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电磁学Electromagnetics教学-资料

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《电生磁》教案5篇

《电生磁》教案5篇

《电生磁》教案5篇第一篇：《电生磁》教案电生磁教学目标1.知识与技能（1）认识电流的磁效应（2）知道通电导体周围存在磁场,通电螺线管的磁场与条形磁体相似.（3）会判断通电螺线管两端的极性或通电螺线管的电流方向.2.过程与方法观察和体验通电通电导体与磁体之间的相互作用,初步了解电与磁之间有某种联系.探究通电螺线管外部磁场的方向.重点难点通电螺线管的磁场。

教学准备直导线、干电池、螺线管、小磁针。

教学过程导入：观察奥斯特做的实验提问:当直导线通电时.你看到了什么现象?磁针发生偏转说明什么问题? 回答:看到小磁针发生偏转(顺时针),发生偏转说明通电直导线周围存在磁场,小磁针受到磁力的作用.(电流的磁效应)看第二个图,我们把电流切断,观察小磁针有什么变化? 发现当电流切断时,小磁针不会发生偏转,说明直导线周围没有磁场.观察实验,当改变通电直导线的电流方向时,发现小磁针有什么变化? 回答:当改变电流方向时,小磁针的偏转方向由原来的顺时针变成逆时针.得出,磁场方向跟电流的方向有关.提问:手电筒在通电时为什么连一个大头针都吸不动? 这是因为它的磁场太弱了.那如果我们把导线绕成一个线圈,然后再给它通电,那么线圈都有电流通过,且产生的磁场叠加在一起,就会强得多.那么螺线管的磁场是什么样的? 它可能与哪种磁体的磁场相似?(条形磁体)通过演示实验得出通电螺线管磁场与条形磁体磁场相似,那么通电螺线管的极性与电流方向有什么关系?(实验得出通电螺线管两端的极性与螺线管中电流方有关,当电流方向改变,其极性也改变.)那么我们怎么判断它的极性呢? 安培定则。

（电流方向，线圈的绕法）安培定则:用右手握螺线管,让四指指向螺线管中电流方向,则大拇指所指方向就是北极.完成课后练习板书设计电生磁一、磁效应：通电导线周围存在磁场；磁场方向与电流方向有关。

二、通电螺线管的磁场与条形磁体相似。

三、通电螺线管的磁场方向与两个因素有关。

①电流方向②线圈绕法四、安培定则。

电磁学教学大纲

电磁学教学大纲

《电磁学》课程教学大纲（72学时）（理论课程）一课程说明（一）课程概况课程中文名称：《电磁学》课程英文名称：Electromagnetics课程编码：3910252106开课学院：理学院适用专业/开课学期：物理学/第二学期学分/周学时：4/4《电磁学》是物理学专业的一门学科专业必修课程，它系统地阐述了电磁现象的基本概念和基本规律，介绍了电磁学发展史上一些重大发现和发明的物理思想和实验方法，主要研究电荷、电流产生电场、磁场的规律，电场和磁场的相互联系，电磁场对电荷、电流的作用，以及电磁场对物质的各种效应等。

本课程的先修课程为：《高等数学》、《力学》，后续课程有：《光学》、《电动力学》、《量子力学》等。

（二）课程目标通过本课程的学习，应使学生：1. 全面系统地掌握电磁运动的基本现象、基本概念和基本规律；2. 培养独立分析、处理电磁学问题的能力和创新素质，使学生具有从事相关工作的综合素质，为后续课程打下良好的基础；3. 了解电磁学的发展概况、实际应用和最新成就；4. 得到一定的科学知识、科学方法、科学态度和科学精神等科学素质教育和培养。

三、学时分配章主要内容学时安排0绪论2第一章静电场12第二章静电场中的导体和电介质10第三章恒定电流10第四章恒定磁场12第五章电磁感应和暂态过程10第六章磁介质10第八章麦克斯韦电磁理论和电磁波6二教学方法和手段采用讲授、研讨、探索式教学法，将实验演示、观察、测量、验证与理论推导、原理分析、规律揭示、方法提炼以及归纳总结、创造、发明紧密结合起来，以激发学生的学习兴趣，培养学生的创新精神和创新能力。

