物理课程的一门重要课程，它主要讲授电磁学的基本原理和其在物理学中的应用。
学生必须通过学习掌握电磁学的基本概念、电磁波的产生和传播规律等知识点。
在此过程中，学习者需要具备数学基础和实验操作技能，案例分析能力与综合运用能力。
因此，需要教学者选用多种教学手段，重视实验教学与情境教学，注重拓展学生思维、增加学生兴趣。
二、教学目标1.理解电场、静磁场、电磁波的基本概念和基本规律，掌握相关物理量的计算方法；2.能够分析电磁波的传播规律和特性，掌握相关技术应用；3.掌握电磁学实验操作技能，能够依据实验数据进行物理量计算和分析，培养实验操作常识；4.培养科学探究能力、案例分析能力与综合运用能力，具有探究、创新、解决实际问题的能力。
三、教学重点和难点教学重点：1.电场、静磁场、电磁波的概念和计算方法；2.电磁波的传播规律和特性；3.精确理解电磁学实验操作技能，分析公式的实际意义。
教学难点：1.电磁波传播特性和调制技术；2.实验数据采集与分析，培养实验操作常识；3.创新性思考、自主学习和解决实际问题的能力。
四、教学内容和方法教学内容：1.电磁学基本概念；2.电场、静磁场和变化电磁场；3.电磁波的产生和传播规律；4.电磁波的天线尺寸和传输距离；5.电磁波的调制技术；6.电磁场实验操作技能。
教学方法：1.情境教学法：通过创设情境、模拟实际问题等形式，调动学生学习的积极性；2.实验教学法：在实验环节中，引导学生认真观察、思考、分析和总结；3.互动讨论法：通过课堂问答、小组讨论等方式，强化学生思维的互动性、交流性和质疑性；4.归纳法：在学习重难点内容时，精简知识点，简化知识体系，提高知识结构的逻辑清晰性。
五、教学反思与展望教学反思：1.教学过程中没有充分发挥学生参与和探究的积极性，许多学生只是听课和记笔记，导致课程效果不够理想；2.课程过于注重理论知识，并缺乏具体的实际应用案例，在学生学习体验上欠缺互动性和凝聚力；3.教学时间不够充分，在重点难点教学和实验操作上缺乏足够时间，导致学生理解和掌握程度不够。
电磁场与电磁波理论教学教案
教学目标：明确教学目标，确保学生理解电磁场与电磁波理论的基本概念和原理
教学方法：采用多种教学方法，如讲解、演示、实验等，激发学生的学习兴趣和积极性
教学效果：关注学生的学习效果，及时调整教学方法和策略
学生反馈：鼓励学生提出问题和建议，及时改进教学方式和内容
学会运用电磁场与电磁波的知识解决实际问题
理解电磁场与电磁波的相互关系和相互作用
掌握电磁场与电磁波的基本概念和原理
激发学生对电磁场与电磁波理论的兴趣和求知欲
培养学生的科学精神和创新意识
引导学生树立正确的科学观和价值观
培养学生的团队合作精神和沟通能力
教学内容
电磁场的定义：电场和磁场的统称
电磁场的性质：电场强度、磁场强度、电场线、磁场线等
汇报人：XX
电磁场与电磁波理论教学教案
目录
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教学目标
教学内容
教学方法
教学步骤
教学评价与反馈
添加章节标题
教学目标
理解电磁场的基本概念和性质
掌握电磁波的产生、传播和接收原理
学会运用电磁场与电磁波理论解决实际问题
培养创新意识和科学精神，提高科学素养
提高分析和解决问题的能力，培养创新意识和科学精神
《电磁场与电磁波理论案例分析》：本书通过案例分析，帮助学生理解和应用电磁场与电磁波理论的知识。
电磁场与电磁波理论教学课件：包括PPT、视频、动画等
电磁场与电磁波理论实验设备：如电磁场测量仪、电磁波发生器等
电磁场与电磁波理论在线资源：如学术论文、教学视频、论坛等
电磁场与电磁波理论仿真软件：如MATLAB、COMSOL等
电磁兼容：电子产品的电磁干扰和抗干扰设计
电磁场理论课程设计
电磁场理论课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电磁场的基本概念，掌握电磁场的基本性质和定律，如麦克斯韦方程组。
