电磁场授课教案

电磁场与电磁波教案1电磁场与电磁波教案哈尔滨商业大学计算机与信息工程学院教师：李 晖电磁场与电磁波教案2课程基本信息教学单位 计算机与信息工程学院授课单位 计算机与信息工程学院主讲教师 李 晖 职 称专 业 电子信息工程 年 级 11 级班 级 1、2 班 学生人数 69基本教材谢处方、饶克谨主编， 电磁场与电磁波，高等教育出版社主要参考书杨显清， 电磁场与电磁波 ，国防工业出版社杨儒贵， 电磁场与电磁波 ，高等教育出版社周 学 时 3 总 学 时 42理论教学学时 42 实验教学学时 0授课时间 周一 5-7 节 授课地点 主 3301备注电磁场与电磁波教案3课次 第 1 次课章节名称 第 1 章: 绪论和矢量分析授课方式 理论（） 实验（） 实习（） 设计（） 教学时数 3教学目的及要求1、了解课程的研究内容、学习要求和方法2、了解电磁场与电磁波的工程应用背景3、理解矢量场与标量场的概念，矢量分析4、掌握标量场与矢量场的概念5、了解三种正交坐标系6、散度的概念、计算和方法；掌握和应用散度定理教学重点与难点1、课程的研究内容、应用背景2、矢量分析是研究电磁场空间分布和变化规律的基本数学工具之一3、矢量代数4、直角坐标系、圆拄坐标系、球坐标系之间的转换， 算子的运算5、矢量场的散度是一个标量函数；散度描述的是矢量场中各点的场量与散度源的关系；无散场的概念6、矢量场的散度描述的是场分量沿各自方向上的变化规律，场分量分别求偏导数教学内容提要 时间分配1、课程的研究内容、应用背景、学习要求和方法2、电磁场与波的工程应用3、矢量场与标量场，矢量的代数运算4、矢量的加减运算5、矢量的标积、矢量标积的几何意义6、矢量的矢积、矢量矢积的几何意义7、三种正交坐标系直角坐标系、圆拄坐标系、球坐标系的坐标变量、单位矢量、右旋关系、面元、体元、 算子8、矢量的通量与散度、散度的物理意义1 学时1 学时1 学时教学方法辅助手段 课堂讲授、板书、电磁场应用讨论、练习参考资料1、 电磁场与电磁波谢处方著 高等教育出版社2、 电磁场与电磁波杨显清编 国防工业出版社3、 电磁场与电磁波杨儒贵著 高等教育出版社讨论、练习、作业1、课程的研究内容、学习要求和方法2、电磁场与波的工程应用3、矢量分析的复习4、矢量的加减运算5、矢量的散度计算电磁场与电磁波教案4课次 第 2 次课章节名称 第 1 章: 绪论和矢量分析授课方式 理论（） 实验（） 实习（） 设计（） 教学时数 3教学目的及要求1、旋度的概念、计算和方法；熟练斯托克斯定理2、梯度的概念、计算和方法3、理解亥姆霍兹定理的重要意义4、两个重要矢量恒等公式教学重点与难点1、一个标量场的性质可有它的梯度来描述、标量场的梯度是一个矢量场2、矢量场的旋度是一个矢量函数；旋度描述的是矢量场中各点的场量与旋涡源的关系；无旋场的概念3、矢量场的旋度描述的是场分量在与其垂直的方向上的变化规律，场分量分别只对方向与其垂直的坐标变量求偏导数4、亥姆霍兹定理，矢量场由它的散度和旋度惟一地确定，分析矢量场总是从研究它的散度和旋度着手教学内容提要 时间分配1、梯度的概念、计算2、矢量的环量与旋度，矢量恒等式、旋度的物理意义3、亥姆霍兹定理4、矢量恒等公式1 学时1 学时1 学时教学方法辅助手段 课堂讲授、板书、电磁场应用讨论、练习参考资料1、 电磁场与电磁波谢处方著 高等教育出版社2、 电磁场与电磁波杨显清编 国防工业出版社3、 电磁场与电磁波杨儒贵著 高等教育出版社讨论、练习、作业1、矢量的旋度计算2、标量的梯度计算电磁场与电磁波教案5课次 第 3 次课章节名称 第 2 章: 静电场分析授课方式 理论（） 实验（） 实习（） 设计（） 教学时数 3教学目的及要求1、 理解和掌握电荷与电荷密度、库仑定律2、 点电荷系统和连续分布电荷的电场表达教学重点与难点1、表征电场特性的基本场量；由电场本身的性质所决定，与检验电荷的大小无关；电场强度反映了这种作用力的强度2、电场线教学内容提要 时间分配1、 库仑定律2、电荷与电荷分布3、电场强度1 学时1 学时1 学时教学方法辅助手段 课堂讲授、板书、练习参考资料1、 电磁场与电磁波谢处方著 高等教育出版社2、 电磁场与电磁波杨显清编 国防工业出版社3、 