三教学内容第0章绪论 （2学时）一、教学目标让学生理解电磁学的发展历程。

二、主要内容介绍电磁学的研究对象、电磁学的发展史、电磁学的研究方法、有关电磁学的学习要求。

第1章 静电场（12学时）一、教学目标牢固掌握电场强度和电势概念以及电荷守恒定律、库仑定律、高斯定理和环路定理，掌握电场强度和电势的基本计算方法，理解点电荷模型概念和静电场各种定律和定理的适用条件，了解静电场强度与电势间的微分关系。

电磁学Electromagnetics教学课件

电磁学Electromagnetics教学课件
掌握电磁学的基本原理和概念对于理解现代科技设备和系统 的运作方式至关重要。
电磁学的发展历程
19世纪初，英国物理学家迈克尔·法 拉第发现了电磁感应定律，奠定了发 电机的理论基础。
1887年，德国物理学家海因里希·鲁 特通过实验证实了电磁波的存在，奠 定了无线通信的基础。
1860年代，詹姆斯·克拉克·麦克斯韦 提出了麦克斯韦方程组，统一了电场 和磁场，预言了电磁波的存在。
磁场强度是描述磁场中某点磁体所受作用力的物理量，与磁场 力和磁体磁矩成正比，与距离平方成反比。
静磁场是指静止磁体和恒定电流产生的磁场，其特点是磁体和 电流分布不随时间变化。
电荷与电流
电荷概念
电荷是物质的基本粒子，具 有正负两种电荷。同种电荷 相互排斥，异种电荷相互吸 引。
电流
电流是单位时间内通过导体 横截面的电荷量，其大小与 电压和电阻成正比。
电磁力与物质相互作用实验
总结词
探究电磁力与物质的相互作用规律
详细描述
通过实验了解电磁力与物质的相互作用规律 ，掌握电磁感应、电磁力的测量方法，了解 电磁力在生产和生活中的应用，如电动机、 发电机等。
THANKS
感谢观看
图像信息。
磁悬浮列车
总结词
磁悬浮列车是一种新型交通工具，利用电磁原理实现列车与轨道的无接触悬浮和导向。
详细描述
磁悬浮列车通过强大的电磁场产生吸引力或排斥力，使列车与轨道之间保持一定距离，实现列车的高 速运行。磁悬浮列车具有无摩擦、低噪音、低能耗等优点，是未来交通工具的发展方向之一。
07
CATALOGUE
电场强度
电场强度是描述电场中某点电荷所受作用力的物理量，与电场力和电 荷量成正比，与距离平方成反比。

电生磁精品课件教案 初中物理教学 优质精品课件教案 PPT精品课件教案

电生磁精品课件教案 初中物理教学 优质精品课件教案 PPT精品课件教案
重点
电生磁的基本原理和应用，如电 磁铁、发电机等。
教学评价与反馈
80%
课堂测验
通过课堂测验了解学生对电生磁 知识的掌握情况，及时调整教学 策略。
100%
作业布置
布置相关练习题和实验报告，巩 固所学知识，提高实践能力。
80%
反馈与指导
针对学生的问题和困惑，及时给 予指导和反馈，帮助学生解决学 习困难。
教学方法与手段
实验演示
通过实验演示电生磁的现象，让学生直观感受磁场 的变化和电流的磁效应。
互动讨论
组织学生进行小组讨论，引导学生思考电生磁的原 理和应用，提高课堂互动性。
多媒体辅助
利用PPT、动画等多媒体手段，形象展示电生磁的原 理和现象，帮助学生理解抽象概念。
教学难点与重点
难点
电流的磁效应的微观机制和磁场 方向的判断。
进阶习题
总结词：深化理解
详细描述：进阶习题相对于基础习题难度有所提高，更加注重对电生磁相关知识的理解和应用。这些题目可能涉及到多个知 识点的综合运用，例如磁场、电流、电磁感应等。通过解答这些题目，学生可以进一步深化对电生磁的理解，提高综合运用 知识的能力。
进阶习题
总结词
培养分析能力
详细描述
进阶习题通常会提供一些较为复杂的情境或问题，要求学生进行分析和解决。这些题目可能涉及到实 际应用或科学发现的历史背景，需要学生运用所学知识进行推理、判断和解释。通过解答这些题目， 学生可以培养分析问题和解决问题的能力，提高科学素养。
电磁铁的磁力可调节 ，通过改变电流大小 来改变磁力大小。
电磁感应在发电机中的应用
发电机利用电磁感应原理将机械 能转化为电能。
发电机由转子、定子和输出端子 组成，转子转动时，磁场与定子 线圈相互作用产生感应电动势。

