湖南人文科技学院：信息学院物理学专业《电磁学》理论课程教学大纲

《电磁学》教学大纲 课程性质 专业必修课 课程编号 xx405211 课程名称 电磁学 适用专业 物理学 先修课程 高等数学，力学 总学时 其中理论72学时，实验0学时学分数4.5 一、课程简介 电磁学是高等师范院校物理系继力学之后的又一门重要的基础课程。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某些重大发现和发明的物理 思想和实验方法，内容十分丰富，通过电磁学教学，应使学生全面系统地掌握电磁运动 的基本概念和基本规律，以便将来胜任中等学校有关电磁学部分的教学工作，具有从事 相关工作的综合素质，同时具有一定的分析和解决有关电磁学实际问题的能力，为电动 力学等后继专业课程的学习打好基础。 二、课程教学目标 通过电磁学课程的学习，学生应实现如下目标： 知识目标：1、对课程中的基本概念、基本规律、基本方法有比较全面而系统的认 识与理解。2、了解电磁学基本理论在电子信息、化工、能源科学等学科的应用。 能力目标：1、培养学生科学的思维方法，使其学会运用电磁学的原理、观点和方 法，研究、计算或估算一般难度的电磁学问题，并能判断结果的合理性。2培养学生基 本的科学素质，使之能够独立地阅读有关电磁学方面的文献资料，并能理解其主要内容 和写出条理较清楚的笔记、小结或读书心得。3、为学生学习专业知识和参加工程实践 打下必要的电磁学基础。 三、课程教学基本要求 1、比较全面地认识电磁运动的基本现象，系统地掌握电磁运动的基本概念和基本 规律，具有一定的分析和解决电磁学问题的能力，并为学习后继课程打下必要的基础。 2、系统更深刻地理解中学电学教材，并能独立地解决中学教学中所遏到的一般电 磁学问题

1 《电磁学》教学大纲 课程性质 专业必修课 课程编号 xx405211 课程名称 电磁学 适用专业 物理学 先修课程 高等数学，力学 总学时 其中理论 72 学时，实验 0 学时 学分数 4.5 一、课程简介 电磁学是高等师范院校物理系继力学之后的又一门重要的基础课程。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某些重大发现和发明的物理 思想和实验方法，内容十分丰富，通过电磁学教学，应使学生全面系统地掌握电磁运动 的基本概念和基本规律，以便将来胜任中等学校有关电磁学部分的教学工作，具有从事 相关工作的综合素质，同时具有一定的分析和解决有关电磁学实际问题的能力，为电动 力学等后继专业课程的学习打好基础。 二、课程教学目标 通过电磁学课程的学习，学生应实现如下目标： 知识目标：1、对课程中的基本概念、基本规律、基本方法有比较全面而系统的认 识与理解。2、了解电磁学基本理论在电子信息、化工、能源科学等学科的应用。 能力目标：1、培养学生科学的思维方法，使其学会运用电磁学的原理、观点和方 法，研究、计算或估算一般难度的电磁学问题，并能判断结果的合理性。2 培养学生基 本的科学素质，使之能够独立地阅读有关电磁学方面的文献资料，并能理解其主要内容 和写出条理较清楚的笔记、小结或读书心得。3、为学生学习专业知识和参加工程实践 打下必要的电磁学基础。 三、课程教学基本要求 1、比较全面地认识电磁运动的基本现象，系统地掌握电磁运动的基本概念和基本 规律，具有一定的分析和解决电磁学问题的能力，并为学习后继课程打下必要的基础。 2、系统更深刻地理解中学电学教材，并能独立地解决中学教学中所遇到的一般电 磁学问题

