《电磁学1》课程教学大纲

《电磁学1》教学大纲一、课程基本信息课程名称电磁学Electromagnetism课程编码SCC520911030开课院部理学院课程团队电磁学教学团队学分3.0课内学时48讲授48实验0上机0实践0课外学时64适用专业地球物理学授课语言中文先修课程高等数学（2-1）课程简介（必修）本课程是地球物理专业学科基础必修课程，是经典物理学的重要组成部分。课程主要以场的观点阐述静电场、静电场中的导体和电解质、稳恒电流、稳恒磁场、磁介质、电磁感应及麦克斯韦电磁理论和电磁波。通过课程学习，学生将理解场的物理含义和电磁场的物质属性；理解麦克斯韦方程和电磁波的基本性质；初步掌握电磁场作用于导体、电介质和磁性物质的经典唯象描述。学生将掌握应用基本的电磁学概念和方法将其运用到工程基础和地球物理专业知识的能力。Thiscourseisacompulsorycourseforgeophysicalmajorsandanimportantpartofclassicalphysics.Thecoursemainlyelaborateselectrostaticfield,conductorandelectrolyteinelectrostaticfield,steadycurrent,steadymagneticfield,magneticmedium,electromagneticinduction,Maxwell'selectromagnetictheoryandelectromagneticwavefromtheperspectiveoffield.Throughthecourselearning,studentswillunderstandthephysicalmeaningofthefieldandthematerialpropertiesoftheelectromagneticfield;UnderstandtheMaxwellequationandthebasicpropertiesoftheelectromagneticwave;Initiallymastertheelectromagneticfieldactingontheconductor,classicalphenomenologicaldescriptionofdielectricandmagneticsubstances.StudentswillmastertheabilitytoapplybasicelectromagneticconceptsandmethodstoengineeringFoundationandgeophysicalexpertise.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1M1目标1：能够描述和列举电磁学的基本概念和方法和主要结果是1.22M2目标2：能够运用电磁学知识解释和处理地球物理中电磁相关问题是1.2三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课程目标课内学时教学方式课外学时课外环节1第一章真空中的静电场本章重点难点：带电体的电场强度和电势的求解，高斯定理的应用/////21.1电荷和电荷守恒定律电荷及其量子化，电荷守恒定律，电荷的相对论不变性M11讲授、讨论1自学31.2库仑定律点电荷，库仑定律，静电力的叠加原理M12讲授2自学41.3电场电场强度电场，电场强度；点电荷的场强公式，电场强度和叠加原理，电荷连续分布的带电体产生的电场强度；电场线，带电粒子在电场中的运动M12讲授4作业51.4高斯定理E通量；高斯定理，高斯定理的应用举例M13讲授4作业61.5电势静电场的环路定理；电势差，电势，电势叠加原理，关于电势参考点选取的讨论M12讲授4作业71.6电场强度与电势的微分关系等势面，等势面的性质，电场强度与电势的微分关系M11讲授1作业8第二章静电场中的导体和电介质本章重点难点：静电平衡的应用，电容器串并联应用/////92.1导体和电介质物质的分类方式，导体，电介质M11讲授1自学102.2静电场中的导体导体的静电平衡条件，导体壳和静电屏蔽M22讲授4作业112.3静电场中的电介质电介质的极化；极化强度矢量，电介质的极化规律M12讲授2作业122.4有电介质时的高斯定理电位移矢量，有电介质时的高斯定理；电介质的性质方程，电容率，静电场的边值关系：有电介质时的静电场方程，静电场的边值关系M12讲授2作业132.5电容器的电容孤立导体的电容，电容器，电容器的联接；电容式传感器及其应用M11讲授1作业142.6电容器储能电容器储能，电场的能量密度；静电能，连续带电体系的静电能M11讲授2作业15第三章恒定电流本章重点