电磁感应ElectromagneticInduction电磁场Electromagnetic

电磁感应ElectromagneticInduction电磁场Electromagnetic
2
2
o
r
例8-12: 一同轴电缆，由半径分别为R1、 R2的两同轴导体圆柱面组成， 电流 I 从中间导体圆柱面流入，从外层圆柱面流出构成闭合回路， 求：长为l 的一段电缆内的磁场能量。 解： 2、方法二： 长为l 的一段电缆内的自感系数为：
R2 R1
R2 L ln 2π R1
长为l 的一段电缆内的磁场能量为：
0, (r R1 ) I B 0 , ( R1 r R2 ) 2 r ( R2 r ) 0,
R2 R1
I
I
对 R1 r R2 区域，磁能密度：
wm
I B 02 2 2 0 8 r
2
2
o
r
例8-12: 一同轴电缆，由半径分别为R1、 R2的两同轴导体圆柱面组成， 电流 I 从中间导体圆柱面流入，从外层圆柱面流出构成闭合回路， 求：长为l 的一段电缆内的磁场能量。 解：作一半径为
如图：自感为L，电阻为R，电源的电动势为
当K闭合时，由于自感现象，线圈中的 电流逐渐增大，最后电流达到稳定值。在这 段时间内，电路中的电流在增大，因而有反 方向的自感电动势 L存在，电源 不仅要 供给电路中产生焦耳热的能量，而且还要反 抗自感电动势作功。
R
L
K

一、自感线圈的磁能
在开关接通后的一段时间内 ( 0 ~ t0 ) ， 回路中电流从 0 增加到稳定值 I ， 设t 时刻，回路电流 i(t )，自感电动势L， 由全电路欧姆定律：
1 1 wm H 2 B H 2 2
二、磁场能量
1、磁场能量密度
B2 1 1 2 wm H BH 2 2 2
可证明此磁场能量密度公式 对任何磁场普遍成立

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

《电磁场与电磁波》课程教学大纲一、课程基本信息课程代码：课程名称：电磁场与电磁波英文名称：Electromagnetic Fields and Electromagnetic Waves课程类别：专业基础课学时：63学分：3适用对象: 电子信息专业考核方式：考试先修课程：大学物理、高等数学与工程数学(包括矢量分析,场论和数理方程等)二、课程简介电磁场与电磁波是通信技术的理论基础，是电子信息专业本科学生的知识结构中重要组成部分。

本课程使学生掌握电磁场的有关定理、定律、麦克斯韦方程等的物理意义及数学表达式。

使学生熟悉一些重要的电磁场问题的数学模型（如波动方程、拉氏方程等）的建立过程以及分析方法。

培养学生正确的思维方法和分析问题的能力，使学生学会用"场"的观点去观察、分析和计算一些简单、典型的场的问题。

为后续课程打下坚实的理论基础。

Electromagnetic Field and Electromagnetic Wave is the theoretical foundation of communication technology, it is one of the most important components of the knowledge structerue for undergraduate students who major in information and electronic. Electromagnetic Field and Electromagnetic Wave make students grasp the theorem and the physical meaning of the Maxwell equations and mathematical expressions. It also make students grasp building method and analyzing method of some important mathematical model (such as wave equation,Laplace equation). This course trains students on the proper ways of thinking and ability to analyze issues, It also provides a solid theoretical foundation for following courses.三、课程性质与教学目的一切电现象，都会产生电磁场，而电磁波的辐射与传播规律，更是一切无线电活动的基础。

5.1电磁感应现象(electromagneticinduction)

5.1电磁感应现象(electromagneticinduction)

