第2节 电磁场与电磁波
课标解读 课标要求 素养要求
1.理解麦克斯韦电磁场理论的两个支柱:变
化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场，
变化的电场和磁场相互联系形成统一的电
磁场。
2.了解电磁场在空间传播形成电磁波。
3.了解麦克斯韦电磁场理论以及赫兹实验在 物理学发展中的贡献。 1.物理观念:理解电磁场、电磁波及麦克斯韦电磁场理论，了解变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远向周围传播的“能量观”及电磁场客观存在的“物质观”。
2.科学探究:探究电磁场与电磁波的存在。
3.科学思维:通过了解麦克斯韦电磁场理论以及赫兹实验，体会两位科学家研究物理问题的思想方法。
4.科学态度与责任:通过电磁波发现的过程，领会人类认识世界的认知规律，培养实事求是的科学态度。
自主学习·必备知识
教材研习
教材原句
要点一 麦克斯韦电磁场理论
变化 ①的磁场产生电场，是一个普遍规律，跟 闭合电路 ②是否存在无关。
运动 ③的电荷在空间要产生磁场，从场的观点出发，麦克斯韦假设:变化的电场就 像 ④运动的电荷，也会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。
要点二 电磁波的产生
变化的电场和磁场总是 相互联系 ⑤的，形成一个不可分割的统一的电磁场。如果在空间某区域有 周期性变化 ⑥的电场，就会在周围引起变化的磁场，变化的电场和磁场又会在较远的空间引起新的变化的电场和磁场。这样变化的电场和磁场由近及远地向周围 传播 ⑦，形成了电磁波。
自主思考
①磁场存在但不变化可以产生电场吗?产生电场的根源是什么？
答案：提示 不可以。 产生电场的根源不是只要有磁场就行，而是磁场“有”还必须“变”才可以产生电场。
②如果在变化的磁场周国不存在闭合电路，是否也产生电场?闭合电路的作用是什么?
答案：提示 只要磁场变化， 即使不存在闭合电路，电场仍然产生，闭合电路只是起了一个检测这个电场存在的作用。若放人的不是闭合电路而是可以自由移动的带电粒子或小球，它们也会在感应电场的作用下运动起来，说明变化的磁场确实产生了电场。
绪论单元测试
1 .电磁场的发展经历了（）个阶段。
A:3
B:2
C:1
D:4
答案:A
2 .（）测定了电荷量。
A:库伦
B:安培
C:杜菲
D:富兰克林
答案:A
3 .力线可以交叉。（）
A:对
B:错
答案:B
4 .奥斯特发现了电流的磁效应。（）
A:对
B:错
答案:A
5 .麦克斯韦证明了电磁波的存在。（）
A:对
B:错
答案:B
第一章测试
1 .梯度是最大的方向导数。（）
A:错
B:对
答案:B
2 .闭合面内的通量就是面内包含的场的总和。（）
A:对
B:错
答案:B
3 .矢量场_的散度恒为零。（）
A:散度
B:通量 C漩度
D:梯度
答案:C
4 .如果矢量场的任意闭合回路的环流恒为零，称该矢量场为无旋场，又称为O（）
A:保守场
B:散度场
C:流量场
D:环流场
答案:A
5 .在有界区域，矢量场不但与该区域中的散度和旋度有关，还与区域边界上矢量场的切向分量和法向分量有关。（）
A:错
B:对
答案:B
第二章测试
1 .基于电磁学三大定律，麦克斯韦提出的两个基本假设是（）。
A:有旋磁场
B:有旋电场
C:位移电流
D:位移磁流
答案:BC
2 .高斯定理表明，空间任一点电场强度的散度与该处电荷密度有关，静电荷是静电场的通量源。而对电场强度求旋度可知静电场是无旋场。（）
A:错
B:对
答案:B
3 .磁感应强度的单位是特斯拉，可由已知电流分布通过积分计算。（）
A:对
B:错
答案:A
4 .电位移矢量穿过任一闭合曲面的通量为该闭合曲面内自由电荷的代数和。
（）
A:对
B:错
答案:A
5 .感应电流的磁通总是对原磁通的变化起到引导作用。（）
A:对
B:错
答案:B 第三章测试
1 .（）为静态场边值问题的各种求解方法提供了理论依据。
A:电荷守恒定律
B:镜像法
C:唯一性定理
D:亥姆霍兹方程
答案:C
2 .点电荷与无限大电介质平面的镜像电荷有（）个。
《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
《电磁场与电磁波》课程教学大纲
Electromagnetic fields and waves
课程编号：
学 分： 4
学 时： 64 （其中：讲课学时：56 实验学时2： 上机学时：6 ）
先修课程： 高等数学、普通物理、数学物理方法
后续课程：
适用专业：光信息科学与技术、应用物理、电子信息、电子对抗
开课部门： 理学院
一、 课程教学目的和课程性质
电磁场与电磁波是高等学校理工科电子类或信息类专业必修的一门专业基础理论课，其任务是介绍宏观电磁现象的基础理论和平面电磁波动的基本规律，使学生能完整地理解和掌握宏观电磁场的基本性质和基本规律，对电子信息工程中的电磁现象和电磁场问题能用场的观点进行分析和计算。同时，电磁场理论又是一些交叉领域的学科生长点和新兴边缘学科发展的基础，它对于学生后续专业课程的学习和增强学生的适应能力与创造能力，具有重要的作用。
二、课程的主要内容及基本要求
第一章 矢量分析（6学时）
[知 识 点]
矢量代数、 三种常用的正交坐标系、标量场的梯度、 矢量场的通量与散度、 矢量场的环流与旋度、 无旋场与无散场、亥姆霍兹定理。
[重 点]
理解标量场与矢量场的概念，了解标量场的等值面和矢量场的矢量线的概念。
矢量场的散度和旋度、标量场的梯度是矢量分析中最基本的概念，应深刻理解，掌握散度、旋度和梯度的计算公式和方法。
[难 点]
矢量场的散度和旋度、标量场的梯度是矢量分析中最基本的概念，应深刻理解，掌握散度、旋度和梯度的计算公式和方法；
散度定理和斯托克斯定理是矢量分析中的两个重要定理。
[基本要求]
1、理解标量场与矢量场的概念；
2、掌握散度、旋度和梯度的计算公式和方法；
3、矢量场的散度和旋度、标量场的梯度是矢量分析中最基本的概念。
[考核要求]
1、理解标量场与矢量场的概念；
2、掌握散度、旋度和梯度的计算公式和方法；
