工程電磁場教案

1、衢 州 學(xué) 院教 案課程名稱： 工程電磁場 課程類型：理論課 理論、實(shí)踐課 實(shí)踐課總學(xué)時(shí)數(shù)： 34 周學(xué)時(shí)數(shù)： 3 授課教師： 授課年級(jí)、專業(yè)、班級(jí)： 授課學(xué)期： 至 學(xué)年第 學(xué)期教材名稱： 工程電磁場導(dǎo)論 2016年 9 月 10 日授課內(nèi)容本課程緒論第零章 矢量分析和場的概念0.1 矢量的代數(shù)運(yùn)算0.2 場的基本概念0.3 標(biāo)量場的梯度教學(xué)時(shí)數(shù)2授課類型課堂講學(xué)教學(xué)目標(biāo)工程電磁場課程的主要內(nèi)容及其學(xué)習(xí)方法、教學(xué)及考核方法； 要求熟練掌握矢量的代數(shù)運(yùn)算、場的基本概念、直角坐標(biāo)系中標(biāo)量場的梯度教學(xué)重點(diǎn)距離矢量、點(diǎn)積、叉積教學(xué)難點(diǎn)梯度的幾何與物理意義教學(xué)方法與手段多媒體教學(xué)與板書相結(jié)合教學(xué)過程按

2、以下內(nèi)容要點(diǎn)逐個(gè)講授：一、緒論1、課程的主要內(nèi)容2、課程學(xué)習(xí)方法；3、教學(xué)及考核方法；二、矢量的代數(shù)運(yùn)算1、矢量的代數(shù)運(yùn)算（1）加減運(yùn)算（2）單位矢量和數(shù)乘2、標(biāo)量積與矢量積（1）數(shù)乘運(yùn)算（2）點(diǎn)乘運(yùn)算（3）叉乘運(yùn)算3、矢量的混合積三、場的基本概念1、標(biāo)量場引出標(biāo)量場的等值面方程2、矢量場引出矢量場的矢量線方程3、靜態(tài)場和時(shí)變場4、場點(diǎn)和源點(diǎn)的基本概念和相互關(guān)系四、標(biāo)量場的梯度1、方向?qū)?shù)的概念2、梯度的定義注意：此處重點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生理解梯度方向和大小的物理意義。（3）哈密爾頓算子的定義引入漢密爾頓算子有：則梯度可表示為：討論、練習(xí)與作業(yè)課后反思授課內(nèi)容第零章 矢量分析和場的概念0.4 矢量場的散

3、度與旋度；0.5 矢量積分定理教學(xué)時(shí)數(shù)2授課類型課堂講學(xué)教學(xué)目標(biāo)要求熟練掌握矢量場的散度與旋度；理解矢量場的通量與環(huán)量以及三個(gè)常用矢量積分定理和亥姆霍茲定理。教學(xué)重點(diǎn)散度與旋度意義及坐標(biāo)表達(dá)式；高斯散度定理、斯托克斯定理以及亥姆霍茲定理的意義。教學(xué)難點(diǎn)散度與旋度的幾何與物理意義。教學(xué)方法與手段多媒體教學(xué)與板書相結(jié)合教學(xué)過程按以下內(nèi)容逐個(gè)講授：一、矢量場的散度1、矢量場的通量通量是一個(gè)標(biāo)量。當(dāng)場矢量與曲面法線方向之間夾角為銳角時(shí)，；當(dāng)場矢量與曲面法線方向之間夾角為鈍角時(shí)，；當(dāng)場矢量與曲面法線方向垂直時(shí)，若，則表示流出閉合面的通量大于流入的通量，說明有矢量線從閉合面內(nèi)散發(fā)出來。若，則表示流入閉合面