选取回路绕行方向为
逆时针方向
Blx
d Bl dx Blv
dt
dt
( 沿逆时针方向)
如果回路不是单匝线框而是多匝的线圈，
那么磁通量变化时，每匝线圈中都将产生
感应电动势。如果线圈是串联的，则
d1 d2 dN
dt dt
dt
d
d
dt (1 2 N ) dt
叫做磁通匝链数(flux linkage)（全磁通）
5.1 电磁感应现象 (electromagnetic induction)
实验一：单从这一实验来分析，可以推测产生感应电流的 原因可能是电流的变化，或者是因电流的变化而导致的线 圈A中的磁场的变化。
实验二：这一实验可帮助我们得到这样的判断，不论用什
么方法，只要使线圈A处的磁场发生变化，线圈A中就会产 生感应电流。
角速度为，如有均匀场垂直纸面向外，棒上有
动生电动势产生。
d (v B) dl lBdl
L
lBdl
1
BL2
0
2
的方向由O指向A
例1：P293习题4
解：B 0I ，d (v B) dl
2 r
dAB =v
0I 2 r
dl cos
4
0 Iv 2 r
dr
AB =
b+a b
0Iv dr 2 r
回路法线方向的确定：对于给定的回路，要首先标定其绕向， 而回路所围曲面的法线方向则要由标定的回路的绕向由右手 定则确定：将右手四指弯曲用以代表选定的回路绕行方向， 则伸直的拇指指向法线n的方向。
根据楞次定律
确定与 d 的
dt 符号间的关系
不论哪一种情况，的符号都与 d 相反，

电磁学Electromagnetics教学PPT课件

电磁学Electromagnetics教学PPT课件

第三章 电磁感应 电磁场的相对论变换
第四章 电磁介质
第五章 电路
第六章 麦克斯韦电磁理论 电磁波 电磁单位制
合计
学时数 16 12 8 10 20 6 72
2021/3/7
温州大学物理与电子信息学院6
课程意义与学习方法
课程意义
电磁学发展过程
电场和电场线
2021/3/7
法拉第及其夫人
温州大学物理与电子信息学院7
静电基本现象与规律
所有实 验结论:
2021/3/7
自然界中只存在两种电荷；而且，同种电荷相 互排斥，异种电荷相互吸引
温州大学物理与电子信息学1院6
静电基本现象与规律
电荷检验存储与起电机
2021/3/7
验电器
范德格拉夫起电机
温州大学物理与电子信息学1院7
静电基本现象与规律
静电感应与电荷守恒定律
f r2
他测出不大于 0.02（未发 表，100年以 后Maxwell整 理他的大量手稿，才将此 结果公诸于世。
2021/3/7
温州大学物理与电子信息学2院4
静电基本现象与规律
库仑实验： 精度与十三年前Cavendish的实验精度相当
库仑是扭称专家;只测电斥力——扭称 实验，数据只有几个，且不准确（由于 漏电），不是大量精确的实验；
半导体：介于两者 之间的物体
2021/3/7
温州大学物理与电子信息学1院9
静电基本现象与规律
砷化镓
砷化镓（GaAs）半导 体材料与传统的硅材料 相比，它具有很高的电 子迁移率、宽禁带、直 接带隙，消耗功率低的 特性，电子迁移率约为 硅材料的5.7倍。因此， 广泛应用于高频及无线 通讯中制做IC器件。所 制出的这种高频、高速、 防辐射的高温器件，通 常应用于激光器、无线 通信、光纤通信、移动 通信、GPS全球导航等

电磁学教学资料 电磁学第一章

电磁学教学资料 电磁学第一章

(1)当 x << R，圆盘 “无限大”带电平 板
E 2 0
(2)当x>>R，圆盘点电荷
E q
40 x2 33
§1.5 电通量 高斯定理
面元法向单位矢量
一、电通量(Flux)
n
1、通过面元 S 的电通量
q
定义 面E 元S 矢c量o qS s E Sn S n ，则有Scoqsq S
• 在正方形的四个顶点分别有电量为Q的固 定点电荷，在正方形对角线交点上放置 一个质量为m、电量为q的自由点电荷。 将q沿某一对角线移动一个很小的距离， 证明q将作简谐振动, 并求振动周期。
§1.3 电场和电场强度
惯性系，点 p(x,y,z)
q0
检验电荷
（静止）
任意电荷分布 静止或运动
F
测受力
S

4 r
r
2
2
4
S
dS
d
dS
Or
41
（2）通过包围点电荷 q 的任意闭合曲面的电通
量为 q/0
d E dS
S

q 4
0
dS r2

E
E S
通过面元的电通量的符号，与面元矢量方
向的定义有关。
34
2、通过曲面 S 的电通量

面元Si可定义两个指向
Si E i


lim S 0
Ei
i
Si
S
EdS
S
的正负依赖于面元指向的定义
3、通过闭 合曲面S的电通量
dS E
规定dS的方向指向外为正
光子静质量上限为10-48 kg.

