《电磁场与电磁波》课程教学资源（自主学习，光电）第3章 静态电磁场及其边值问题的解

第3章静态电磁场及其边值问题的解 章节内容简介： 本章分别介绍了静电场，恒定电场和恒定磁场的分析方法，最后介绍了静态 场边值问题的几种解法。 章节教学内容： 静电场的基本方程：恒定电场的基本方程：恒定磁场的基本方程；矢量位和 标量位：静态场边值问题的求解；镜像法。 章节教学要求： 掌握静电场的基本方程和边界条件：掌握静电场中的电位函数及其微分方程， 掌握电位的边界条件：理解电场能量和能量密度的概念：掌握恒定电场的基本方 程和边界条件，了解静电比拟法，会计算典型导体的电阻：掌握恒定磁场的基本 方程和边界条件，理解矢量磁位及其微分方程，了解标量磁位的概念。理解磁场 能量和能量密度，会计算一些典型场的磁场能量，会计算典型回路的电感：理解 静电磁场的唯一性定理及其重要意义。掌握镜像法的基本原理，会用镜像法求解 一些典型问题。 章节重点难点： 1、牢固掌握静态电场的基本方程，深刻理解静态电磁场的基本性质： 2、掌握静电场的三类边界条件，明确什么是场的唯一性定律： 3、理解镜像法的基本思想，并会用该方法解决一些典型问题。 学习方法建议： 结合教材内容，参考普通物理课程中电磁学部分的教学内容，理解教材相关 内容，并结合课后题作业查看学习效果。 课堂教学活动预告： 多媒体教学，讲授为主，辅助课外作业巩固学习成果

第 3 章 静态电磁场及其边值问题的解 章节内容简介: 本章分别介绍了静电场，恒定电场和恒定磁场的分析方法，最后介绍了静态 场边值问题的几种解法。 章节教学内容: 静电场的基本方程；恒定电场的基本方程；恒定磁场的基本方程；矢量位和 标量位；静态场边值问题的求解；镜像法。 章节教学要求: 掌握静电场的基本方程和边界条件；掌握静电场中的电位函数及其微分方程， 掌握电位的边界条件；理解电场能量和能量密度的概念；掌握恒定电场的基本方 程和边界条件，了解静电比拟法，会计算典型导体的电阻；掌握恒定磁场的基本 方程和边界条件，理解矢量磁位及其微分方程，了解标量磁位的概念。理解磁场 能量和能量密度，会计算一些典型场的磁场能量，会计算典型回路的电感；理解 静电磁场的唯一性定理及其重要意义。掌握镜像法的基本原理，会用镜像法求解 一些典型问题。 章节重点难点: 1、牢固掌握静态电场的基本方程，深刻理解静态电磁场的基本性质； 2、掌握静电场的三类边界条件，明确什么是场的唯一性定律； 3、理解镜像法的基本思想，并会用该方法解决一些典型问题。 学习方法建议: 结合教材内容，参考普通物理课程中电磁学部分的教学内容，理解教材相关 内容，并结合课后题作业查看学习效果。 课堂教学活动预告: 多媒体教学，讲授为主，辅助课外作业巩固学习成果

章节知识点： 3.1静电场分析 1、静电场的基本方程和边界条件； 2、电位函数的定义； 3、电位函数与带电体的关系； 4、电位函数的不确定性及电位零点的选择】 5、电位差及其与电场之间的关系： 6、电位函数所满足的微分方程及其边界条件 7、电容器的概念及简单结构电容器电容的计算 8、静电场的能量、能量密度的计算公式 9、虚位移法及其在静电场中的应用。 3.2导电媒质中的恒定电场分析 1、恒定电场的概念 2、恒定电场的基本方程： 3、静电场与恒定电场异同： 4、静电比拟法。 3.3恒定磁场分析 1、恒定磁场的基本方程及边界条件

章节知识点: 3．1 静电场分析 1、静电场的基本方程和边界条件； 2、电位函数的定义； 3、电位函数与带电体的关系； 4、电位函数的不确定性及电位零点的选择； 5、电位差及其与电场之间的关系； 6、电位函数所满足的微分方程及其边界条件； 7、电容器的概念及简单结构电容器电容的计算； 8、静电场的能量、能量密度的计算公式； 9、虚位移法及其在静电场中的应用。 3．2 导电媒质中的恒定电场分析 1、恒定电场的概念； 2、恒定电场的基本方程； 3、静电场与恒定电场异同； 4、静电比拟法。 3．3 恒定磁场分析 1、恒定磁场的基本方程及边界条件；

2、矢量磁位（磁标位）的引入及其满足的微分方程； 3、磁矢位（磁标位）所满足的边界条件 4、一般电流分布的磁矢位； 5、电感的概念及其类型： 6、自感的概念及其计算； 7、互感的概念及其计算 8、恒定磁场的能量及能量密度公式 9、虚位移法在恒定磁场中的应用。 3.4静态场的边值问题及解的惟一性定理 1、静态场问题的类型： 2、静态场边值问题解法的类型； 3、边界条件的类型 4、唯一性定理及其应用。 3.5镜像法 1、镜像法的基本原理； 2、镜像法求解时需遵循的原则 3、接地导体平面的镜像：

2、矢量磁位（磁标位）的引入及其满足的微分方程； 3、磁矢位（磁标位）所满足的边界条件； 4、一般电流分布的磁矢位； 5、电感的概念及其类型； 6、自感的概念及其计算； 7、互感的概念及其计算； 8、恒定磁场的能量及能量密度公式； 9、虚位移法在恒定磁场中的应用。 3．4 静态场的边值问题及解的惟一性定理 1、静态场问题的类型； 2、静态场边值问题解法的类型； 3、边界条件的类型； 4、唯一性定理及其应用。 3．5 镜像法 1、镜像法的基本原理； 2、镜像法求解时需遵循的原则； 3、接地导体平面的镜像；

4、导体球面的镜像 5、导体圆柱面的镜像； 6、介质平面的镜像； 课前自主学习目标与任务： 通过自学熟悉并掌握静电场、恒定电场和恒定磁场的基本方程和边界条件： 掌握电位函数的基本方程及其边界条件：理解磁矢位和磁标位的提出、所满足的 基本方程及其边界条件：掌握镜像法及其在一些简单问题中的应用。 章节学习效果检测： 书面作业，教材课后题：3.1,3.5,3.6,3.7,3.21,3.24,3.26 网络教学平台相关题目 在线测试相关题目 学习困惑与建议： 对学习过程中碰到的问题可通过网络教学平台学习讨论区发布相关话题。对 课程授课或学习方面的各种问题也可面对面或通过网络教学平台提出自己的意 见和建议

4、导体球面的镜像； 5、导体圆柱面的镜像； 6、介质平面的镜像； 课前自主学习目标与任务: 通过自学熟悉并掌握静电场、恒定电场和恒定磁场的基本方程和边界条件； 掌握电位函数的基本方程及其边界条件；理解磁矢位和磁标位的提出、所满足的 基本方程及其边界条件；掌握镜像法及其在一些简单问题中的应用。 章节学习效果检测: 书面作业，教材课后题：3.1，3.5，3.6，3.7，3.21，3.24，3.26 网络教学平台相关题目 在线测试相关题目 学习困惑与建议: 对学习过程中碰到的问题可通过网络教学平台学习讨论区发布相关话题。对 课程授课或学习方面的各种问题也可面对面或通过网络教学平台提出自己的意 见和建议