4、的通量大于流出的通量，說明有矢量線被吸收到閉合面內(nèi)。若，則表示流出閉合面的通量與流入的通量相等，說明矢量線處于某種平衡狀態(tài)。2、散度的定義應(yīng)用散度概念可以分析矢量場中任一點(diǎn)的情況。在 點(diǎn)，若，則表明 點(diǎn)有正源；若，則表明 點(diǎn)有負(fù)源。 為正值時(shí)，其數(shù)值越大，正源的發(fā)散量越大； 為負(fù)值時(shí)，其絕對值越大，表明這個(gè)負(fù)源吸收量越大。若，則表明該點(diǎn)無源。如果在場中處處有，則稱此場為無源場，或稱為無散場。3、散度的計(jì)算4、散度的運(yùn)算5、高斯散度定理又稱為高斯-奧斯特洛格拉特斯基公式。它的意義在于給出了閉合曲面積分與體積分之間的等價(jià)互換關(guān)系。二、矢量場的旋度1、矢量場的環(huán)量環(huán)量是描述矢量場特征的量，是一個(gè)標(biāo)量

5、。由定義式可知，它的數(shù)值不僅與場矢量 有關(guān)，而且與回路的形狀和取向有關(guān)。這說明表示的是場矢量沿的總體旋轉(zhuǎn)特性。2、環(huán)量面密度取極限得到在 點(diǎn)的環(huán)量面密度。若極限存在，則環(huán)量面密度與法線方向有關(guān)，與l的形狀無關(guān)。環(huán)量面密度的大小反映了在 點(diǎn)繞en方向旋轉(zhuǎn)的強(qiáng)弱情況。它與取定的方向en有關(guān)。在空間的一點(diǎn)，方向en可以任意選取。隨著en方向的改變，環(huán)量面密度將連續(xù)變化。在環(huán)量面密度最大的方向上，場矢量的旋轉(zhuǎn)性最強(qiáng)。為了表述這種特性，引入旋度的概念。3、旋度的定義環(huán)量面密度是一個(gè)與方向有關(guān)的量，正如在標(biāo)量場中，方向?qū)?shù)與方向有關(guān)一樣。 若在矢量場 中的一點(diǎn) 處存在矢量，它的方向是 在該點(diǎn)環(huán)量面密度最大

6、的方向，它的模就是這個(gè)最大的環(huán)量面密度，則稱矢量 為矢量場 在點(diǎn) 的旋度，記為，且引導(dǎo)學(xué)生分析旋度的物理意義4、旋度的計(jì)算5、斯托克斯定理旋度在曲面法線方向的投影就是沿法線方向的環(huán)量面密度。將此面密度進(jìn)行面積分就得到這個(gè)曲面上的環(huán)量，也就是矢量沿曲面邊界的線積分。 斯托克斯定理的意義在于給出了閉合曲線積分與面積分的等價(jià)互換關(guān)系。三、哈密爾頓算子的運(yùn)算1、哈密爾頓算子的作用規(guī)則哈密爾頓算子是一個(gè)矢量形式的算子，具有微分運(yùn)算和矢量運(yùn)算的功能。它不是一個(gè)函數(shù)，也不是一個(gè)物理量，僅表示一種運(yùn)算。只有作用在空間函數(shù)上才有意義。用算子表示梯度、散度和旋度：2、拉普拉斯算子直角坐標(biāo)系：圓柱坐標(biāo)系：球坐標(biāo)系：

7、格林公式：3、關(guān)于兩個(gè)算子的重要運(yùn)算P334頁。四、亥姆霍茲定理空間區(qū)域V上的任意矢量場F，如果它的散度、旋度和邊界條件為已知，則該矢量場唯一確定。亥姆赫茲定理表明，空間矢量場由他的散度和旋度唯一得確定。在后面的課程內(nèi)容中，針對電場、磁場和交變電磁場，重點(diǎn)研究散度和旋度。亥姆赫茲定理是研究電磁場理論的主線。討論、練習(xí)與作業(yè)課后反思授課內(nèi)容第1章 靜電場1、電場強(qiáng)度與電位2、高斯定理3、靜電場基本方程4、靜電場的邊值問題教學(xué)時(shí)數(shù)2授課類型課堂講學(xué)教學(xué)目標(biāo)理解電場強(qiáng)度與電位的定義、電場強(qiáng)度線積分與路徑無關(guān)的性質(zhì)和電場強(qiáng)度與電位之間的關(guān)系；了解靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)，極化強(qiáng)度和電位移向量；掌握高斯通