电磁感应ElectromagneticInduction电磁场Electromagnetic

电磁感应ElectromagneticInduction电磁场Electromagnetic
Ek
I
L cos Ivtan 0 dx εi Ek dl 0 L 2 ( x a)
dl
A
v
0 Ivtan a L cos ln( ) 2 a
a

O
x
x dx
i 0,
电动势方向: O A
A点电势高
三、感生电动势的计算
a
0
2 dt
a
l
dl b
r 2 h 2 (l
R 2 3 ) , h R, 2 2
cos
h r
r dB E , r R, 感 2 dt 感生电场： 2 E R dB , r R, 感 2r dt
ab
R
0
3 2 dB h dB h dB R R , dl d l 0 4 dt 2 dt 2 dt
例 6: 一同轴电缆，由半径分别为R1、 R2的两同轴导体圆柱面组成， 电流 I 从中间导体圆柱面流入，从外层圆柱面流出构成闭合回路， 求：长为l 的一段电缆内的磁场能量。 解： 1、方法一： 由安培环路定理可得：
0, (r R1 ) I B 0 , ( R1 r R2 ) 2 r ( R2 r ) 0,
ab 0, 电动势方向: a b,
b点电势高
例 3:
一半径为 R 的长直螺线管中的电流随时间变化，若管内磁感应强度 dB 随时间增大，即 恒量 0 ，长直螺线管一截面内放置长为R的 dt 金属棒，如图所示，求棒中的感生电动势。 E内 半径 B B外 0 o a oa E内 dl 0, bo b E内 dl 0 o oabo oa ab bo ab o E内

Electromagnetics电磁学-物理与电子科学学院

Electromagnetics电磁学-物理与电子科学学院

electric charges 电荷repel 排斥quantized 量子化的electron 电子proton 质子neutron 中子Key Wordsopposite charge 相反电荷electrified state 带电状态electrified body 带电体neutral 中性的uncharged 不带电的integral multiple 整数倍integer 整数Electron电子: has charge –e.Proton质子: has charge +e.e=1.60219 ×10-19C Neutron中子: has no charge.2. Point charge点电荷：Idealized model: the shape of the charged body and distribution of the charge is neglected.带电体的大小和电荷分布忽略。

3. The charge is unchanged in relativistic transformation: 电荷在相对论变换中不变The charge is independent of the motion of the charged body.电荷与带电体的运动无关Coulomb’s Law 库仑定律proportional to 正比于inversely proportional to 反比于square 平方separation 间距§1.2Coulomb’s Law 库仑定律product乘积attractive吸引repulsive排斥opposite sign符号相反superposition叠加independently 独立地(1):inversely proportional to the square ofthe separation, r, between the twoparticles and is directed along the linejoining the particles;与距离的平方成反比，并且沿着两点的连线方向。