2. 学生能够描述电磁波的产生、传播和接收过程，并解释电磁波在现代通信技术中的应用。
3. 学生能够运用电磁场理论分析解决实际问题时，如计算电场强度、磁场强度及电磁波的辐射等。
技能目标：1. 学生能够运用数学工具，如微积分和向量代数，解决电磁场相关的计算问题。
2. 学生通过实验和模拟，能够设计简单的电磁场应用模型，培养实践操作和创新能力。
3. 学生能够通过图表、报告等形式，有效地表达电磁场理论的分析结果。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习电磁场理论，激发对物理科学的兴趣，培养探究精神和科学态度。
2. 学生在学习中体会团队合作的重要性，增强沟通和协作能力。
3. 学生了解电磁场理论在科技发展和社会进步中的作用，增强社会责任感和创新意识。
课程性质：本课程为高中物理选修课程，旨在帮助学生深入理解电磁场理论，提高解决实际问题的能力。
学生特点：高中生具有较强的逻辑思维能力和数学基础，对物理现象有较高的好奇心和探索欲望。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，鼓励学生参与讨论和实验，提高学生的主动学习能力和实践操作技能。
通过目标分解，使学生在掌握电磁场理论知识的同时，能够将所学应用于实际问题分析，培养其创新思维和科学素养。
二、教学内容本课程教学内容主要依据以下章节进行组织：1. 电磁场基本概念：介绍电场、磁场及其相互作用，涉及电荷、电流、电场强度、磁场强度等基本物理量。
2. 麦克斯韦方程组：讲解麦克斯韦方程组的四个方程，分析其物理意义，并通过实例解释电磁场在不同边界条件下的行为。
3. 电磁波的产生与传播：探讨电磁波的产生原理，如振荡电路、天线等，以及电磁波在空间中的传播特性。
4. 电磁波的应用：介绍电磁波在现代通信技术中的应用，如无线电波、微波、光波等，并分析其优点和局限性。
详细教学大纲如下：1. 引言：电磁场理论概述，激发学生兴趣。
电磁波课程设计
电磁波课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握电磁波的基本概念，理解电磁波的产生、传播和接收过程。
2. 使学生了解电磁波的分类及其在不同领域的应用。
3. 帮助学生理解电磁波与物质的相互作用，掌握电磁波在介质中的传播特性。
技能目标：1. 培养学生运用电磁波知识解决实际问题的能力，例如：分析日常生活中的电磁波现象，设计简单的电磁波应用实验。
2. 提高学生运用数学工具描述电磁波特性的技能，如：通过公式推导、计算电磁波传播速度等。
3. 培养学生进行科学实验、数据采集与分析的能力，以便验证电磁波相关理论。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对电磁波科学的兴趣，培养其探索精神和创新意识。
2. 培养学生关注电磁波环境问题，使其认识到科学技术的两面性，树立正确的科技伦理观念。
3. 增强学生的团队合作意识，培养其沟通、协作和分享的能力。
本课程针对年级学生的认知特点，结合电磁波知识体系的内在逻辑，将课程目标分解为具体的学习成果。
在教学过程中，注重理论与实践相结合，以培养学生的学科素养为核心，激发学生的兴趣和潜能，为后续学习打下坚实基础。
二、教学内容1. 电磁波基本概念：介绍电磁波的定义、特性及其与机械波的区别，涉及课本第二章第一节内容。
2. 电磁波产生与传播：讲解电磁波的产生原理、传播方式，包括电磁波在真空和介质中的传播速度，对应课本第二章第二节。
3. 电磁波的种类与应用：分类介绍无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线等电磁波的种类，及其在通信、医疗、能源等领域的应用，涉及课本第二章第三节。
4. 电磁波与物质的相互作用：阐述电磁波在不同物质中的传播特性，包括吸收、反射、折射等现象，对应课本第二章第四节。
5. 电磁波应用实例分析：分析生活中电磁波应用实例，如手机通信、微波炉、雷达等，结合课本第二章第五节内容。