8、量定理和無旋性構(gòu)成的靜電場的基本方程及電場強(qiáng)度、電位和電位移在不同媒質(zhì)分界面的邊界條件，泊松方程和拉斯方程，了解求解邊值問題的常用的方法和場的實(shí)驗(yàn)研究；教學(xué)重點(diǎn)庫侖定理；高斯定理；泊松方程；拉普拉斯方程；教學(xué)難點(diǎn)電場強(qiáng)度與電位之間的關(guān)系教學(xué)方法與手段多媒體教學(xué)與板書相結(jié)合教學(xué)過程按以下內(nèi)容逐個(gè)講授：一、梳理靜電場知識(shí)結(jié)構(gòu)靜電場是相對觀察者靜止且量值不隨時(shí)間變化的電荷所產(chǎn)生的電場。它是電磁理論最基本的內(nèi)容。由此建立的物理概念、分析方法在一定條件下可應(yīng)用推廣到恒定電場、恒定磁場及時(shí)變場。其知識(shí)結(jié)構(gòu)如下圖：二、電場強(qiáng)度與電位從庫侖定理出發(fā)引出電場強(qiáng)度、電位移矢量、電位、電力線和等位面的基本概念和及它

9、們的數(shù)學(xué)表示；1、庫侖定理： 2、電場強(qiáng)度：單個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場強(qiáng)度：一般情況：分別引出離散點(diǎn)電荷、線電荷、面電荷和體電荷的疊加公式。體電荷：面電荷：線電荷：3、旋度與環(huán)路定理靜電場旋度恒等于零->靜電場是無旋場環(huán)路定理：->電場力作功與路徑無關(guān)4、點(diǎn)位函數(shù)電位與電場強(qiáng)度積分的關(guān)系：選定參考點(diǎn)P0，即，那么得到P點(diǎn)電位：此處距離說明電位參考點(diǎn)的選擇原則。5、電力線6、等電位面三、高斯定理1、靜電場中的導(dǎo)體處在靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體的靜電特性： （1）導(dǎo)體內(nèi)部電場為零。 （2）導(dǎo)體為一等位體，導(dǎo)體表面為等位面。 （3）電荷（或感應(yīng)電荷）分布在導(dǎo)體表面上，形成面電荷。 （4）導(dǎo)體表面上任

10、一點(diǎn)的電場強(qiáng)度與導(dǎo)體表面垂直。 特點(diǎn)：處在靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體是一等位體，內(nèi)部電場為零，其內(nèi)沒有電荷，電荷以面密度分布在其表面。2、靜電場中的電介質(zhì)電介質(zhì)：其內(nèi)部存在的帶電粒子，受到原子內(nèi)在力、分子內(nèi)在力或分子之間的作用力不能自由運(yùn)動(dòng)，這樣的物質(zhì)稱為電介質(zhì)。外加電場力的作用下，非極性分子正、負(fù)電荷的作用中心不再重合，極性分子的電矩發(fā)生轉(zhuǎn)向，它們的等效電偶極矩的矢量和不再為零。處在電場中的電介質(zhì)，在電場力的作用下其分子發(fā)生的這種變化現(xiàn)象稱為電介質(zhì)的極化現(xiàn)象。 電極化強(qiáng)度表示電介質(zhì)的極化程度：單位C/m2，物理意義：電偶極矩體密度對于電偶極子：單個(gè)電偶極子產(chǎn)生的電位：3、高斯定理（1）真空中的高斯