难点：电流场，基尔霍夫方程应用/////163.1电流场电流密度矢量，电流的连续性方程；欧姆定律的微分形式，焦耳定律的微分形式，恒定电流条件M11讲授1自学173.2电动势非静电力，电动势；一段含源电路的欧姆定律，恒定电流场与恒定电场的基本规律M11讲授1自学183.3金属导电的经典电子论金属导电的经典电子论的基本概念，根据经典电子论推导欧姆定律的微分形式M11讲授2自学193.4基尔霍夫定律基尔霍夫第一定律，基尔霍夫第二定律M11讲授2作业20第四章恒定磁场本章重点难点：毕萨定律的应用，安培环路定理及应用/////214.1磁场磁感应强度磁场，磁感应强度矢量；磁感应线，洛伦兹力，带电粒子在均匀磁场中的运动；霍尔效应M11讲授1自学224.2电流的磁场毕-萨定律，磁感应强度的叠加原理，典型电流的磁场M22讲授4作业234.3匀速运动电荷的电磁场匀速运动电荷的电磁场（非相对论的），电场和磁场的相对性M11讲授1自学244.4磁场的高斯定理和安培环路定理磁场的高斯定理；安培环路定理M12讲授4作业254.5磁场对载流导体的作用安培定律，磁场对平面载流线圈的作用M22讲授2作业26第五章磁介质本章重点难点：有磁介质时的安培环路定理的应用/////275.1磁介质的磁化分子电流；磁化强度，磁化电流M12讲授2自学285.2有磁介质时磁场的基本规律磁场强度，有磁介质时磁场的安培环路定理；有磁介质时磁场的高斯定理；线性磁介质M22讲授2作业295.3铁磁质铁磁质的磁化规律，铁磁质的分类，铁磁性的微观机理M11讲授1自学30第六章电磁感应本章重点难点：动生电动势和感生电动势/////316.1电磁感应定律电磁感应现象的发现，法拉第电磁感应定律，楞次定律M12讲授4作业326.2生电动势和感生电动势动生电动势和洛伦兹力；感生电动势和感应电场，电场的环流，电磁感应与相对性原理，电子感应加速器的原理M22讲授4作业336.3互感和自感互感，自感，互感与自感的关系，线圈的顺接和反接M22讲授2作业346.4磁场的能量自感线圈的磁能，互感线圈的磁能，磁能密度M11讲授1作业35第七章电磁场和电磁波本章重点难点：理解位移电流，麦克斯韦方程组/////367.1位移电流全电流电磁场统一遇到的困难，位移电流假设，全电流M12讲授2作业377.2麦克斯韦方程组和电磁波麦克斯韦方程组，介质的性质方程和边值关系，麦克斯韦方程组的对称性与磁单极子，电磁波M11讲授1自学387.3单色平面电磁波单色波的波动方程，平面电磁波；电磁波的能量和能量守恒定律，电磁场的动量和动量守恒定律，光压，电磁场是物质的一种形态M10.5讲授1自学397.4电磁波的辐射电偶极振子，电偶极振子发射的电磁波M10.5讲授1自学四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1平时作业1.每周布置2-3道题目，平均每次课1道题以上。2.成绩采用百分制，根据作业完成准确性、是否按时上交、是否独立完成评分。3.考核学生对电磁学基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力题型主要有证明题和计算题。20%2网上在线测试1.利用课程网站在线测试系统，对每章所学内容网上在线测试。2.考核学生每章学习后对基本知识的掌握能力，题型主要为选择题。15%3考勤随机点名、刷卡点名等5%4课堂表现随机检查学生上课精神状态、回答问题情况10%5期末考试1.闭卷考试，成绩采用百分制，卷面成绩总分100分。2.主要考核学生对电磁学基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力，题型主要有选择题、简答题和计算题等。50%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1M2平时作业30%A-按时提交作业，对作业中对应的电磁学知识点理解无误。B-按时提交作业，对上述知识点理解存在少量错误。C-按时提交作业，对上述知识点理解存在一定量错误。D-未按时提交作业或对上述知识点理解存在大量错误。2M1网上在线测试60%按照答对题目个数与总答题目个数的百分比换算成百分制分数3M1课堂表现40%A-上课注意力集中，积极参与讨论，回答问题无误。B-上课注意力集中，积极参与讨论，回答问题有少量错误。C-上课注意力不集中，回答问题有少量错误。D-上课注意力不集中，回答问题错误。4/考勤100%A-全勤B-缺勤1次C-缺勤2次D-缺勤3次及以上。5M2期末考试70%（见试卷评分标准）评分等级说明：[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-74,0-59];[