3、了解电磁学发展史上某些重大的发现和发明过程中的物理思想和实验方法，了 解电磁学的发展与其它学科的关系等。 四、课程教学模块（或教学内容）与学时分配 序号 教学模块 知识点 学时 1 静电场及导了解：起电的方法、电荷的种类及其守恒定律。2 体和电介质 理解：物质的电结构并用它说明起电的机理和 物体的导电性能，点电荷的概念、库仑定律的 实验基础和适用条件。 掌握：库仑定律的失量表达式和静电力叠加原 理并用它们求解实际问题。 了解：历史上电场力传递的两种观点，明确电2 场是物质存在的一种形态。 理解：电场强度的概念，试探电荷的作用和条 件。 掌握：运用点电荷的场强公式和失量叠加原理 求解点电荷组与连续分布电荷的电场强度。 了解：电场线、电通量与电场强度之问的关系。4 理解：高斯定理的物理意义。 掌握：用高斯定理求对称分布带电体场强的方 法及特定条件。 了解：静电场做功的特点。 理解：静电场的环路定理，等势面的概念及性 质，电势梯度的概念及其与电场强度的关系。 掌握：电势的概念，运用电场强度的线积分求 电势，以及运用点电荷电势公式和电势叠加原 理求解任意带电体周围的电势。 理解：导体的静电平衡条件，静电平衡时导体4 的性质，导体空腔内外场强和电荷分布及其应

2 3、了解电磁学发展史上某些重大的发现和发明过程中的物理思想和实验方法，了 解电磁学的发展与其它学科的关系等。 四、课程教学模块（或教学内容）与学时分配 序号 教学模块 知识点 学时 1 静电场 及导 体和电介质 了解：起电的方法、电荷的种类及其守恒定律。 理解：物质的电结构并用它说明起电的机理和 物体的导电性能，点电荷的概念、库仑定律的 实验基础和适用条件。 掌握：库仑定律的矢量表达式和静电力叠加原 理并用它们求解实际问题。 2 了解：历史上电场力传递的两种观点，明确电 场是物质存在的一种形态。 理解：电场强度的概念，试探电荷的作用和条 件。 掌握：运用点电荷的场强公式和矢量叠加原理 求解点电荷组与连续分布电荷的电场强度。 2 了解：电场线、电通量与电场强度之间的关系。 理解：高斯定理的物理意义。 掌握：用高斯定理求对称分布带电体场强的方 法及特定条件。 4 了解：静电场做功的特点。 理解：静电场的环路定理，等势面的概念及性 质，电势梯度的概念及其与电场强度的关系。 掌握：电势的概念，运用电场强度的线积分求 电势，以及运用点电荷电势公式和电势叠加原 理求解任意带电体周围的电势。 4 理解：导体的静电平衡条件，静电平衡时导体 的性质，导体空腔内外场强和电荷分布及其应 4

用，电容的定义及其本质，电容器的储能特性。 掌握：求电容器电容的方法，电容器串、并联 时电压、电荷的分布规律和总电容的计算。 了解：电介质校化的微观机制。 理解：极化强度矢量P的物理意义，P失量与 束缚电荷密受0，的关系，户失量与E失量的关 系，电位移矢量的物理意义，电场的能量和能 星量密度。 掌握：有介质存在时电场的讨论方法，运用介 质中的高斯定理求场强。 2 恒定电流 理解：电流的稳恒条件及其物理意义，非静电2 力及其作用。 掌握：电流密度矢量的物理意义和欧姆定律、 焦耳定律的微分形式，电动势的概念，全电路 欧姆定律及其最大输出功率条件。 理解：串、并联电路中电流、电压和功率的分2 配规律，直流电桥和电位差计的工作原理。 掌握：电阻、电流、电压和功率的计算，扩大 电表的量程。 理解：独立节点和独立回路的概念。 掌握：根据电流的稳恒条件和电场环路定理导 出基尔霍夫定律，并约定其符号法则，应用基 尔霍夫定律求解复杂电路（即支路电流法）。 了解：温差电偶的应用，电子发射的类型。 T2 理解：汤姆孙电动势和珀耳贴电动势产生的原 因，脱出功的概念和真空电子管的伏安特性。 恒定磁场及了解：磁的基本现象。 磁介质 理解：物质的磁本质和磁场的物质性，磁感应