11、定理微分形式：積分形式：（2）電介質(zhì)中的高斯定理微分形式：積分形式：4、用高斯定理計(jì)算靜電場高斯定律適用于任何情況，但僅具有一定對稱性的場才有解析解。四、靜電場基本方程1、靜電場基本方程微分形式：，積分形式：，輔助方程：，2、分界面上的銜接條件，電位移矢量法向連續(xù)；，電場切向分量連續(xù)；電位連續(xù)，。五、靜電場的邊值問題1、泊松方程和拉普拉斯方程泊松方程：拉普拉斯方程：2、靜電場邊值問題靜電場的基本計(jì)算問題，歸納起來可以分成兩類：第一類是已知電荷分布，求電場強(qiáng)度E或電位j；第二類是已知電場強(qiáng)度 或電位j，求電荷分布。三類邊值問題：第一類邊值問題（或狄里赫利問題）：第二類邊值問題（或紐曼問題）：第三

12、類邊值問題（或混合邊值問題）：，3、唯一性定理在靜電場中，滿足給定邊界條件的電位微分方程的解是唯一的。討論、練習(xí)與作業(yè)作業(yè)1-21課后反思授課內(nèi)容第1章 靜電場1.1 分離變量法1.2 有限積分法1.3 鏡像法和電軸法1.4 電容和部分電容1.5 靜電能量與力教學(xué)時(shí)數(shù)2授課類型課堂講學(xué)教學(xué)目標(biāo)重點(diǎn)掌握分離變量法。掌握電軸法和鏡象法計(jì)算簡單的電場問題；了解電容的計(jì)算原則及導(dǎo)體系統(tǒng)部分電容的概念；理解能量、能量密度和力的概念掌握它們的計(jì)算。教學(xué)重點(diǎn)分離變量法；電軸法；鏡像法教學(xué)難點(diǎn)疊加原理的分別和獨(dú)立作用原則、求解邊值問題教學(xué)方法與手段多媒體教學(xué)與板書相結(jié)合教學(xué)過程按以下內(nèi)容逐個(gè)講授：一、分離變量

13、法方法步驟：寫出邊值問題（微分方程和邊界條件）分離變量，將偏微分方程分離成幾個(gè)常微分方程；利用邊界條件確定積分常數(shù)，最終得到電位的解。解常微分方程，并疊加得到通解； 分析例題1-5-1。二、有限積分法將場域分割為許多網(wǎng)格，應(yīng)用差分原理，將求解連續(xù)函數(shù)的微分方程問題轉(zhuǎn)換為求解網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)上的代數(shù)方程組的問題。課外：MATLAB有限元分析。三、鏡像法和電軸法鏡像法和電軸法是靜電場唯一性定理的最直接應(yīng)用，通過虛設(shè)某種電荷分布所產(chǎn)生的靜電場，來模擬實(shí)際的電場分布。 1、鏡像法分析例題1-7-1。2、電軸法兩平行長直圓柱帶電導(dǎo)體線電荷密度為,電荷沿圓柱導(dǎo)體表面分布不均勻, 直接求解電場困難。這兩根線電荷的位

14、置實(shí)際上就是圓柱導(dǎo)體所帶電荷的對外作用中心線，稱之為等效電軸。只需確定兩圓柱導(dǎo)體等效電軸的位置，然后以在該放置一對等量異號(hào)線電荷的場代為解之，這種求解方法稱為電軸法。四、電容和部分電容1、電容器電容電容只與兩導(dǎo)體的幾何尺寸、相互位置及周圍的介質(zhì)有關(guān)，而與所帶的電荷、電壓無關(guān)。 2、部分電容靜電獨(dú)立系統(tǒng)：一個(gè)多導(dǎo)體系統(tǒng)，所有電通量密度全部由系統(tǒng)內(nèi)的帶電體發(fā)出，又全部終止于系統(tǒng)中的帶電體上，則稱為靜電獨(dú)立系統(tǒng)。分析例1-8-2。五、靜電能量與力電能密度：電場的總能量： 討論、練習(xí)與作業(yè)作業(yè)1-31課后反思授課內(nèi)容第二章 恒定電場1、導(dǎo)電媒質(zhì)中的電流2、電源電動(dòng)勢和局外場強(qiáng)教學(xué)時(shí)數(shù)2授課類型課堂講學(xué)

