《電磁學(xué)1》課程教學(xué)大綱

《電磁學(xué)1》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱電磁學(xué)Electromagnetism課程編碼SCC520911030開課院部理學(xué)院課程團(tuán)隊(duì)電磁學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)學(xué)分3.0課內(nèi)學(xué)時(shí)48講授48實(shí)驗(yàn)0上機(jī)0實(shí)踐0課外學(xué)時(shí)64適用專業(yè)地球物理學(xué)授課語言中文先修課程高等數(shù)學(xué)（2-1）課程簡介（必修）本課程是地球物理專業(yè)學(xué)科基礎(chǔ)必修課程，是經(jīng)典物理學(xué)的重要組成部分。課程主要以場的觀點(diǎn)闡述靜電場、靜電場中的導(dǎo)體和電解質(zhì)、穩(wěn)恒電流、穩(wěn)恒磁場、磁介質(zhì)、電磁感應(yīng)及麥克斯韋電磁理論和電磁波。通過課程學(xué)習(xí)，學(xué)生將理解場的物理含義和電磁場的物質(zhì)屬性；理解麥克斯韋方程和電磁波的基本性質(zhì)；初步掌握電磁場作用于導(dǎo)體、電介質(zhì)和磁性物質(zhì)的經(jīng)典唯象描述。學(xué)生將掌握應(yīng)用基本的電磁學(xué)概念和方法將其運(yùn)用到工程基礎(chǔ)和地球物理專業(yè)知識(shí)的能力。Thiscourseisacompulsorycourseforgeophysicalmajorsandanimportantpartofclassicalphysics.Thecoursemainlyelaborateselectrostaticfield,conductorandelectrolyteinelectrostaticfield,steadycurrent,steadymagneticfield,magneticmedium,electromagneticinduction,Maxwell'selectromagnetictheoryandelectromagneticwavefromtheperspectiveoffield.Throughthecourselearning,studentswillunderstandthephysicalmeaningofthefieldandthematerialpropertiesoftheelectromagneticfield;UnderstandtheMaxwellequationandthebasicpropertiesoftheelectromagneticwave;Initiallymastertheelectromagneticfieldactingontheconductor,classicalphenomenologicaldescriptionofdielectricandmagneticsubstances.StudentswillmastertheabilitytoapplybasicelectromagneticconceptsandmethodstoengineeringFoundationandgeophysicalexpertise.負(fù)責(zé)人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標(biāo)序號(hào)代號(hào)課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：能夠描述和列舉電磁學(xué)的基本概念和方法和主要結(jié)果是1.22M2目標(biāo)2：能夠運(yùn)用電磁學(xué)知識(shí)解釋和處理地球物理中電磁相關(guān)問題是1.2三、課程內(nèi)容序號(hào)章節(jié)號(hào)標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點(diǎn)支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時(shí)教學(xué)方式課外學(xué)時(shí)課外環(huán)節(jié)1第一章真空中的靜電場本章重點(diǎn)難點(diǎn)：帶電體的電場強(qiáng)度和電勢的求解，高斯定理的應(yīng)用/////21.1電荷和電荷守恒定律電荷及其量子化，電荷守恒定律，電荷的相對(duì)論不變性M11講授、討論1自學(xué)31.2庫侖定律點(diǎn)電荷，庫侖定律，靜電力的疊加原理M12講授2自學(xué)41.3電場電場強(qiáng)度電場，電場強(qiáng)度；點(diǎn)電荷的場強(