3 用，电容的定义及其本质，电容器的储能特性。 掌握：求电容器电容的方法，电容器串、并联 时电压、电荷的分布规律和总电容的计算。 了解：电介质极化的微观机制。 理解：极化强度矢量 P  的物理意义， P  矢量与 束缚电荷密受 '  e 的关系， P  矢量与 E  矢量的关 系，电位移矢量的物理意义，电场的能量和能 量密度。 掌握：有介质存在时电场的讨论方法，运用介 质中的高斯定理求场强。 4 2 恒定电流 理解：电流的稳恒条件及其物理意义，非静电 力及其作用。 掌握：电流密度矢量的物理意义和欧姆定律、 焦耳定律的微分形式，电动势的概念，全电路 欧姆定律及其最大输出功率条件。 2 理解：串、并联电路中电流、电压和功率的分 配规律，直流电桥和电位差计的工作原理。 掌握：电阻、电流、电压和功率的计算，扩大 电表的量程。 2 理解：独立节点和独立回路的概念。 掌握：根据电流的稳恒条件和电场环路定理导 出基尔霍夫定律，并约定其符号法则，应用基 尔霍夫定律求解复杂电路（即支路电流法）。 2 了解：温差电偶的应用，电子发射的类型。 理解：汤姆孙电动势和珀耳贴电动势产生的原 因，脱出功的概念和真空电子管的伏安特性。 2 3 恒定磁 场及 磁介质 了解：磁的基本现象。 理解：物质的磁本质和磁场的物质性，磁感应 4

强度B的物理意义。 掌握：安培定律的表达式和电流强度单位安培 的定义，毕萨定律的矢量表达式和磁场的叠加 原理，运用毕萨定律求解载流直导线周围、载 流圆线圈轴线上和载流螺线管中的磁场。 了解：磁通和磁通密度的概念。 理解：磁场高斯定理的物理意义。 掌握：安培环路定理及其物理意义，运用安培 环路定理求对称电流分布回路产生的磁场。 了解：直流电动机和磁电式电流计的结构和工2 作原理。 掌握：安培力公式及运用它求解磁场对载流导 线的作用力，安培力矩公式并运用它求解磁场 对载流线图的作用力矩。 理解：洛仑兹力的应用（测定荷质比，回旋加2 速器和霍耳效应)。 掌握：洛仑兹力的概念及其与安培力的关系 带电粒子在均匀磁场中的运动规律。 了解：历史上关于磁介质磁化理论的两种观点。4 理解：磁化强度矢量的物理意义及其与磁化电 流密度的关系，磁场强度的定义和磁介质中的 场方程及其应用。 掌握：计算磁介质中磁场的方法。 了解：磁屏散的方法和原理。 2 理解：由磁场中的高斯定理和安培环路定理导 出磁介质的边界条件，由边界条件和B与H的 关系式导出磁感应线的折射定律。 掌握：磁阻、磁动势、磁压的概念，磁路欧姆 定律和基尔霍夫定律及其应用

4 强度 B 的物理意义。 掌握：安培定律的表达式和电流强度单位安培 的定义，毕萨定律的矢量表达式和磁场的叠加 原理，运用毕萨定律求解载流直导线周围、载 流圆线圈轴线上和载流螺线管中的磁场。 了解：磁通和磁通密度的概念。 理解：磁场高斯定理的物理意义。 掌握：安培环路定理及其物理意义，运用安培 环路定理求对称电流分布回路产生的磁场。 4 了解：直流电动机和磁电式电流计的结构和工 作原理。 掌握：安培力公式及运用它求解磁场对载流导 线的作用力，安培力矩公式并运用它求解磁场 对载流线圈的作用力矩。 2 理解：洛仑兹力的应用（测定荷质比，回旋加 速器和霍耳效应）。 掌握：洛仑兹力的概念及其与安培力的关系， 带电粒子在均匀磁场中的运动规律。 2 了解：历史上关于磁介质磁化理论的两种观点。 理解：磁化强度矢量的物理意义及其与磁化电 流密度的关系，磁场强度的定义和磁介质中的 场方程及其应用。 掌握：计算磁介质中磁场的方法。 4 了解：磁屏敞的方法和原理。 理解：由磁场中的高斯定理和安培环路定理导 出磁介质的边界条件，由边界条件和 B 与 H 的 关系式导出磁感应线的折射定律。 掌握：磁阻、磁动势、磁压的概念，磁路欧姆 定律和基尔霍夫定律及其应用。 2

