《电磁学》教学大纲

《电磁学》教学大纲

一、课程基本信息

1．课程中文名称：电磁学

2．类别：必修

3．专业：物理学教育

4．学时：108学时

5．学分：6学分（含实践学分2学分）

二、课程的地位、作用和任务

电磁学是师范专科学校物理教育专业的一门重要的主干课程。通过本课程的学习，使学生全面了解电磁运动的基本现象，系统地掌握电磁运动的基本概念及基本规律，初步具备分析解决电磁学问题的能力；了解经典电磁学的运用范围和电磁学发展史上某些重大发现和发明过程的物理思想和方法；了解电磁学研究的发展前沿以及它与其他学科的联系，注意理论联系实际，让学生初步学会用电磁学知识解决一些生产及生活中的实际问题。

三、理论教学内容与任务基本要求

第一章真空中的静电场（ 10 学时）

（一）要求

l、掌握静电场的基本概念，基本规律；掌握描述“场”和解决“场”问题的方法和途径

2、明确电荷是物质的一种属性，阐明电荷的量子性和守恒定律：掌握电荷之间的相互作用规律

3、掌握电场强度、电位这两个重要概念以及它们所遵循的叠加原理

4、能熟练地计算有关静电学的有关问题

5、演示实验：

（1）摩擦起电，电荷之间的相互作用，电荷的检验；（2）电力线的分布

（二）要点：l、电荷

2、库仑定律

3、电场电场强度

4、静电场的高斯定理

5、电位电位差静电场的环路定理

*6、电场强度与电位的微分关系

（三）难点

1、电场、电位和电能量等概念；

2、求解电场、电位分布的方法

第二章导体周围的静电场（6学时）

（一）要求

1、正确理解并掌握导体静电平衡的条件

2、掌握导体静电平衡的性质：初步掌握求解导体静电平衡问题的方法

3、理解电容及电容器的概念：掌握平衡板电容器、球形电容器、圆柱形电容器计算公式以及电容器串、并联的计算方法

4、理解电场能的概念并会计算真空中的静电场能

5、演示实验：

（1）导体表面上电荷的分布；（2）静电感应起电；（3）静电屏蔽

（二）要点：1、导体的静电平衡条件

2、导体静电平衡的性质

3、封闭导体腔内外的电场

4、电容及电容器

*5、静电计静电感应起电机

6、带电体的能量

（三）难点：根据导体静电平衡条件和导体的静电平衡性质求解导体静电平

第三章静电场中的电介质（ 6 学时）

（一）要求

1、了解电介质极化的微观机制，掌握极化强度矢量的物理意义

2、理解极化电荷的含义，掌握极化电荷、极化电荷面密度与极化强度矢量P 之间的关系

3、掌握有介质时电场的讨论方法，会用介质中的高斯定理来计算静电场；明确E 、P 、D 的联系和区别

4、了解静电场的能量及能量密度

5、演示实验：介质对电容器电容的影响

（二）要点：1、电介质的极化

2、极化强度矢量

3、有介质时的静电场方程

*4、静电场的边值关系

5、静电场的能量和能量密度

（三）难点：求解介质中静电场的具体问题，如极化电荷的分布，介质中电场的分布等

第四章稳恒电流和电路（8 学时）

（一）要求

1、理解稳恒电流的概念以及与其相对应的稳恒电场：了解稳恒电路的特点及串、并联电阻的计算

2、透彻分析并掌握电流密度矢量及电场这两个概念的物理意义

3、掌握欧姆定律（不含源电路、一段含源电路和全电路的欧姆定律）和焦耳定律；会计算电功及电功率

4、掌握用基尔霍夫定律计算一些典型的复杂电路的方法

5、演示实验：

（1）电源电动势的测量；（2）影响导体电阻的因素；（3）惠斯登电桥

（二）要点：1、电流稳恒电流电流密度矢量

2、欧姆定律及其微分形式

3、焦耳定律电功率

*4、电阻的串联和并联

*5、气体导电、液体导电

6、电源和电动势

7、闭合回路及含源支路的欧姆定律

8、基尔霍夫定律

*9、温差电现象

（三）难点：l、电动势的概念

2、用基尔霍夫定律求解复杂的电路

第五章稳恒电流的磁场（ 10 学时）

（一）要求

l、理解掌握磁感应强度B 的物理意义

2、在理解毕奥—萨伐尔定理物理意义的基础上能熟练地用它来计算载流导体的磁感应强度的分布

3、掌握磁场中的高斯定理和安培环路定理；并会用安培环路定理计算具有轴对称的电流所产生的磁场

4、掌握洛仑兹力公式及安培公式，并会用它们进行有关的计算

5、演示实验：（1）磁感应线的演示

（2）载流导线之间的相互作用

（二）要点：l、基本磁现象

2、磁感应强度、磁感应线

3、毕奥—萨伐尔定律

4、磁通量、磁场的高斯定理

5、安培环路定理

6、磁场对平行载流导线及带电粒子的作用

7、平行载流导线的相互作用安培的定义

（三）难点：1、磁感应强度的定义

2、求解磁感应强度分布的具体问题

第六章磁场对运动电荷和电流的作用（6学时）

（一）要求

1、掌握洛仑兹力公式，并会用右手螺旋法则判断洛仑兹力的方向

2、掌握带电粒子在磁场中的运动情况

3、了解回旋加速器的工作原理

4、掌握安培力公式，并会用它们进行有关计算

5、掌握磁场对载流导线的作用

6、演示实验：（1）汤姆逊实验；（2）霍尔效应

（二）要点：1、洛仑兹力

2、汤姆逊实验