qiáng)公式，電場強(qiáng)度和疊加原理，電荷連續(xù)分布的帶電體產(chǎn)生的電場強(qiáng)度；電場線，帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)M12講授4作業(yè)51.4高斯定理E通量；高斯定理，高斯定理的應(yīng)用舉例M13講授4作業(yè)61.5電勢靜電場的環(huán)路定理；電勢差，電勢，電勢疊加原理，關(guān)于電勢參考點(diǎn)選取的討論M12講授4作業(yè)71.6電場強(qiáng)度與電勢的微分關(guān)系等勢面，等勢面的性質(zhì)，電場強(qiáng)度與電勢的微分關(guān)系M11講授1作業(yè)8第二章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：靜電平衡的應(yīng)用，電容器串并聯(lián)應(yīng)用/////92.1導(dǎo)體和電介質(zhì)物質(zhì)的分類方式，導(dǎo)體，電介質(zhì)M11講授1自學(xué)102.2靜電場中的導(dǎo)體導(dǎo)體的靜電平衡條件，導(dǎo)體殼和靜電屏蔽M22講授4作業(yè)112.3靜電場中的電介質(zhì)電介質(zhì)的極化；極化強(qiáng)度矢量，電介質(zhì)的極化規(guī)律M12講授2作業(yè)122.4有電介質(zhì)時(shí)的高斯定理電位移矢量，有電介質(zhì)時(shí)的高斯定理；電介質(zhì)的性質(zhì)方程，電容率，靜電場的邊值關(guān)系：有電介質(zhì)時(shí)的靜電場方程，靜電場的邊值關(guān)系M12講授2作業(yè)132.5電容器的電容孤立導(dǎo)體的電容，電容器，電容器的聯(lián)接；電容式傳感器及其應(yīng)用M11講授1作業(yè)142.6電容器儲(chǔ)能電容器儲(chǔ)能，電場的能量密度；靜電能，連續(xù)帶電體系的靜電能M11講授2作業(yè)15第三章恒定電流本章重點(diǎn)難點(diǎn)：電流場，基爾霍夫方程應(yīng)用/////163.1電流場電流密度矢量，電流的連續(xù)性方程；歐姆定律的微分形式，焦耳定律的微分形式，恒定電流條件M11講授1自學(xué)173.2電動(dòng)勢非靜電力，電動(dòng)勢；一段含源電路的歐姆定律，恒定電流場與恒定電場的基本規(guī)律M11講授1自學(xué)183.3金屬導(dǎo)電的經(jīng)典電子論金屬導(dǎo)電的經(jīng)典電子論的基本概念，根據(jù)經(jīng)典電子論推導(dǎo)歐姆定律的微分形式M11講授2自學(xué)193.4基爾霍夫定律基爾霍夫第一定律，基爾霍夫第二定律M11講授2作業(yè)20第四章恒定磁場本章重點(diǎn)難點(diǎn)：畢薩定律的應(yīng)用，安培環(huán)路定理及應(yīng)用/////214.1磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量；磁感應(yīng)線，洛倫茲力，帶電粒子在均勻磁場中的運(yùn)動(dòng)；霍爾效應(yīng)M11講授1自學(xué)224.2電流的磁場畢-薩定律，磁感應(yīng)強(qiáng)度的疊加原理，典型電流的磁場M22講授4作業(yè)234.3勻速運(yùn)動(dòng)電荷的電磁場勻速運(yùn)動(dòng)電荷的電磁場（非相對(duì)論的），電場和磁場的相對(duì)性M11講授1自學(xué)244.4磁場的高斯定理和安培環(huán)路定理磁場的高斯定理；安培環(huán)路定理M12講授4作業(yè)254.5磁場對(duì)載流導(dǎo)體的作用安培定律，磁場對(duì)平面載流線圈的作用M22講授2作業(yè)26第五章磁介質(zhì)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：有磁介質(zhì)時(shí)的安培環(huán)路定理的應(yīng)用/////275.1磁介質(zhì)的磁化分子電流；磁化強(qiáng)度，磁化電流M12講授2自學(xué)285.2有磁介質(zhì)時(shí)磁場的基本規(guī)律磁場強(qiáng)度，有磁介質(zhì)時(shí)磁場的安培環(huán)路定理；有磁介質(zhì)時(shí)磁場的高斯定理；線性磁介質(zhì)M22講授2作業(yè)295.3鐵磁質(zhì)鐵磁質(zhì)的磁化規(guī)律，鐵磁質(zhì)的分類，鐵磁性的微觀機(jī)理M11講授1自學(xué)30第六章電磁感應(yīng)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：動(dòng)生電動(dòng)勢和感生電動(dòng)勢/////316.1電磁感應(yīng)定律電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，法拉第電磁感應(yīng)定律，楞次定律M12講授4作業(yè)326.2生電動(dòng)勢和感生電動(dòng)勢動(dòng)生電動(dòng)勢和洛倫茲力；感生電動(dòng)勢和感應(yīng)電場，電場的環(huán)流，電磁感應(yīng)與相對(duì)性原理，電子感應(yīng)加速器的原理M22講授4作業(yè)336.3互感和自感互感，自感，互感與自感的關(guān)系，線圈的順接和反接M22講授2作業(yè)346.4磁場的能量自感線圈的磁能，互感線圈的磁能，磁能密度M11講授1作業(yè)35第七章電磁場和電磁波本章重點(diǎn)難點(diǎn)：理解位移電流，麥克斯韋方程組/////367.1位移電流全電流電磁場統(tǒng)一遇到的困難，位移電流假設(shè)，全電流M12講授2作業(yè)377.2麥克斯韋方程組和電磁波麥克斯韋方程組，介質(zhì)的性質(zhì)方程和邊值關(guān)系，麥克斯韋方程組的對(duì)稱性與磁單極子，電磁波M11講授1自學(xué)387.3單色平面電磁波單色波的波動(dòng)方程，平面電磁波；電磁波的能量和能量守恒定律，電磁場的動(dòng)量和動(dòng)量守恒定律，光壓，電磁場是物質(zhì)的一種形態(tài)M10.5講授1自學(xué)397.4電磁波的輻射電偶極振子，電偶極振子發(fā)射的電磁波M10.5講授1自學(xué)四、考核方式序號(hào)考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評(píng)占比1平時(shí)作業(yè)1.每周布置2-3道題目，平均每次課1道題以上。2.成績采用百分制，根據(jù)作業(yè)完成準(zhǔn)確性、是否按時(shí)上交、是否獨(dú)立完成評(píng)分。3.考核學(xué)生對(duì)電磁學(xué)基本知識(shí)的掌握能力，學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題、解決問題的能力題型主要有證明題和計(jì)算題。20%2網(wǎng)上在線測試1.利用課程網(wǎng)站在線測試系統(tǒng)，對(duì)每章所學(xué)內(nèi)容網(wǎng)上在線測試。2.考核學(xué)生每章學(xué)習(xí)后對(duì)基本知識(shí)的掌握能力，題型主要為選擇題。15%3考勤隨機(jī)點(diǎn)名、刷卡點(diǎn)名等5%4課堂表現(xiàn)隨機(jī)檢查學(xué)生上課精神狀態(tài)、回答問題情況10%5期末考試1.閉卷考試，成績采用百分制，卷面成績總分100分。2.主要考核學(xué)生對(duì)電磁學(xué)基本知識(shí)的掌握能力，學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題、解決問題的能力，題型主要有選擇題、簡答題和計(jì)算題等。50%五、評(píng)分細(xì)則序號(hào)課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評(píng)分等級(jí)1M2平時(shí)作業(yè)30%A-按時(shí)提交作業(yè)，對(duì)作業(yè)中對(duì)應(yīng)的電磁學(xué)知識(shí)點(diǎn)理解無誤。B-按時(shí)提交作業(yè)，對(duì)上述知識(shí)點(diǎn)理解存在少量錯(cuò)誤。C-按時(shí)提交作業(yè)，對(duì)上述知識(shí)點(diǎn)理解存在一定量錯(cuò)誤。D-未按時(shí)提交作業(yè)或?qū)ι鲜鲋R(shí)點(diǎn)理解存在大量錯(cuò)誤。2M1網(wǎng)上在線測試60%按照答對(duì)題目個(gè)數(shù)與總答題目個(gè)數(shù)的百分比換算成百分制分?jǐn)?shù)3M1課堂表現(xiàn)40%A-上課注意力集中，積極參與討論，回答問題無誤。B-上課注意力集中，積極參與討論，回答問題有少量錯(cuò)誤。C-上課注意力不集中，回答問題有少量錯(cuò)誤。D-上課注意力不集中，回答問題錯(cuò)誤。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期末考試70%（見試卷評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)）評(píng)分等級(jí)說明：[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-74,0-59];[