6. 电磁波实验与探究：开展相关实验，如电磁波传播速度测量、反射与折射实验等，锻炼学生动手能力和科学探究精神，参考课本第二章第六节。
电磁场与电磁波 课程设计
电磁场与电磁波课程设计(论文)设计（论文）题目无线装置识别学院名称专业名称学生姓名学生学号任课教师设计（论文）成绩教务处制关键字：无线识别应答器阅读器线圈耦合编码解码摘要无线识别装置由阅读器，应答器和耦合线圈组成。
装置中阅读器、应答器均具有无线传输功能。
采用编、解码芯片，使系统的功耗大大降低，并且所用的编码解码芯片本身有较强的抗干扰能力，使系统可靠性显著提高。
阅读器采用丙类功率放大电路，效率较高，在系统总的功率限制下仍然能够提供足够的功率给应答器，使阅读器和应答器之间的通信距离得到提高。
实验目的：设计制作一套无线识别装置。
该装置由阅读器、应答器和耦合线圈组成，其方框图见图1。
阅读器能识别应答器的有无、编码和存储信息。
阅读器应答器耦合线圈外接单电源。
实验原理：1.应答器类型选择：使用无源应答器，即应答器的电源完全由阅读器提供。
由于全部用外部无线供电，供电功率很小，对应答器的低功耗要求高，这样也限制了调制方式的选择和通信距离。
2.能量耦合和谐振频率选择：采用无源应答器方案的关键是能量耦合。
通过线圈传输能量，阅读器的初级线圈和应答器的次级线圈之间的耦合系数决定了传输能量的效率。
根据耦合线圈调谐匹配理论，应当让耦合线圈工作在复谐振状态，此时次级线圈能获得最大能量。
3.调制方案比较：本系统工作在HF段，耦合部分应以变压器模型进行分析。
利用变压器的性质，将副边（应答器）线圈折合到原边（阅读器）线圈，改变副边负载的大小时，便能够改变原边的电压特性。
这就是负载调制效应。
4.负载调制：由于线圈通过空气耦合的互感系数很小，为了达到最大程度的负载调制效果，必须使负载的变化尽可能大。
因此可以选择使用导通电阻很低的高频模拟开关并联在应答器线圈两端，用应答器的编码数据来控制模拟开关的通断，以改变等效到原边的负载，引起原边的电压变化，因此可以采用简单的包络检波电路来解调出原边电压的变化，即得到应答器的编码数据。
在本系统中，通过控制应答器电源和地之间的模拟开关的通断来改变Z，导通时阻抗接近0Ω，反射阻抗为无穷大；截止时导通电阻很大，反射阻抗很小。
《电磁场与电磁波原理》课程思政教学设计(一等奖)
《电磁场与电磁波原理》课程思政教学设
计(一等奖)
1. 课程简介
本课程旨在通过教授电磁场与电磁波原理，培养学生的思政教育意识和综合素质，提高他们的综合能力和创新思维。
2. 教学目标
本课程的教学目标包括：
- 了解电磁场与电磁波的基本概念和理论知识；
- 掌握电磁场与电磁波的基本运动规律和数学模型；
- 培养学生的分析问题和解决问题的能力；
- 培养学生的创新思维和实践能力。
3. 教学内容
本课程的教学内容主要包括以下几个方面：
- 电磁场的概念和基本性质；
- 静电场和静电力学；
- 磁场的概念和基本性质；
- 电磁感应和法拉第电磁感应定律；
- 电磁波的概念和特性。
4. 教学方法
为了达到上述教学目标，我们将采用以下教学方法：
- 理论授课：通过讲解和演示，向学生传授电磁场与电磁波的基本概念和理论知识；
- 实验教学：通过实验操作，让学生亲自观察和验证电磁场与电磁波的基本规律；
- 讨论研究：组织学生进行小组讨论和研究，培养他们的分析和解决问题的能力；
- 项目实践：组织学生进行实践项目，培养他们的创新思维和实践能力。
5. 教学评估和反馈
为了评估学生的研究效果，我们将采用以下评估方法：
- 期中考试：考察学生对于电磁场与电磁波原理的掌握程度；
- 实验报告：评估学生在实验操作中的观察和分析能力；
- 课堂讨论：评估学生在讨论中的表达和思维能力；
- 课程设计项目：评估学生的创新思维和实践能力。
以上是《电磁场与电磁波原理》课程思政教学设计的大纲，通过采用这一设计，我们相信学生将会在课程中得到全面的教育和培养。
