電磁場原理授課教案

1量分課程教（按章編寫課程名稱：電磁場原理適用專業(yè)：電氣工程及自動化2《電磁場原理》，主編，重慶大學(xué)訂，高等教育1999年6月第三版《電磁場》編，高等教育2008年6《ElectromagneticfieldsandwavesRobertR.G.等編著HigherEducationPress,2006編寫時間：編寫時間：20101學(xué)時分61241012866一、教學(xué)目標(biāo)及基本要求

1量通過課程的介紹，知道“電磁場原理”課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容、作用；課程的特點(diǎn)、已具有的基礎(chǔ)；學(xué)習(xí)的重點(diǎn)、難點(diǎn)和解決的辦法；、參考書和教學(xué)時間安排；本課程學(xué)習(xí)的基本要求等等。對矢量分析章節(jié)的學(xué)習(xí)，要建立起標(biāo)量場和矢量場的概念，掌握梯度、散度和旋度等“三度”運(yùn)算，以及此基礎(chǔ)上的場函數(shù)的高階微分計算。掌握矢量的基本運(yùn)算法則和相應(yīng)的微分、積分方法，學(xué)會按矢量場的散度和旋度分析場的基本屬性。掌握矢量微分算符的基本應(yīng)用以及散度定理和定理，了解場的二、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時分配矢量代數(shù)與位置矢量（0.5學(xué)時標(biāo)量場及其梯度（1學(xué)時矢量場的通量及散度（1學(xué)時矢量場的環(huán)量及旋度（1學(xué)時場函數(shù)的高階微分運(yùn)算（1學(xué)時矢量場的積分定理（0.5學(xué)時定理（0.5學(xué)時圓柱坐標(biāo)系與球坐標(biāo)系（0.5學(xué)時三、教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)重場概念的建微分矢量算符 的理解和直角坐標(biāo)系中的應(yīng)散度、旋度概念的理解及檢源的作四、教學(xué)內(nèi)容的深化與拓寬五、教學(xué)方式與及教學(xué)過程中應(yīng)注意的問采用多利用電子課件進(jìn)行教學(xué)，在教學(xué)過程中應(yīng)注意 教學(xué)，要更加重視課內(nèi)講授的方式，在必要的地方應(yīng)輔以粉筆板書。同時，要求學(xué)生課前預(yù)習(xí)及課后復(fù)習(xí)，以便更好地掌握所學(xué)內(nèi)容本課程的教學(xué)內(nèi)容較多而教學(xué)時數(shù)相對較少，在講授本課程時，著重講重點(diǎn)、講難點(diǎn)、講思路、講方法。學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程時，應(yīng)把重點(diǎn)放在掌握研究問題的基本思路和方法上，著重于能力的培養(yǎng)。六、課外學(xué)七、習(xí)題2章靜電一、教學(xué)目標(biāo)及基本要求