电磁场与电磁波杨儒贵著 高等教育出版社讨论、练习、作业1、点电荷电场的计算2、电荷之间的作用力、电场强度的计算电磁场与电磁波教案6课次 第 4 次课章节名称 第 2 章: 静电场分析授课方式 理论（） 实验（） 实习（） 设计（） 教学时数 3教学目的及要求1、电位移矢量2、本构关系式3、静电场的基本方程和基本性质教学重点与难点1、电位移矢量的计算2、静电场的基本方程的微分和积分形式的联系；微分形式反映出场中每一点的特性；积分形式反映出场中一定区域的特性教学内容提要 时间分配1、电位移矢量的计算2、本构关系式的含义3、真空中静电场的基本方程1 学时1 学时1 学时教学方法辅助手段 课堂讲授、板书、练习参考资料1、 电磁场与电磁波谢处方著 高等教育出版社2、 电磁场与电磁波杨显清编 国防工业出版社3、 电磁场与电磁波杨儒贵著 高等教育出版社讨论、练习、作业 1、应用高斯定律求解对称分布的电场电磁场与电磁波教案7课次 第 5 次课章节名称 第 2 章: 静电场分析授课方式 理论（） 实验（） 实习（） 设计（） 教学时数 3教学目的及要求1、理解和掌握电位函数2、掌握泊松方程、拉普拉斯方程3、掌握电介质极化、介质中高斯定理、边界条件教学重点与难点1、电位与电场强度的关系，即电场强度可由辅助量电位表示2、电位的物理意义：它表示将正电荷从场点移动到叁考点时电场力所作的功3、电位具有相对意义，场中两点之间的电位差是绝对的，与叁考点的选择无关4、惟一性定理：求解边值问题时，只要解满足泊松方程 或拉普拉斯方程和给定的边界条件，那么这个解就是惟一正确的5、介质中的高斯定理，其中右边为自由电荷6、极化强度和总电场的关系教学内容提要 时间分配1、电位函数2、电场线与等位面3、泊松方程、拉普拉斯方程4、惟一性定理、边界条件5、电介质极化物理过程、极化强度、极化体电荷、极化面电荷 6、介质中高斯定理、边界条件1 学时1 学时1 学时教学方法辅助手段 课堂讲授、板书、练习参考资料1、 电磁场与电磁波谢处方著 高等教育出版社2、 电磁场与电磁波杨显清编 国防工业出版社3、 电磁场与电磁波杨儒贵著 高等教育出版社讨论、练习、作业1、用积分公式求电位，再求电场强度2、应用介质中的高斯定律求解对称分布的电场电磁场与电磁波教案8课次 第 6 次课章节名称 第 2 章: 静电场分析授课方式 理论（） 实验（） 实习（） 设计（） 教学时数 3教学目的及要求1、理解导体系统的电容2、掌握电场能量3、熟练应用镜像法来求解静电场问题教学重点与难点1、针对原点，是确定空间某点的位置2、镜像法只适用于一些特殊边界3、研究区域之外，用一些假想的电荷分布代替场问题的边界4、确定像电荷的两条原则：（1）像电荷必须位于所求解的场区域以外的空间中（2）像电荷的个数、位置及电荷量的大小的确定必须满足所求解的场区域的边界条件教学内容提要 时间分配1、导体系统的电容2、电场能量3、静电场的边值问题4、平面镜像、球面镜像和柱面镜像1 学时1 学时1 学时教学方法辅助手段 课堂讲授、板书、练习参考资料1、 电磁场与电磁波谢处方著 高等教育出版社2、 电磁场与电磁波杨显清编 国防工业出版社3、 电磁场与电磁波杨儒贵著 高等教育出版社讨论、练习、作业1、电场能量的计算2、应用镜像法来求解静电场电磁场与电磁波教案9课次 第 7 次课章节名称 第 3 章: 恒定电场分析授课方式 理论（） 实验（） 实习（） 设计（） 教学时数 3教学目的及要求1、理解和掌握电流与电流密度的概念2、电流连续性方程教学重点与难点1、 恒定电流空间存在的电场，称为恒定电场2、 电流连续性方程教学内容提要 时间分配1、电流及电流强度2、电流连续性方程1.5 学时1.5 学时教学方法辅助手段 课堂讲授、板书、练习参考资料1、 电磁场与电磁波谢处方著 高等教育出版社2、 电磁场与电磁波杨显清编 国防工业出版社3、 电磁场与电磁波杨儒贵著 高等教育出版社讨论、练习、作业 1、电动势、开路情况下外源内部的作用过程的演示电磁场与电磁波教案10课次 第 8 次课章节名称 第 3 章: 恒定电场分析授课方式 理论（） 实验（） 实习（） 设计（） 教学时数 3教学目的及要求1、恒定电流的基本方程和边界条件2、了解恒定电流与静电场的比拟教学重