高中物理教案：探讨电磁场与电磁波
高中物理教案：探讨电磁场与电磁波一、引言在高中物理学习中，电磁场与电磁波是重要的概念。
本教案旨在帮助学生深入了解电磁场和电磁波的基本原理，以及它们在日常生活和科技领域中的应用。
二、电磁场的基本概念1.电荷与电场：介绍静止带电粒子周围形成的电场，以及正负电荷间相互作用力。
2.磁铁与磁场：探讨永久磁铁产生的磁场，以及对其他物体（如铁块）的吸引或排斥作用。
3.电流与磁场：介绍通过导体形成的电流所产生的磁场（安培环路定理），以及左手规则来确定其方向。
三、麦克斯韦方程组1.整合历史背景：介绍麦克斯韦方程组的形成和重要性。
2.详解四个方程：•高斯第一定律（库仑定律）：描述了静电场的分布和电荷之间的相互作用。
•高斯第二定律（环路定理）：描述了磁场随时间变化产生的涡旋电场。
•法拉第电磁感应定律：描述了磁场随着电流变化而产生的感应电动势。
•安培环路定理：描述了磁场随着改变电场而产生的涡旋磁场。
四、电磁波及其特性1.电磁波的起源与本质：探讨极化振荡子发射和接受不断变化的电场和磁场所形成的波动现象。
2.波长、频率和速度：介绍如何计算电磁波的波长、频率和速度，并给出典型值。
3.光谱与颜色：深入解释可见光谱以及各种颜色与频率之间的关系。
五、应用领域与进一步学习1.通信技术：探讨无线通信原理，如调制解调、天线工作原理等。
2.医学影像技术：介绍医学中使用的X射线、CT扫描等技术原理。
3.光学仪器：激光器、光纤通信等领域的应用。
六、实验与探究为了帮助学生更好地理解电磁场和电磁波，本教案还包含一些简单的实验与探究活动，例如： - 构建简易电磁铁并观察其吸引力。
- 使用磁场感应法测量导线中电流的大小。
- 利用一个波束发射器和几个接收器来探究无线通信原理。
七、总结通过本教案的学习，学生将能够深入理解电磁场和电磁波的基本概念和原理，并认识到它们在现代科技和日常生活中的重要性。
这将为他们进一步学习物理学或从事相关科技行业打下坚实的基础。
电磁学课程设计
1.课程设计的目的与作用:1.1设计目的：电磁场与电磁波课程理论抽象、数学计算繁杂，将Maxwell软件引入教学中，通过对典型电磁产品的仿真设计，并模拟电磁场的特性，将理论与实践有效结合，强化学生对电磁场与电磁波的理解和应用，提高教学质量。
1.2设计作用：加深对电磁场与电磁波的理解，和方便深切的学习，更是为了方便下面的实验进行。
同时，电磁场与电磁波课程的作用，指出本课程教学中存在的问题，并对教材选用，教学方式改良等方面进行了讨论。
2 设计任务及所用Maxwell软件环境介绍2.1设计任务：磁偶极子天线的近区场计算计算如下图所示所受磁偶极子线圈的近区场在边界上的坡印廷矢量及其辐射电阻。
要求理解并掌握辐射边界的利用。
其中电流环的内径r=9.5mm, 外经R=10mm，线圈材料为铜（copper）。
环内通的电流别离为I=0.5A2.2Maxwell软件环境：Ansoft Maxwell软件特点：Ansoft Maxwell 是低频电磁场有限元仿真软件，在工程电磁领域有普遍的应用。
它基于麦克斯韦微分方程，采用有限元离散形式，将工程中的电磁场计算转变成庞大的矩阵求解，利用领域遍及电器、机械、石油化工、汽车、冶金、水利水电、航空航天、船舶、电子、核工业、兵器等众多行业，为各领域的科学研究和工程应用作出了庞大的贡献。
图2.2MaxWell的开启界面3. 模型的成立:1.建模（Model）Project > Insert Maxwell 3D DesignFile>Save as> Dipole antenna （工程命名为“Dipole antenna”）选择求解器类型：Maxwell > Solution Type> Eddy current设置几何尺寸单位：Modeler > Units > Select Units: m (meters)（图01）创建线圈Draw>Torus中心点：（0,0,0）输入线圈的内径：（0.0095,0,0）输入线圈的外径：（0.001,0,0）将材料设置为Copper重命名为：coil（图02）创建计算区域RegionDraw>Sphere中心点：（0,0,0）输入球形计算区域的半径：（0.06,0,0）材料设为vacuum（图03）创建鼓励电流加载面（Create Section）Select coilModeler > Surface > SectionSection Plane: YZ平面Modeler > Boolean > Separate Bodies（分离两Section面）Del 删除1个截面将剩下的1个截面重命名为“current”（图04）2.设置鼓励（Assign Excitation）选中线圈截面：currentMaxwell 3D> Excitations > Assign > Current Value: 0.5Type: soild（图05）设置涡流效应和位移电流存在区域Maxwell > Excitations > Set Eddy Effects 设置如下图：设置辐射边界Radiation Boundary关于辐射边界的一些大体知识：1．辐射边界在仿真电磁场开域问题时利用，辐射边界可完全吸收该边界所包围区域内向外辐射的电磁波，不会造成电磁波的反射。
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●目的：电磁场与电磁波课程理论抽象、数学计算繁杂，将Maxwell软件引入教学中，
通过对典型电磁产品的仿真设计，并模拟电磁场的特性，将理论与实践有效结合，
强化学生对电磁场与电磁波的理解和应用，提高教学质量。
●Ansoft Maxwell软件特点：Ansoft Maxwell 是低频电磁场有限元仿真软件，在工
程电磁领域有广泛的应用。
它基于麦克斯韦微分方程，采用有限元离散形式，将工
程中的电磁场计算转变为庞大的矩阵求解，使用领域遍及电器、机械、石油化工、
汽车、冶金、水利水电、航空航天、船舶、电子、核工业、兵器等众多行业，为各
领域的科学研究和工程应用作出了巨大的贡献。
●总体要求：熟练使用Ansoft Maxwell 仿真软件，对电场、磁场进行分析，了解所
做题目的原理。
利用Ansoft Maxwell软件仿真简单的电场以及磁场分布，画出电
场矢量E线图、磁感应强度B线图，并对仿真结果进行分析、总结。
将所做步骤详
细写出，并配有相应图片说明。
●4人一组，可以选择下面的题目，也可自主命题
题目1 同轴电缆电场的仿真---2D仿真器
同轴电缆描述：单心电缆有两层绝缘体，分界面为同轴圆柱面。
已知
R 1=10mm,R
2
=20mm,R
3
=30mm,R
4
=31mm,内导体为copper，外导体为lead，中间的介
质ε
1＝5ε
0,
ε
2
＝3ε
0, ,
内导体外导体的电位分别为：
（1）内导体U=100V，外导体为0V。
（2）内导体U=220V，外导体为0V。
（3）内导体U=380V，外导体为0V。
（4）内导体U=500V，外导体为0V。
求：
1用解析法计算电位，电场强度，电位移随半径的变化，计算单位长度电容和电场能量。
2用Ansoft Maxwell软件计算上述物理量随半径的变化曲线，并画出电压分布图，计算出单位长度电容，和电场能量
要求：每个班级的1-4号分别完成对应的4种情况
题目2平板电容器电场仿真计算-------2D仿真器
设极板截面长为100mm，端部圆弧为 R2.5 的半圆，板间距离为10mm，假设平行极板相对板间距离足够大，即平板电容器之间电场分布可近似为平行平面场，故采用XY平面建模分析；考虑极板的厚度，并为降低极板边缘效应，在极板两侧边采用圆弧过渡；设极板之间充满相对介电常数ε2=6ε0的均匀电介质；
板间电压差分别为：
（1）1000V。
（2）2500V
（3）220V
（4）500V
用Ansoft Maxwell软件计算电场强度，并画出电压分布图，计算出单位长度电容，和电场能量
要求：每个班级的5-8号分别完成对应的4种情况.