理解：磁能密度的概念。 掌握：磁能密度和磁能的计算。 4 电磁感应 理解：电磁感应现象，感应电动势和感应电流2 的物理意义，楞次定律的两种表述。 掌握：运用法拉第电磁感应定律求感生电动势 的大小和方向，运用楞次定律迅速判断感应电 流的方向。 理解：产生动生电动势的原因是洛仑兹力提供2 的非静电力做功的结果，产生感生电动势的原 因是磁场的变化形成涡旋电场力做功的结果。 掌握：运用5=小G×)求动生电动势，运用 fE0 求涡旋电场强度】 理解：互感系数和自感系数的概念，互感与自2 感现象的应用。 掌握：互感电动势和自感电动势的计算，互感 磁能和自感磁能的计算。 了解：RC电路暂态过程的求解及其意义。 理解：暂态过程和时问常数的物理意义，灵敏 电流计的结构、原理和使用方法。 掌握：LR电路充、放电过程和RC电路充、放电 过程的求解。 5 交流电 了解：交流电的种类。 理解：电容器对高频短路、直流开路的性质和 电感器阻高频通低频的性质，失量图解法的物 理意义。 学握：计算单一参数交流电路的阻抗和位相差 运用矢量图解法求RC、RL.串联、并联电路的总

5 理解：磁能密度的概念。 掌握：磁能密度和磁能的计算。 2 4 电磁感应 理解：电磁感应现象，感应电动势和感应电流 的物理意义，楞次定律的两种表述。 掌握：运用法拉第电磁感应定律求感生电动势 的大小和方向，运用楞次定律迅速判断感应电 流的方向。 2 理解：产生动生电动势的原因是洛仑兹力提供 的非静电力做功的结果，产生感生电动势的原 因是磁场的变化形成涡旋电场力做功的结果。 掌握：运用 v B dl    =     ( ) 求动生电动势，运用 dS t B E dl         = −   求涡旋电场强度。 2 理解：互感系数和自感系数的概念，互感与自 感现象的应用。 掌握：互感电动势和自感电动势的计算，互感 磁能和自感磁能的计算。 2 了解：RLC 电路暂态过程的求解及其意义。 理解：暂态过程和时间常数的物理意义，灵敏 电流计的结构、原理和使用方法。 掌握：LR 电路充、放电过程和 RC 电路充、放电 过程的求解。 2 5 交流电 了解：交流电的种类。 理解：电容器对高频短路、直流开路的性质和 电感器阻高频通低频的性质，矢量图解法的物 理意义。 掌握：计算单一参数交流电路的阻抗和位相差， 运用矢量图解法求 RC、RL 串联、并联电路的总 2

阻抗和位相差。 理解：复数符号法的物理意义。 掌握：复数符号法的一般步骤，运用复数符号 法求解简单正弦交流电路。 理解：有功功率、无功功率和视在功率的物理2 意义及其相互关系。 掌握：交流电路瞬时功率和平均功率的计算， 提高电路功率因数的意义和方法。 理解：串联谐振、并联谐振应满足的条件，串2 联、并联谐振电路的特点。 掌握：品质因数(Q值)的意义及其应用。 理解：交流电桥的平衡条件，常用交流电桥的2 测量原理。 掌握：变压器的工作原理和等效电路。 了解：三相感应电动机的工作原理。 理解：三相交流电动势、相电压和线电压的表 达式及相互关系。 掌握：三相负载星形联接和三角形联接时电流 与功率的计算。 6 麦克斯韦电 理解：麦克斯韦位移电流假说的起因、内容及4 磁理论和电 其物理意义，电磁波产生的条件和传播机制。 磁波 掌握：麦克斯韦方程组及其理论价值，电磁波 的性质，能流密度（坡印廷）矢量的物理意义 及其计算。 四、教学方法与策略 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。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。教学中要结合中学物理内容， 以使学生适应今后的中学物理教学科研工作。 五、学生学习成效考核方式 6