15、教學(xué)目標(biāo)理解電流與電流密度的定義、歐姆定律的微分形式、功率密度和電流連續(xù)性原理；教學(xué)重點(diǎn)體電流面密度和面電流線密度，傳導(dǎo)電流和運(yùn)流電流，電荷守恒定律電流連續(xù)性方程教學(xué)難點(diǎn)元電流的四種表示方法教學(xué)方法與手段多媒體教學(xué)與板書相結(jié)合教學(xué)過程按以下內(nèi)容逐個(gè)講授：一、電流和電流密度1、電流及電流密度的概念三種電流：傳導(dǎo)電流電荷在導(dǎo)電媒質(zhì)中的定向運(yùn)動(dòng)；運(yùn)流電流帶電粒子在真空中的定向運(yùn)動(dòng)；位移電流隨時(shí)間變化的電場產(chǎn)生的假想電流。電流體密度： 2、元電流的四種表示方式元電流是元電荷以速度 v 運(yùn)動(dòng)形成的電流。體電流密度面電流密度線電流密度3、歐姆定理積分形式：電壓、電流、電阻表示微分形式：電流密度和電場強(qiáng)度表

16、示4、焦耳定理積分形式：電壓、電流、電阻表示微分形式：電流密度和電場強(qiáng)度表示二、電動(dòng)勢三、局外場強(qiáng)電源電動(dòng)勢是電源本身的特征量，與外電路無關(guān)。有局外力做功等效的局外電動(dòng)勢。四、恒定電場恒定電場的基本方程：本構(gòu)關(guān)系：恒定電場的邊界條件：，電位方程：，邊界條件：討論、練習(xí)與作業(yè)作業(yè)：2-3課后反思授課內(nèi)容第二章 恒定電場3、恒定電流場的基本方程4、恒定電流場與靜電場的比擬5、電導(dǎo)和部分電導(dǎo)教學(xué)時(shí)數(shù)2授課類型課堂講學(xué)教學(xué)目標(biāo)掌握導(dǎo)電媒質(zhì)中的恒定電場的基本方程和不同媒質(zhì)分界面上的邊界條件；理解導(dǎo)電媒質(zhì)中的恒定電場靜電場的比擬；了解接地電阻與跨步電壓的概念。教學(xué)重點(diǎn)穩(wěn)恒電流場的基本方程及其邊界條件，與介

17、質(zhì)中靜電場的對偶關(guān)系教學(xué)難點(diǎn)計(jì)算電導(dǎo)的靜電比擬法及其它多種計(jì)算電導(dǎo)的方法：設(shè)電流法、設(shè)電壓法、積分法等教學(xué)方法與手段多媒體教學(xué)與板書相結(jié)合教學(xué)過程一、恒定電流場的基本方程從兩個(gè)物理意義上理解：電流密度矢量的散度和通量；電場強(qiáng)度的旋度和環(huán)路積分。例2.3.1 導(dǎo)體與理想介質(zhì)分界面上的銜接條件：（1）分界面導(dǎo)體側(cè)的電流一定與導(dǎo)體表面平行；（2）導(dǎo)體與理想介質(zhì)分界面上必有面電荷；（3）電場切向分量不為零，導(dǎo)體非等位體，導(dǎo)體表面非等位面。二、恒定電流場與靜電場的比擬兩種場可以比擬的條件：（1）微分方程相同；（2）場域幾何形狀及邊界條件相同；（3）媒質(zhì)分界面滿足相同的比例關(guān)系。三、電導(dǎo)和部分電導(dǎo)重點(diǎn)解釋