题目3 平板电容器电场仿真
平板电容器模型描述：
上下两极板尺寸：25mm×25mm×2mm，材料：pec（理想导体）
介质尺寸：25mm×25mm×1mm，材料：mica（云母介质）
激励：电压源，
(1)上极板电压：36V，下极板电压：0V。
(2)上极板电压：24V，下极板电压：0V。
(3)上极板电压：12V，下极板电压：0V。
(4)上极板电压：5V，下极板电压：0V。
用Ansoft Maxwell软件计算平板电容器周围的电场分布,并计算该电容器的电容值。
要求：每个班级的9-12号分别完成对应的4种情况。
题目4 平行双线的电场仿真
如图1所示，两长直导线相距400mm，导线半径20mm，其材料(material)是铁（iron），场
域中介质是空气（air ）(006.1=ε,0=γ)。
其中：
（1） 一导线电势为220V ，另一支导线电势为0；
（2） 一导线电势为1000V ，另一支导线电势为0；
（3） 一导线电势为5000V ，另一支导线电势为0；
（4） 一导线电势为10000V ，另一支导线电势为0；
求：计算平行双线周围的电场分布，并计算单位长电容
要求：每个班级的13-16号分别完成对应的4种情况。
题目5 同轴电缆的电场仿真
如图2所示，同轴电缆模型。
内导体半径为20mm ，外导体半径为160mm,外导体厚度为20mm 。
内导体和外导体均用银（silver ），内外导体间填充树脂玻璃（Plexiglass ）(4.3=ε0ε,0051.0=γ)。
（1）
内导体电势为380V ，外导体电势为0。
（2）
内导体电势为220V ，外导体电势为0。
（3）
内导体电势为500V ，外导体电势为0。
（4） 内导体电势为1000V ，外导体电势为0。
要求：每个班级的17-20号分别完成对应的4种情况。
题目6 磁偶极子天线的近区场计算
计算如下图所示所受磁偶极子线圈的近区场在边界上的坡印廷矢量及其辐射电阻。
要求理解并掌握辐射边界的使用。
其中电流环的内径r=9.5mm, 外经R=10mm，线圈材料为铜（copper）。
环内通的电流分别为
（1）I=1.414A。
（2）I=0.707A
（3）I=0.5A
（4）I=1 A
要求：每个班级的21-24号分别完成对应的4种情况。
题目7 叠片钢涡流损耗分析
如图，叠片钢的模型为四片钢片叠加而成，每一片界面的长和宽分别为12.7mm和
0.356mm ，两片之间的距离为m μ12.8，叠片钢的电导率为 2.08e6S/m ，作用在磁钢表面的外磁场m A H Z /77.397=，即T B Z 1=。
频率分别为1Hz 、60Hz 、360Hz 、1KHz 、2KHz 、5KHz ，相对磁导率分别为
（1） 500
（2） 1000
（3） 5000
（4） 10000
建立相应几何模型，并指定材料属性，指定边界条件。
分析不同频率下的磁感应强度及涡流损耗，对比得出结论。
要求：每个班级的25-38号分别完成对应的各种情况。
题目8 电机转子中的磁场分布
计算如下图所示电机转子中的磁场分布，具体参数见软件中的文档
参考文献：《Ansoft 12 在工程电磁场中的应用》赵博张洪亮等编著《Ansoft工程电磁场有限元分析》刘国强等编著。