电磁学课程教学大纲

电磁学

一、说明部分

（一） 本课程的性质

电磁学是理科物理类各专业的一门重要基础课。介绍电磁运动的基本现象、基本概念和基本规律，它和后继课程近代物理及物理学教育专业本科段的电动力学和量子力学等有密切的联系。电磁理论对现代科学技术的发展有着里程碑一般的重大意义。

（二）本课程的目的

电磁学是普通物理学的重要部分，是高等师范学校物理系的基础课程。通过电磁学的教学，应该使学生：

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；具有一定的分析和解决电磁学问题的能力；为后续课程的学习奠定较为扎实的基础；

2.具有分析、处理和讲授高中物理电磁学部分的能力；

3.了解电磁学发展史上某些重大发现和发明过程中的物理思想和实验方法；了解电磁学与其它学科的关系；了解电磁学在实际技术中的应用。

（三）本课程的教学内容

包括：静电场、静电场中的导体和电介质、稳恒电流、稳恒磁场、电磁感应、暂态过程、磁介质、麦克斯韦电磁理论。

（四）教学时数

本课程计划教学90学时，其中讲授82学时，习题课8学时。

（五）、教学环节和教学方法

1、由于电磁学实验单独开设，故本课程以讲授为主，教学中可加强课堂演示实验并尽可能用现代化教学手段。

2、注意发挥学生的主观能动作用，要经常指导学生的学习方法。

3、教学中要经常结合中学物理内容，以使学生适应今后的中学物理教学科研工作；

4、教学内容以基本概念、基本规律为主，但要适应教育改革的形势经常补充以下几方面的内容：

（1）物理与近代物理有关知识间的联系；

（2）重要物理实验的介绍，使学生了解电磁学发展史上一些重大发现和发明过程中的物理思想；

（3）介绍电磁学在实际技术中的应用；

5、大纲中标*号的内容只作简单介绍；

二、文本部分

第一章：静电场

教学要点：

理解电荷是物质的一种属性，阐明电荷的量子性及其电荷守恒定律;明确点电荷

的模型和库仑定律的适用条件，加深理解平方反比定律的深刻意义;深刻理解电场、电场强度的概念，掌握电场的定义方法;深刻理解高斯定理、环路定理的物理意义和静电场的特性;熟练掌握应用高斯定理求场强的方法;深刻理解电势与电势差的概念，电场力作功与电势差的关系，掌握电势的定义方法;理解梯度的概念，理解场强与电势的微分关系.

教学时数：14学时

教学内容：

第一节 电荷 电荷守恒定律

第二节 库仑定律

第三节 电场 电场强度

第四节 高斯定理

第五节 电场线

第六节 静电场环路定理

第七节 电势 电势差

第八节 等势面 *场强与电势的微分关系

*第九节 带电粒子在电场中的运动

第二章：导体周围的静电场

教学要点：

理解静电平衡时导体的性质，即导体的电荷分布、电势、导体表面附近的场强;理解静电平衡时封闭导体壳的性质和静电屏蔽现象;理解电容和电容器的概念的意义，掌握电容的计算方法.

教学时数：8学时

教学内容：

第一节 导体的静电平衡条件

第二节 导体的静电性质

第三节 电场线的应用 静电屏蔽

第四节 电容和电容器

*第五节 静电计 静电感应起电机

第三章: 静电场中的点介质

教学要点：

理解电介质的极化、极化强度矢量的意义及其与极化电荷的关系，掌握介质中场强的讨论方法和计算方法;理解P、E、D三者间的相互关系、掌握存在介质时用高斯定理求场强的方法;理解电容器的储能、电场的能量和能量密度。掌握电场能量的计算方法。

教学时数：6学时

教学内容：

第一节 点介质的极化

第二节 极化强度矢量

第三节 介质中的电场

第四节 介质存在时的高斯定理

第五节 静电场的能量

第四章：稳恒电流和电路

教学要点：

理解电流强度、电流密度概念的意义和电流的连续性方程及稳恒条件;深刻理解欧姆定律、电阻率、电功率和焦耳定律;了解金属导电的经典电子论;深刻理解电动势的概念的意义和路端电压;掌握用含源电路欧姆定律求电路问题的方法;熟练掌握利用基尔霍夫方程求解复杂电路问题的方法（支路电流法）;理解电桥平衡的条件，掌握电势差计的原理和电动势的测量方法;了解温差电现象、脱出功和电子

发射。

教学时数：10学时

教学内容：

第一节 电流的稳恒条件和导电规律

第二节 电源及其电动势

第三节 简单电路

第四节 复杂电路

第五节 温差电现象

第六节 电子发射与气体导电

第五章：稳恒电流的磁场

教学要点：

理解磁的基本现象和安培定律、深刻理解磁感应强度B的定义和意义;掌握毕奥------萨伐尔定律的内容，并能熟练应用该定律求解载流导线产生的磁感应强度B;理解磁场的高斯定理和安培环路定理的意义和磁场的特性，并能熟练应用环路定理求磁感应强度B.

教学时数：8学时

教学内容：

第一节 磁的基本现象

第二节 磁感应强度矢量 磁感应线

第三节 毕奥---萨伐尔定律

第四节 磁通量 通量定理

第五节 安培环路定理

第六章: 磁场对运动电荷和电流的作用

教学要点：

理解磁场对载流导线的作用，并能求解载流导线、线圈在磁场受的力和力矩、理解磁矩的概念;了解直流电动机，磁电式电流计的工作原理;掌握洛仑兹力的概念，理解带电粒子在磁场中的运动。并熟练掌握带电粒子在磁场中作圆周运动的特性;了解荷质比的测定、回旋加速器和霍尔效应的基本原理.

教学时数：8学时

教学内容：

第一节 带电粒子在磁场中的运动 回旋加速器

第二节 汤姆逊实验 质谱仪

第三节* 霍尔效应

第五节 磁场对载流导线的作用

第六节 平行无限长载流直导线间的相互作用

第七章：磁介质

教学要点：

了解磁介质的磁化，理解磁化强度矢量、磁化电流以及二者的关系;深刻理解磁介质的环路定理和高斯定理的意义并能用来求磁场分布问题;明确B、M、H三个矢量的联系和区别;定性了解顺磁性、抗磁性和铁磁性、理解磁滞回线;理解磁路定理及其应用，理解铁磁屏蔽现象;理解磁场的能量和能量密度的意义，掌握计算磁场能量的方法。

教学时数：6学时

教学内容：

第一节 物质的磁化 磁介质的分类

第二节 磁化强度矢量

第三节 磁介质存在时的安培环路定理

第四节 铁磁质

第五节* 等效磁荷观点

第八章：电磁感应与暂态过程

教学要点：

理解电磁感应现象，掌握法拉第定律的意义和应用;掌握动生电动势与感生电动势的意义和计算、理解感生电场及其性质;了解涡电流、电磁阻尼、趋肤效应和电子感应加速器的基本原理;理解自感与互感现象并会计算互感系数与自感系数;掌握RC电路充放电过程、RL电路的充放电过程和磁能。

教学时数：12学时

教学内容：

第一节 法拉第电磁感应定律

第二节 楞次定律

第三节 动生电动势

第四节 感生电动势

第五节 互感和自感

第六节 涡电流

第七节 磁场的能量

第八节 暂态过程

第九章: 交流电路