18、電導(dǎo)、部分電導(dǎo)和接地電阻的概念。討論、練習(xí)與作業(yè)課后反思授課內(nèi)容第三章 恒定磁場1、磁感應(yīng)強(qiáng)度2、安倍環(huán)路定理3、恒定磁場的基本方程4、恒定磁場的邊值問題教學(xué)時(shí)數(shù)2授課類型課堂講學(xué)教學(xué)目標(biāo)理解磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁場強(qiáng)度、磁化強(qiáng)度的定義及三者間關(guān)系和磁通連續(xù)性原理；了解磁偶極子、偶極矩、磁化率和磁化電流的概念；理解并會(huì)用畢奧沙伐定律和安培環(huán)路定律；掌握恒定磁場的基本方程和鏡象電流法；理解磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁場強(qiáng)度在不同媒質(zhì)分界面上的邊界條件；教學(xué)重點(diǎn)磁通連續(xù)性原理；安培環(huán)路定律；真空中磁場的基本方程；三種傳導(dǎo)電流即線電流、面電流、體電流分布的磁矩及其磁場；穩(wěn)恒磁場對磁偶極子的作用力矩；磁感應(yīng)強(qiáng)度法向分量的連

19、續(xù)性；磁場強(qiáng)度切向分量的躍變；教學(xué)難點(diǎn)計(jì)算兩無限長直線電流的矢勢和磁場；磁偶極子的矢勢和磁場；理想導(dǎo)磁體表面上的磁場及其與導(dǎo)體表面上電場的比較； 教學(xué)方法與手段多媒體教學(xué)與板書相結(jié)合教學(xué)過程以下內(nèi)容逐個(gè)講授：一、恒定磁場的基本規(guī)律1、安倍力定理和磁感應(yīng)強(qiáng)度（畢奧沙伐定律）畢奧沙伐定律 適用于無限大均勻媒質(zhì)。2、磁通連續(xù)性原理： ， 表明 B 是無頭無尾的閉合線，恒定磁場是無源場。3、安倍環(huán)路定理三、介質(zhì)的磁化磁介質(zhì)的本構(gòu)關(guān)系：磁介質(zhì)中的基本方程：，有磁介質(zhì)存在時(shí)，場中的 B 是自由電流和 磁化電流共同作用，在真空中產(chǎn)生的。三、恒定磁場的基本方程基本方程：，邊界條件：， ，四、恒定磁場的邊值問題

20、結(jié)合靜電場和恒定電場總結(jié)靜態(tài)場的三類邊值問題。討論、練習(xí)與作業(yè)作業(yè)：3-7課后反思授課內(nèi)容第三章 恒定磁場5、矢量磁位和標(biāo)量磁位6、鏡像法7、電感8、磁場能量和磁場力9、磁路及其計(jì)算教學(xué)時(shí)數(shù)2授課類型課堂講學(xué)教學(xué)目標(biāo)理解磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁場強(qiáng)度、標(biāo)量磁位、矢量磁位在不同媒質(zhì)分界面上的邊界條件；掌握兩種位函數(shù)滿足的方程；了解電感的定義和計(jì)算原則；掌握磁場能量和磁場力的計(jì)算；掌握磁路的概念和計(jì)算。教學(xué)重點(diǎn)磁場強(qiáng)度切向分量的躍變及其矢勢表示式；不同媒質(zhì)間磁場邊界條件的三種表達(dá)式，即積分式、微分式、矢勢式或標(biāo)勢式；磁場的能量；磁場的能量密度教學(xué)難點(diǎn)求解穩(wěn)恒磁場的5種方法，即畢奧薩伐爾定律、安培環(huán)路定律、矢

21、勢法、泊松方程的直接積分法、磁標(biāo)勢法；磁場的自能和互能。教學(xué)方法與手段多媒體教學(xué)與板書相結(jié)合教學(xué)過程一、矢量磁位由磁感應(yīng)強(qiáng)度散度為零導(dǎo)出矢量磁位；解析例題3-8。泊松方程和拉普拉斯方程。二、標(biāo)量磁位由磁場強(qiáng)度旋度為零導(dǎo)出標(biāo)量磁位；無電流區(qū)域適用泊松方程。三、恒定磁場計(jì)算的鏡像法四、電感分析自感和互感物理意義五、磁場能量和磁場力磁場能量密度：磁場的總能量：六、磁路及其計(jì)算討論、練習(xí)與作業(yè)課后反思授課內(nèi)容第四章 時(shí)變電磁場1、法拉第電磁感應(yīng)定理2、位移電流教學(xué)時(shí)數(shù)2授課類型課堂講學(xué)教學(xué)目標(biāo)理解電磁感應(yīng)定律、時(shí)變條件下的電流連續(xù)性方程教學(xué)重點(diǎn)法拉第電磁感應(yīng)定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式；感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流的方向