2章通過靜電場的學(xué)習(xí)，進(jìn)一步建立場的概念，用電場強(qiáng)度矢量場和電位標(biāo)量場來描述同一個靜電場，掌握兩個表述量之間的關(guān)系。掌握定性的分析電場的分布，確定計算區(qū)域，在建立的合適坐標(biāo)系中利用電場強(qiáng)度表達(dá)式、定理以及邊值問題來計算空間的電場分布。掌握靜電場中的介質(zhì)極化的定量描述及極化電荷的計掌握靜電場的基本方程（微分、積分形式）物理意義，不同介質(zhì)分界面的銜接條件?；谖ㄒ恍远ɡ?，利用等效觀點(diǎn)來分析計算特殊復(fù)雜電場（靜電場的間接求解方法。掌握靜電場能量分布的特點(diǎn)及靜電場能量計算二、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時分配第一節(jié)庫侖定律電場強(qiáng)度（2學(xué)時）第二節(jié)靜電場的無旋性及電位（2學(xué)時）（1學(xué)時）第四節(jié)定律（1學(xué)時）（1學(xué)時）第六節(jié)電位的微分方程與邊值問題（1學(xué)時）（2學(xué)時）第八節(jié)電容與部分電容（1學(xué)時）第九節(jié)靜電能量與力（1學(xué)時三、教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)電場強(qiáng)度和電位的物理含義，靜電場的無旋性靜電場的基本特性與基本方程（微分、積分兩種形式靜電場的唯一性定理，靜電場邊值問題，一維邊值問題的求解靜電場的泊松方程和方程的建定律的應(yīng)用介質(zhì)的極化及極化電荷密度的計四、教學(xué)內(nèi)容的深化與拓寬種結(jié)論，是授課內(nèi)容的延續(xù)。五、教學(xué)方式與及教學(xué)過程中應(yīng)注意的問充分利用多教學(xué)，圍繞教學(xué)基本要求進(jìn)行教學(xué)本章是進(jìn)入電磁場理論學(xué)習(xí)的開篇。它不僅為學(xué)習(xí)靜態(tài)場打下必要的基礎(chǔ)，也為時變場的有關(guān)內(nèi)容的較好掌握提供一條途徑。在教學(xué)過程中，應(yīng)注重突出重點(diǎn)，多采用啟發(fā)式教學(xué)以及和電磁學(xué)所學(xué)知識的相互聯(lián)系。通過典型例題的分析，容易犯的錯誤，并要求學(xué)生在解算習(xí)題過程中，采用正確、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牟襟E。六、課外學(xué)電軸法七、習(xí)題3章恒定電一、教學(xué)目標(biāo)及基本要求

3章恒定電了解恒定電場的形成與特點(diǎn)，通過恒定電場的學(xué)習(xí)，掌握恒定電場的基本方程及物理含義。基于唯一性定理，按靜電比擬，借鑒靜電場的類似求解方法，掌握求解恒定電場的方法。分析恒定電場與靜電場的異同點(diǎn)，通過較熟悉的靜電場內(nèi)容更好地把握恒定電場的特對定性的分析電場分布的思路和做法有清楚的了解二、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時分配第一節(jié)電流與電流密度（1學(xué)時第二節(jié)恒定電場的基本方程（1學(xué)時（1學(xué)時）第四節(jié)電導(dǎo)與電阻（1學(xué)時）三、教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)恒定電場概念及恒定電流的連續(xù)性導(dǎo)電媒質(zhì)中恒定電場的基本方程，媒質(zhì)分界面上的銜接條件。恒定電場的拉斯方程。靜電比擬導(dǎo)體與理想介質(zhì)分界面銜接條件恒定電場和電導(dǎo)的計四、教學(xué)內(nèi)容的深化與拓寬五、教學(xué)方式與及教學(xué)過程中應(yīng)注意的問充分利用多教學(xué)，圍繞教學(xué)基本要求進(jìn)行教學(xué)，應(yīng)注意突出重點(diǎn)，多采用啟發(fā)式教學(xué)以及教師和學(xué)生的互動六、相關(guān)的實踐性環(huán)節(jié)電源的認(rèn)識及應(yīng)用，新能源向電能轉(zhuǎn)化的展示與分析七、課外學(xué)接地電阻及在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用等內(nèi)容八、習(xí)題4章恒定磁一、教學(xué)目標(biāo)及基本要求

