电磁场理论课程教学大纲

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1、《电磁场理论》课程教学大纲一、课程基本信息课程编号Z6102B009课程名称电磁场理论课程英文名称TheoryofElectromagneticFields总学时数64授课学时60实践学时实验学时0习题课学时4设计学时学分4开课单位信息工程学院电子信息工程系适用专业通信工程、电子信息工程、电子信息科学与技术等专业先修课程高等数学、大学物理、工程数学、电路分析等课程类别专业课程(必修)选用教材《电磁场与电磁波(第4版)》，高等教育出版社，谢处方、饶克谨，2006年主要教学参考书《电磁场与电磁波(第2版)》，西

2、安电子科技大学出版社，王家礼、朱满座、路宏敏，2004年。本课程任务和目的电子类各专业主要课程的核心内容都是电磁现象在特定范围、条件下的体现，分析电磁现象的定性过程和定量方法是通信、电子、电气、电力和电机等应用学科的重要理论基础，是电子类本科学生必备的专业知识和技能，关系到所培养学生的基本素质。本课程是进一步学习的必要基础，也是一些交叉领域的学科生长点和新兴边缘学科发展的基础。本课程将增强学生的适应能力、创造能力、计算能力和逻辑思维能力等，有利于培养学生严谨的科学态度。教学大纲制订单位信息工程学院电子信息工

3、程系教学大纲制订时间2009.4二、课程内容及基本要求第一章矢量分析(一)目的与要求理解标量场与矢量场的概念，了解标量场的等值面和矢量场的矢量线的概念。矢量场的散度和旋度、标量场的梯度是矢量分析中最基本的重要概念，应深刻理解，掌握散度、旋度和梯度的计算公式和方法。散度定理和斯托克斯定理是矢量分析中的两个重要定理，应熟练掌握和应用。理解亥姆霍兹定理的重要意义。(二)教学内容1.1矢量代数标量和矢量；矢量的加法和减法；矢量的乘法1.2三种常用的正交坐标系直角坐标系；圆柱坐标系；球坐标系1.3标量场的梯度标量场的

4、等值面；方向导数；梯度1.4矢量场的通量与散度矢量场的矢量线；通量与散度；散度定理1.5矢量场的环流与旋度环流；旋度；斯托克斯定理1.6标量场的梯度无旋场；无散场1.7拉普拉斯运算1.8亥姆霍兹定理亥姆霍兹定理：在有限区域内，矢量场由它的散度、旋度及边界条件惟一地确定。亥姆霍兹定理的意义：是研究电磁场的一条主线。(三)课后练习课本习题1.1、1.4、1.11、1.12、1.16、1.18、1.22、1.24、1.25(四)教学方法与手段理论讲解与习题讲解相结合。第二章电磁场的基本规律(一)目的与要求本章介绍

5、了电磁场的基本规律，主要内容有：电荷与电荷分布，电流与电流密度，电流连续性方程；电场强度，库仑定律，磁感应强度，安培力定律；电场强度的矢量积分公式，磁感应强度的矢量积分公式。通过本章的学习，要求学生理解电荷与电荷密度、电流与电流密度的概念，理解并掌握电流连续性方程。理解并掌握、安培力定律。会计算一些典型电荷分布的电场强度与一些典型电流分布的磁感应强度。重点与难点：电荷分布与电流分布，库仑定律，，磁感应强度，电场强度安培力定律。(二)教学内容2.1电荷守恒定律电荷及电荷密度；电流及电流密度；电荷守恒定律的积分

6、形式和微分形式；电流连续性方程2.2真空中静电场的基本规律库仑定律：平方反比；介电系数电场强度：电荷受到的电场力公式点电荷限制的意义：不扰动被测对象，操作意义；最小电荷量与最小载流子量子电动力学与宏观电动力学研究对象的不同。静电场的旋度和散度2.3真空中恒定磁场的基本规律安培力定律；磁感应强度；毕澳－沙伐尔定律；恒定磁场的散度和旋度2.4媒质的电磁特性电介质的极化；电位移矢量；磁介质的磁化；磁场强度；媒质的传导特性2.5电磁感应定律和位移电流法拉第电磁感应定律；位移电流2.6麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组的积

7、分形式和微分形式；媒质的本构关系2.7电磁场的边界条件为什么需要边界条件；分界面上磁场的切向分量(三)课后练习课本习题2.1、2.3、2.5、2.6、、2.10、2.11、2.14、2.15、2.16、2.21、2.26(四)教学方法与手段理论讲解、例题讲解和自学相结合。着重把数学表达式中的含义讲解清楚，使学生更容易掌握和记忆公式。通过公式的推导让学生掌握公式表达的含义，以及概念之间的相互关系。第一章静态电磁场及其边值问题的求解(一)目的与要求理解电场强度与电位的定义，理解电场强度的线积分与路径无关的性质以

8、及电场强度与电位之间的关系。了解媒质的线性,均匀和各向同性的含义，了解电偶极子，电偶极距的概念，了解极化电荷，极化强度的定义。理解电位移的定义以及它和电场强度，极化强度之间的关系，理解并能熟练应用高斯定律。掌握静电场的基本方程，掌握电位所满足的微分方程(泊松方程和拉普拉斯方程)，以及电场强度，电位移和电位在不同媒质分界面上的衔接条件，能列出简单场的边值问题,并能掌握一维边值问题的求解方法。理解边值问题解答的唯一性