电磁学(梁灿彬)第五章 稳恒电流的磁场

电磁学(梁灿彬)第五章 稳恒电流的磁场

例题：两个电荷相同的带电粒子同时射入均匀磁 场中，速度方向均与磁场垂直。（1）如果两粒 子质量相同，速率分别为V和3V，问哪个粒子先 回到出发点？（2）如果两个粒子速率相同，质 量分别为m和3m，问哪个粒子先回到出发点？两 个粒子的轨道半径是否相同？
（1）∵
2m T ，∴两粒子同时回到出发点； qB
B M 最大 / P
即：磁场中某点的磁感应强度 B 是一个矢量，
它的大小等于具有单位磁矩的试探线圈在该点所 受到的最大磁力矩，它的方向与试探线圈在该点 处于平衡位置时的法线方向一致。在国际单位中， 的单位为特斯拉（T）。在实用中有时也用高斯 B （Gs）作为 的单位，1T=104Gs . B 地 球 表 面 附 近 的 地 磁 感 应 强 度 B: 赤道大 约 0.3Gs,两极大约:0.6Gs ； 一般仪表中永久磁铁B：几千高斯； 大型电磁铁产生的B：2T; 用超导材料制成的磁体产生的B更强。
磁铁之间的相互作用起源于“磁荷”之间的 相互作用，通过一系列实验，才逐步认识到“磁 荷是不存在的”。
截流螺线管的行为很象一块磁铁，启发物 理学家们提出这样的问题：磁铁和电流是否本 源上是一致的？法国科学家安培提出磁性起源 的假说—安培分子电流假说：组成磁铁的最小 单元（磁分子）就是环形电流。
安培认为，任何物质的分子都存在环形电流， 称为分子电流，分子电流产生的磁场在轴线上的 方向可以用右手定则来判断，每一个分子电流相 当于一个小磁体。当物质中的分子电流排列得毫 无规则时，他们的磁场互相抵消，整个物体不显 磁性，但是，在一定条件下，这些分子电流比较 有规则的定向排列起来，他们的磁场互相加强， 整个物体就会显示出磁性。 安培的分子电流的想法基本上是正确的，近 代物理学证实,分子电流是由原子中的各个电子 自旋和电子的轨道运动合成的结果。

Electromagnetics.

Electromagnetics.

x 1 2 2 12 ( x R )
讨论：
1） R 或 x 0
E 2 0
2） x R
E
q 4 0 x
2
(q R )
2
例1-5 如图，一半径为R的无限长半圆柱形表面均匀
带电，电荷面密度。求圆柱轴线的电场强度。
dq R

d O dEy
闭合曲面:
v dS
S


S
v dS

en v

dS
(c)
(d)
2.2 电通量 静电场中通过某一曲面的电通量定义为
E E dS
S
闭合曲面:

dS
en E
E
E

S
E dS
通过某一曲面的电通量正比于通过该曲面的电场 线数。
dN Ek dS
i 1 n j n 1
E
N
j
n
S
E
n

S
E dS = ( Ei
S i 1
j n 1
E ) dS
j
N
n个
n i
＝ Ei dS
i 1 S
j n 1

N
S
E j dS
1
0
q
N-n个 (d)
i

S
E dS
1
r21 (er 21 ) r21
q1
F12
F21
r21 q2
0 8.85 1012 ( N 1m 2C 2 ) ——真空中介电常数
3.静电力的叠加原理
q
Fi

Chapter 5 Magnetism and Electromagnetism 磁学与电磁学 《电气工程及自动化专业英语》课件

Chapter 5 Magnetism and Electromagnetism 磁学与电磁学 《电气工程及自动化专业英语》课件

Chapter 5 Magnetism and Electromagnetism
磁力线间接近的地方，磁场强；磁力线间隔远的地方，磁场 越弱。
[3] Current-carrying conductors produce a magnetic field. A compass is used to show that the magnetic flux lines are circular in shape. The conductor is in the center of the circular shape. The direction of the current flow and the magnetic flux lines can be shown by using the left-
Chapter 5 Magnetism and Electromagnetism 磁学与电磁学
1.内容简介
本章主要介绍电磁场基本理论，包括永久磁铁、导体周 围磁场、磁路欧姆定律、磁畴理论以及电能产生等基本内容。
2.文中涉及理论知识可参考《电磁学》中有关内容。
3.单词与术语
▪ 1. magnetism
在许多方面，电磁现象与天然磁体如条形磁铁所产生的磁力 现象是相似的。然而电磁现象的主要优点是它容易控制。它 容易通过增加流过空心线圈的电流增加电磁体的强度。这可
Chapter 5 Magnetism and Electromagnetism
以通过增加线圈所加电压来实现。增加电磁体强度的第二种方 法是增加缠绕铁心线圈的匝数。匝数越多，在电磁体周围产生 的磁力线的强度越强。所使用的铁心的材料也影响电磁体的强 度。不同种类的铁合金可用于制造电磁体的铁心。一些材料有 助于产生更强的外部磁力线。其它类型的铁心材料对电磁体周 围产生的磁通有较大的阻力。

《电磁学》课程教学设计.