22、與磁場方向的關(guān)系；感生電動(dòng)勢和動(dòng)生電動(dòng)勢的計(jì)算；感應(yīng)電場；位移電流、全電流的連續(xù)性和全電流定律；教學(xué)難點(diǎn)運(yùn)動(dòng)線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢的計(jì)算；位移電流的計(jì)算；教學(xué)方法與手段多媒體教學(xué)與板書相結(jié)合教學(xué)過程按以下內(nèi)容逐個(gè)講授：一、法拉第電磁感應(yīng)定理1、法拉第電磁感應(yīng)定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式；法拉第電磁感應(yīng)定律：推廣的電磁感應(yīng)定律：，2、感生電動(dòng)勢和動(dòng)生電動(dòng)勢3、感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流的方向與磁場方向的關(guān)系；二、位移電流1、位移電流的概念：位移電流密度 2、全電流定律（）通過平板電容器的例子理解全電流的連續(xù)性），討論、練習(xí)與作業(yè)作業(yè)：4-1課后反思授課內(nèi)容第四章 時(shí)變電磁場3、麥克斯韋方程組4、時(shí)變電磁場的邊界條件教

23、學(xué)時(shí)數(shù)2授課類型課堂講學(xué)教學(xué)目標(biāo)掌握麥克斯韋方程及其物理意義；教學(xué)重點(diǎn)麥克斯韋方程組；洛侖茲力公式；同軸線介質(zhì)中的電場和內(nèi)、外導(dǎo)體表面上的電荷面密度； 教學(xué)難點(diǎn)洛侖茲條件。教學(xué)方法與手段多媒體教學(xué)與板書相結(jié)合教學(xué)過程按以下內(nèi)容逐個(gè)講授：一、麥克斯韋方程組微分形式：，積分形式：本構(gòu)關(guān)系：，四個(gè)方程的物理意義：（1）全電流定律：麥克斯韋第一方程，表明傳導(dǎo)電流和變化 的電場都能產(chǎn)生磁場。（2）電磁感應(yīng)定律：麥克斯韋第二方程，表明電荷和變化的磁場都能產(chǎn)生電場。（3）磁通連續(xù)性原理：表明磁場是無源場 , 磁力線總是閉合曲線（4）高斯定律：表明電荷以發(fā)散的方式產(chǎn)生電場 (變化的磁場以渦旋的形式產(chǎn)生電場)。

24、二、時(shí)變電磁場的邊界條件邊界條件： 例題4.2.1：在理想導(dǎo)體內(nèi)部無電磁場，電磁波發(fā)生全反射。例：同軸線介質(zhì)中的電場和內(nèi)、外導(dǎo)體表面上的電荷面密度。三、洛倫茲條件四、波動(dòng)方程 無源區(qū)的波動(dòng)方程，電磁場的位函數(shù)，位函數(shù)的波動(dòng)方程：討論、練習(xí)與作業(yè)課后反思授課內(nèi)容第四章 時(shí)變電磁場5、時(shí)變電磁場的能量與能流教學(xué)時(shí)數(shù)2授課類型課堂講學(xué)教學(xué)目標(biāo)理解坡印廷矢量的含義并會(huì)應(yīng)用坡印廷定理分析電磁能傳輸?shù)膯栴}；教學(xué)重點(diǎn)坡印亭定理教學(xué)難點(diǎn)坡印亭矢量理解教學(xué)方法與手段多媒體教學(xué)與板書相結(jié)合教學(xué)過程按以下內(nèi)容逐個(gè)講授：一、時(shí)變電磁場的能量電場能量密度：磁場能量密度：坡印廷定理的積分形式坡印廷矢量：二、時(shí)變電磁場的能