6 阻抗和位相差。 理解：复数符号法的物理意义。 掌握：复数符号法的一般步骤，运用复数符号 法求解简单正弦交流电路。 2 理解：有功功率、无功功率和视在功率的物理 意义及其相互关系。 掌握：交流电路瞬时功率和平均功率的计算， 提高电路功率因数的意义和方法。 2 理解：串联谐振、并联谐振应满足的条件，串 联、并联谐振电路的特点。 掌握：品质因数（Q 值）的意义及其应用。 2 理解：交流电桥的平衡条件，常用交流电桥的 测量原理。 掌握：变压器的工作原理和等效电路。 2 了解：三相感应电动机的工作原理。 理解：三相交流电动势、相电压和线电压的表 达式及相互关系。 掌握：三相负载星形联接和三角形联接时电流 与功率的计算。 2 6 麦克斯 韦电 磁理论 和电 磁波 理解：麦克斯韦位移电流假说的起因、内容及 其物理意义，电磁波产生的条件和传播机制。 掌握：麦克斯韦方程组及其理论价值，电磁波 的性质，能流密度（坡印廷）矢量的物理意义 及其计算。 4 四、教学方法与策略 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。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。教学中要结合中学物理内容， 以使学生适应今后的中学物理教学科研工作。 五、学生学习成效考核方式

考核环节构成 占总成绩 评分依据 (均为100分制) 的比重 期末考试 闭卷（填空题20分，选择题20分，判断题10分，计 50% 算题50分) 模块测试 静电场及其导体和电介质(30分)，恒定电流(10分)，30% 恒定磁场及磁介质(30分)，电磁感应(15分)，交流 电(15分)。 平时成绩 平时作业和出勤情况及课堂表现 20% 六、选用教材 赵凯华，陈熙谋，《电磁学》（第三版），北京：高等教育出版社，2011年7月。 七、参考资料 [1]赵凯华，陈熙谋，《电磁学》（第2版）上、下册.北京：高等教育出版社，1985年 [2]梁灿彬，秦光戎，梁竹健，《电磁学》，北京：高等教有出版社，1980年。 [3]陈秉乾，舒幼生，胡望雨，《电磁学专题研究》，北京：高等教育出版社，2001年。 [4]程守洙，江之永，《普通物理学》（第3版）第二册，北京：高等教有出版社，2000 年。 [5]赵近芳，王登龙，《大学物理简明教程》（第2版），北京邮电大学出版社，2013年。 大纲起草人：郭仟 大纲审核人：李强 大纲批准人：谢四莲 日期：2016年12月16日

7 六、选用教材 赵凯华，陈熙谋，《电磁学》（第三版），北京：高等教育出版社，2011 年 7 月。 七、参考资料 [1]赵凯华，陈熙谋，《电磁学》（第 2 版）上、下册.北京：高等教育出版社，1985 年。 [2]梁灿彬，秦光戎，梁竹健，《电磁学》，北京：高等教育出版社,1980 年。 [3]陈秉乾，舒幼生，胡望雨，《电磁学专题研究》，北京：高等教育出版社，2001 年。 [4]程守洙，江之永，《普通物理学》（第 3 版）第二册，北京：高等教育出版社,2000 年。 [5]赵近芳，王登龙，《大学物理简明教程》（第 2 版），北京邮电大学出版社，2013 年。 大纲起草人： 郭仟 大纲审核人： 李强 大纲批准人： 谢四莲 日期：2016 年 12 月 16 日 考核环节构成 （均为 100 分制） 评分依据 占总成绩 的比重 期末考试 闭卷（填空题 20 分，选择题 20 分，判断题 10 分，计 算题 50 分） 50% 模块测试 静电场及其导体和电介质（30 分），恒定电流（10 分）， 恒定磁场及磁介质（30 分），电磁感应（15 分），交流 电（15 分）。 30% 平时成绩 平时作业和出勤情况及课堂表现 20%