《电磁学2》课程教学大纲

《电磁学2》教学大纲一、课程基本信息课程名称电磁学Electromagnetism课程编码SCC520911040开课院部理学院课程团队电磁学教学团队学分4.0课内学时64讲授64实验0上机0实践0课外学时64适用专业应用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）本课程是应用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，培养学生系统掌握电磁相互作用的基本规律，理解电磁学的基本思想和基本数学方法，理解电磁场的物理含义和麦克斯韦方程组的基本性质，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。培养学生解释、质疑、评价电磁学领域基本现象的能力，为今后电动力学和电工电子类课程的学习打下理论基础。ThiscourseisacompulsorycourseforAppliedphysicsmajorsandanimportantpartofclassicalphysics.Thecoursemainlyelaborateselectrostaticfield,conductorandelectrolyteinelectrostaticfield,steadycurrent,steadymagneticfield,magneticmedium,electromagneticinduction,Maxwell'selectromagnetictheoryandelectromagneticwavefromtheperspectiveoffield.Throughcourselearning,studentsaretrainedtosystematicallymasterthebasiclawsofelectromagneticinteraction,understandthebasicideasandmathematicalmethodsofelectromagnetism,understandthephysicalmeaningofelectromagneticfieldsandthebasicpropertiesofMaxwell'sequations,preliminarilymastertheclassicalphenomenologicaldescriptionofelectromagneticfieldactingonconductor,dielectricandmagneticsubstance.Tocultivatestudents'abilitytoexplain,questionandevaluatebasicphenomenainthefieldofelectromagnetism,soastolayatheoreticalfoundationforthefuturestudyofelectrodynamicsandElectrotechnicsandelectronicscourses.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：系统掌握电磁相互作用的基本规律，理解电磁学的基本物理思想和方法是3.12M2目标2：能够运用电磁学知识解释和处理物理中电磁相关问题是3.13M3目标3：通过电磁现象的发现过程引入课程思政否三、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1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M12讲授2自学资料31.2库仑定律点电荷，库仑定律，科学思想方法，静电力的叠加原理M32讲授2作业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2作业51.4高斯定理E通量；高斯定理，高斯定理的应用举例M12讲授2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2作业71.6电场和电势求解应用库仑定律的应用，高斯定理的应用M22讲授2作业8第2章静电场中的导体和电介质章重点难点：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M12讲授2自学资料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M12讲授2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M12讲授2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M12讲授2作业15第3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M12讲授2作业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M12讲授2作业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1作业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1作业20第4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M12讲授2作业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M32讲授2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M12讲授2作业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2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5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，铁磁质////275.1磁介质的磁化分子电流；磁化强度，磁化电流M12讲授2作业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M12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M12讲授2作业30第6章电磁感应本章重点难点：感应电动势、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，其他科学家的工作M32讲授2作业326.2动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M12讲授2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M12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M12讲授2作业356.5暂态过程RL电路的暂态过程，RC电路的暂态过程，RLC电路的暂态过程M22讲授2作业36第7章电磁场理论基础电磁波本章重点难点：理解位移电流，麦克斯韦方程组/////377.1位移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自学资料387.2麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组建立的过程，方程组的对称性M31讲授1自学资料397.3电磁波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M12讲授2作业407.4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M12讲授2作业417.5电磁波的辐射电偶极振子，电偶极振子发射的电磁波M11讲授1作业四、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.考核学生对电力拖动自动控制系统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作图、分析和计算题。10%2期中考试1.闭卷考试，成绩采用百分制，卷面成绩总分100分。2.主要考核学生对静电场以及的导体和介质与静电场的响应。15%3大作业1.本课程要求利用Mathmatic或Matlab等现代仿真工具建立解决电磁场问题的数值计算模型。2.根据模型建立情况和可视化的情况评分。15%4考勤随机点名、刷卡点名等。5%5课堂表现随机检查学生上课精神状态、回答问题情况。5%6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，题型主要有简答题、作图题、分析题、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1M1平时作业15%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期中考试20%（见试卷评分标准）3M1大作业15%（见大作业评分标准）4M1期末考试40%（见试卷评分标准）5M1课堂表现10%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。6M2平时作业10%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。7M2期中考试20%（见试卷评分标准）8M2大作业15%（见大作业评分标准）9M2期末考试50%（见试卷评分标准）10M2课堂表现5%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。11M3课堂表现100%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。12/考勤100%A-缺勤2次以内。B-缺勤3次及以上。评分等级说明：[A,B,C,D]=[90-100