4章恒定磁借鑒定律求解電場的思路，掌握利用環(huán)路定律求解磁場的方法掌握恒定磁場基本方程的微分、積分形式及物理意義二、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時分配（1學(xué)時）第二節(jié)磁矢量位（1學(xué)時）第三節(jié)真空中的環(huán)路定律（1.5學(xué)時第四節(jié)媒質(zhì)磁化環(huán)路定律的一般形式（1學(xué)時）第五節(jié)磁標(biāo)量位（0.5學(xué)時）（2學(xué)時）第七節(jié)電感（1.5學(xué)時）第八節(jié)磁場能量與磁場力（1.5學(xué)時三、教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁矢量位函數(shù)的定義式及其計算，環(huán)路定律及磁場強(qiáng)度的計算磁通連續(xù)性原理，媒質(zhì)的磁化恒定磁場的基本方程，媒質(zhì)分界面上的銜接條件利用電感的定義式計算電磁場能量及其分布的計算，磁場力及其計四、教學(xué)內(nèi)容的深化與拓寬五、教學(xué)方式與及教學(xué)過應(yīng)注意的問圍繞教學(xué)基本要求，充分利用 教學(xué)進(jìn)行教學(xué)在教學(xué)過應(yīng)通過恒定磁場散度和旋度的學(xué)習(xí)，加深對恒定磁場基本特性的理解。強(qiáng)調(diào)磁通連續(xù)性原理的積分和微分關(guān)系式；應(yīng)用磁矢量位計算磁通。利用一般形式的環(huán)路（積分和微分形式六、相關(guān)的實踐性環(huán)節(jié)上網(wǎng)恒定磁場的有關(guān)七、課外學(xué)計算電感的八、習(xí)題5章時變電磁一、教學(xué)目標(biāo)及基本要求

5章時變電磁通過時變電磁場的學(xué)習(xí)，掌握描述電磁場基本特性的基本方程的兩種形式(微分形式、積分形式)，以及表征媒質(zhì)特性的性能方程(構(gòu)成方程)，深刻理解Maxwell方程組的記住時變電場和磁場都有兩種場源，時變電場是有旋有散場。注意時變電磁場與靜態(tài)場邊界條件的異同。熟記坡印亭矢量的定義和描述電磁場能量守恒與轉(zhuǎn)換的坡印亭定理，清楚坡印亭定理的物理意義以及不同條件下坡印亭定理的形式。了解正弦電磁場場量的相量形式，基本方程的相量形式以及坡印廷矢量的平均值計算式。記住動態(tài)位A，的定義以及它們所遵從 方程，知道洛倫茲條件及其包含的數(shù)學(xué)意義和物理意義能夠由電磁場基本方程導(dǎo)出電準(zhǔn)靜態(tài)場和磁準(zhǔn)靜態(tài)場的基本方程，正確理解似穩(wěn)條件及似穩(wěn)區(qū)概念。了解集膚效應(yīng)產(chǎn)生的原因，透入深度的意義，渦流的熱效應(yīng)和去磁效應(yīng)，以及相鄰兩載流導(dǎo)體的鄰近效應(yīng)。二、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時分配電磁感應(yīng)定律（1學(xué)時全電流定律（1學(xué)時電磁場的基本方程分界面邊界條件（1學(xué)時坡印廷定理和坡印廷矢量（1.5學(xué)時正弦電磁場（1學(xué)時動態(tài)位（2學(xué)時方程的解答（1學(xué)時準(zhǔn)靜態(tài)電磁場（2.5學(xué)時集膚效應(yīng)、渦流、鄰近效應(yīng)和電磁 學(xué)時三、教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)電磁感應(yīng)定律，全電流定律電磁場的基本方程及物理意義，時變電磁場解的唯一性，媒質(zhì)分界面上的銜接條件。坡印廷定律與坡印廷矢量，電磁場的能量分布動態(tài)位及方似穩(wěn)場，似穩(wěn)條渦流的磁效應(yīng)與熱損耗 效四、教學(xué)內(nèi)容的深化與拓寬電磁及應(yīng)五、教學(xué)方式與及教學(xué)過應(yīng)注意的問充分利用多教學(xué)，圍繞教學(xué)基本要求進(jìn)行教學(xué)在教學(xué)過應(yīng)注意強(qiáng)調(diào)應(yīng)電磁感應(yīng)定律和全電流定律的實質(zhì)，電磁場能量守恒和轉(zhuǎn)化的教學(xué)以及教師和學(xué)生的互動。六、相關(guān)的實踐性環(huán)節(jié)上網(wǎng)時變電磁場的有關(guān)七、課外學(xué)鄰近效應(yīng)八、習(xí)題6面電磁波的一、教學(xué)目標(biāo)及基本要求了解電磁場波動方程推導(dǎo)過程，掌握平面電磁波的基本性掌握均勻平面電磁場在理想介質(zhì)和導(dǎo)電媒質(zhì)中的規(guī)律及相關(guān)參量的計了解低損耗媒質(zhì)中均勻平面電磁波的特了解電磁波的極化特二、教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時分配電磁波動方程與平面電磁波（1學(xué)時理想介質(zhì)中的均勻平面電磁波 學(xué)時導(dǎo)電媒質(zhì)中的均勻平面電磁波 學(xué)時平面電磁波的極化（1.5學(xué)時三、教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)電磁波動方程，均勻平面電磁波的特點(diǎn)，波的歐姆定律理想介質(zhì)中的正弦均勻平面波的特點(diǎn)，常數(shù)、相位常數(shù)、頻率、波長、相導(dǎo)電媒質(zhì)中正弦均勻平面電磁波的特點(diǎn)等效介電常數(shù)電磁波的極四、教學(xué)內(nèi)容的深化與拓寬五、教學(xué)方式與及教學(xué)過應(yīng)注意的問充分利用多教學(xué)，圍繞教學(xué)基本要求進(jìn)行教學(xué)姆磁等學(xué)求想弦面播特點(diǎn)，常數(shù)、相位常數(shù)、頻率、波長、相速，坡印廷矢量及其平均值等參量的計算。在教學(xué)過，應(yīng)注意突出重點(diǎn)，多采用啟發(fā)式教學(xué)以及教師和學(xué)生的互動。六、課外學(xué)平面電磁波在平面分界面的垂直入射七、習(xí)題 第7章導(dǎo)行電磁一、教學(xué)目標(biāo)及基本要求