《电磁学》课程教学设计.

《电磁学》课程教学设计一．内容体系1．基本描述课程编码：T061103课程中文名称：电磁学课程英文名称：ELECTROMAGNETICS总学时：72 （讲授学时：60，习题学时：12）学分：4.5授课对象：应用物理学专业、光信息科学与技术专业先修课程：力学，高等数学课程要求：必修课程分类：基础课开课时间：第二学期2．教学定位电磁学是物理学的主要分支之一，是研究物质电磁运动的基础科学。

电磁学课程的任务是使学生掌握经典电磁理论，了解电磁应用实践，确立辩证唯物的物理思想，培养基本的科学研究能力与方法。

1)促使学生了解电磁学在物理学和自然科学理论体系中的地位和作用；了解电磁学的理论与实践对人类文明的贡献和历史责任；2)指导学生掌握运用Maxwell电磁理论研究物质电磁运动最基本的方法，认识场的物质性，树立场是物质存在形式的基本世界观。

3)引导学生理解电与磁差异与统一的关系，理解电磁学是完整的物理学思想体系的重要环节之一。

3．知识点与学时分配以Maxwell电磁理论为基础的电磁学是研究电荷与电场、电流与磁场以及电磁场与物质相互作用的科学，主要知识点与学时分配如下：1)绪论（2学时）简介电磁学的发展历史及其对科学、技术和经济的作用；介绍电磁学在物理学中的重要地位；列举电磁学理论与实践在现代科技前沿领域的应用实例。