25、流,討論、練習(xí)與作業(yè)課后反思授課內(nèi)容第四章 時(shí)變電磁場6、正弦電磁場7、亥姆霍茲方程8、時(shí)變電磁場中的位函數(shù)教學(xué)時(shí)數(shù)2授課類型課堂講學(xué)教學(xué)目標(biāo)理解動(dòng)態(tài)位與場量間的關(guān)系；了解似穩(wěn)場的概念。教學(xué)重點(diǎn)達(dá)朗貝爾方程教學(xué)難點(diǎn)正弦電磁場的復(fù)振幅和復(fù)矢量教學(xué)方法與手段多媒體教學(xué)與板書相結(jié)合教學(xué)過程按以下內(nèi)容逐個(gè)講授：一、正弦電磁場, ，二、復(fù)矢量的麥克斯韋方程， 三、復(fù)電容率和復(fù)磁導(dǎo)率復(fù)介電常數(shù)：復(fù)磁導(dǎo)率：四、亥姆霍茲方程， ，五、時(shí)變電磁場的位函數(shù),六、惟一性定理 引導(dǎo)學(xué)生理解。討論、練習(xí)與作業(yè)作業(yè)：4-5課后反思授課內(nèi)容第五章 平面電磁波1、無耗媒質(zhì)中的平面電磁波2、導(dǎo)電媒質(zhì)中的平面電磁波教學(xué)時(shí)數(shù)2授課

26、類型課堂講學(xué)教學(xué)目標(biāo)掌握理想介質(zhì)中傳播的均勻平面電磁波的波動(dòng)方程及其解；熟練掌握電磁波在理想介質(zhì)中的傳播特性，包括均勻平面電磁波的波速、波數(shù)和相移常數(shù)、波長，波阻抗，能量密度和能流密度；教學(xué)重點(diǎn)電磁波的波動(dòng)方程及其解；均勻平面波的傳播特性：波速、波數(shù)和相位常數(shù)、波長，波阻抗；電場與磁場間的轉(zhuǎn)換公式；均勻平面波的能量密度和能流密度； 教學(xué)難點(diǎn)均勻平面波的波阻抗； 教學(xué)方法與手段多媒體教學(xué)與板書相結(jié)合教學(xué)過程按以下內(nèi)容逐個(gè)講授：一、無耗媒質(zhì)中的平面電磁波1、平面電磁波的波動(dòng)方程，2、均勻平面電磁波的波速、波數(shù)和相移常數(shù)、波長，波阻抗，波數(shù)，波速，波阻抗二、導(dǎo)電媒質(zhì)中的平面電磁波波動(dòng)方程：， ， ，

27、 ，三、平面電磁波的能量密度和能流密度坡印廷矢量：討論、練習(xí)與作業(yè)作業(yè)：6-5課后反思授課內(nèi)容第五章 平面電磁波3、電磁波的極化、色散、相速和群速4、均勻平面波對分界平面的垂直入射和斜入射教學(xué)時(shí)數(shù)2授課類型課堂講學(xué)教學(xué)目標(biāo)掌握電磁波的極化和均勻平面電磁波的性質(zhì)；理解均勻平面波對分界平面的垂直入射和斜入射教學(xué)重點(diǎn)均勻平面電磁波的極化性質(zhì)；反射和透射。教學(xué)難點(diǎn)左旋和右旋圓極化波與橢圓極化波及其表示式。 教學(xué)方法與手段多媒體教學(xué)與板書相結(jié)合教學(xué)過程按以下內(nèi)容逐個(gè)講授：一、平面電磁波的極化 ， 1、線極化：若，對于一個(gè)給定點(diǎn)上電場矢量的方向隨著時(shí)間變化不變，軌跡是直線。2、圓極化：若， 。電場矢量隨著時(shí)間變化的軌跡是圓。3、橢圓極化，二、平面電磁波的色散、相速和群速波速（相速）群速 三、均勻平面波對分界平面的垂