7通過導(dǎo)行電磁波的學(xué)習(xí)，了解電磁波的定向可以能量，也可以信了解電磁波在矩形波導(dǎo)內(nèi)時，任意橫截面內(nèi)的電磁波是駐波，沿軸向方向的知道電磁波的頻率大于波導(dǎo)的截至頻率時，電磁波才可能在波導(dǎo)內(nèi)掌握矩形波導(dǎo)內(nèi)電場和磁場不能同時為橫波及波導(dǎo)內(nèi)不能 波的特了解矩形波導(dǎo)內(nèi)TE10二、教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時分配導(dǎo)行電磁波的基本性質(zhì)（2學(xué)時矩形波導(dǎo)（4學(xué)時）電磁波在有限空間中的特點(diǎn)導(dǎo)行電磁波的分類，模式矩形波導(dǎo)，截止頻率，TE波，TM波波導(dǎo)中的電磁場邊值電磁波在波導(dǎo)中的模式，截止頻四、教學(xué)內(nèi)容的深化與拓寬在講清概念的基礎(chǔ)上，介紹它們在現(xiàn)代電信工的應(yīng)用五、教學(xué)方式與及教學(xué)過應(yīng)注意的問充分利用多教學(xué)，圍繞教學(xué)基本要求進(jìn)行教學(xué)在教學(xué)過應(yīng)強(qiáng)調(diào)導(dǎo)行電磁波的分類及一般特性，矩形波導(dǎo)中的TE波和TM波及波的特性。了解電磁波在矩形波導(dǎo)內(nèi)時，任意橫截面內(nèi)的電磁波是駐波，沿軸向方向的電磁波是行波。要注意突出重點(diǎn)，多采用啟發(fā)式教學(xué)以及互動教學(xué)方式。六、課外學(xué)傳輸線方程和諧振腔等內(nèi)容七、習(xí)題 第8章電磁能量輻射與天8章電磁能量輻射一、教學(xué)目標(biāo)及基本要求通過本章的學(xué)習(xí)，掌握震蕩電生電磁波的機(jī)理，在無限大真空中電磁波的規(guī)律。掌握單元偶極子電磁場的推導(dǎo)，電偶極子輻射近區(qū)場和遠(yuǎn)區(qū)場的劃分原則了解輻射的輻射功率，輻射電阻，方向性和方向圖等二、教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時分配（1學(xué)時單元偶極子的電磁場（2學(xué)時單元偶極子的輻射功率和輻