2) 静电学（16学时）静电的基本现象和基本定律，电荷守恒讨论。

静电场，电场强度E K，静电场的计算。

电力线及其数密度，高斯定理及其应用。

电势能，电势及电势梯度。

静电场中的导体，电容和电容器。

静电能：电荷的能量，电场的能量与电场能量密度。

电介质的极化，极化强度P K ，电位移D K ，D K 、E K 和P K的关系。

3) 稳恒电流 （8学时）电流的稳恒条件和导电规律。

电源及其电动势，简单电路。

复杂电路，温差电现象。

4) 稳恒磁场（14学时）基本磁现象，安培定律，磁感应强度B K。

毕奥-沙伐尔-拉普拉斯定律，载流回路的磁场。

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所有实 验结论:
2021/4/14
自然界中只存在两种电荷；而且，同种电荷相 互排斥，异种电荷相互吸引
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静电基本现象与规律
电荷检验存储与起电机
2021/4/14
验电器
范德格拉夫起电机
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静电基本现象与规律
静电感应与电荷守恒定律
现象
结论
电荷守恒定律
电磁学从实验提炼理 论，而电动力学注重于 数学语言表达定理规律
电磁学与电动力学是 电磁现象的理论分析， 而电工学和电子技术相 对而言属于实践课程
2021/4/14
非物理专业类
光学 电动力学 电工学 电子技术
ห้องสมุดไป่ตู้物理专业类
后续课程
关联课程
原子物理 量子力学 固体物理
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课程体系与课程内容
课程意义与学习方法
2021/4/14
即将命中目标
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课程意义与学习方法
2021/4/14
命中目标瞬间
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课程意义与学习方法
学习方法
学习要求
课堂要求
考研试题
课后作业
参考书籍
课外练习
教材类：
《电磁学》第二版 贾起民 郑永令 陈暨耀编 高等教育出版社 2019年
与万有引力类比得 F电r2,102
定律表达：在真空中，两个静止的点电 荷q1和q2之间的相互作用力大小和q1 与 q2的乘积成正比，和它们之间的距离r平 方成反比；作用力的方向沿着他们的联 线，同号电荷相斥，异号电荷相吸。
2021/4/14
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静电基本现象与规律
讨论
f r2 ?
现象
2021/4/14
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静电基本现象与规律
探究过程
提出问题： Franklin 首先发现金属小杯内的软木小
球完全不受杯上电荷的影响; 在Franklin的建议下，Priestel做了实验
——提出问题
猜测答案：
现象与万有引力有相同规律
由牛顿力学可知球壳对放置在壳外的
物体有引力，而放置在球壳内任何
2021/4/14
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静电基本现象与规律
物质的电结构
现象
导体半导体 导电粒子
结论 电荷量子化
2021/4/14
e 1 .6 0 2 1 7 6 4 6 2 (8 3 ) 1 0 1 9C
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静电基本现象与规律
库仑定律(Coulomb’s Law)
位置的物体受力为零。
类比电力与距离平方成反比
F引
1 r2
~
F电
1 r2
2021/4/14
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2021/4/14
静电基本现象与规律
库仑实验： 精度与十三年前Cavendish的实验精度相当
库仑是扭称专家;只测电斥力——扭称实 验，数据只有几个，且不准确（由于漏 电），不是大量精确的实验；
DdS dV
S
V
l
Edl
S
BdS t
B dS 0
S
Hdl
l
S
jDt dS
某一时刻的电磁波图像
2021/4/14
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课程意义与学习方法
电磁学应用举例
✓脚印烟花
这些“脚印”烟花弹， 也不是靠普通的引线 点燃，而是通过电子 打火装置引燃的。这 些烟花弹也被叫做 “芯片烟花弹”，每 一颗烟花弹的内部都 安装了一枚电子芯片。 这些芯片通过微波接 收电脑的讯号，在由 电脑程序指定的时间 爆炸，从而在空中组 成一幅精确而灿烂的 画面。
2021/4/14
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静电基本现象与规律
砷化镓
砷化镓（GaAs）半导 体材料与传统的硅材料 相比，它具有很高的电 子迁移率、宽禁带、直 接带隙，消耗功率低的 特性，电子迁移率约为 硅材料的5.7倍。因此， 广泛应用于高频及无线 通讯中制做IC器件。所 制出的这种高频、高速、 防辐射的高温器件，通 常应用于激光器、无线 通信、光纤通信、移动 通信、GPS全球导航等
2021/4/14
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课程意义与学习方法
✓电磁轨道炮
2019年1月31日上午，美国海军在达尔格伦水面作战研究中
心试验了一种号称“世界上威力最大的电磁轨道炮”。
2021/4/14
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课程意义与学习方法
2021/4/14
飞行中的电磁轨道炮弹丸
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《电磁学及其应用》第5版，Kraus Fleisch 清华大学出版社，2019年
习题类：
《物理学大题典-电磁学与电动力学》第1版，张永德主编， 科学出版
社 ，2019年
2021/4/14
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静电基本现象与规律
两种电荷
摩擦起电
2021/4/14
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静电基本现象与规律
2021/4/14
静电的基本现象和基本规律
➢ 课程体系与课程内容 ➢ 课程意义与学习方法 ➢ 静电基本现象与规律 ➢ 例题分析与课堂小结
2021/4/14
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课程体系与课程内容
课程体系 前 导
力学
课
程
热学
电磁学
高等数学
静电场 恒磁场 电磁感应
电磁介质
麦克斯韦 电磁理论
电路
2021/4/14
静电基本现象与规律
电量单位MKSA国际标准单位
1库仑：当导线中通过1安培稳恒电流时，一秒钟内通过导 线某一给定截面的电量为 1C=1A·s
课程内容
章节结构
2021/4/14
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课程体系与课程内容
章节结构
2021/4/14
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2021/4/14
课程意义与学习方法
课程意义
电磁学发展过程
电场和电场线
2021/4/14
法拉第及其夫人
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课程意义与学习方法
麦克斯韦方程组和电磁波
f
k
q1 q 2
r
r2
f r 2
f
k
q1q2 r2
rf
f
q1q2 / r 2
|| r
注意： k是引进单位制后引入的常数
上述公式并非都是大量实验的结果，是 事实基础上理性思维的结果。
如力的方向：分析点电荷受力：只能沿
联线，否则空间旋转180°就不对称了
2021/4/14
温州大学物理与电子信息学院
电荷既不能被 创造也不能被 消灭，它们只 能从一个物体 转移到另一物 体，或者从物 体的一部分转 移到另一部分
2021/4/14
温州大学物理与电子信息学院
静电基本现象与规律
导体、绝缘体和半导体
现象
结论
导体：电荷能迅速 转移的物体
绝缘体：电荷只能 停留在产生的地方 的物体
半导体：介于两者 之间的物体