名师精编优秀教案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：李晖精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 17 页名师精编优秀教案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 备注精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 17 页名师精编优秀教案课次第 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、矢量的散度计算精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 17 页名师精编优秀教案课次第 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、标量的梯度计算精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 17 页名师精编优秀教案课次第 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、电场强度的计算精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 17 页名师精编优秀教案课次第 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精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 17 页名师精编优秀教案课次第 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精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 17 页名师精编优秀教案课次第 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精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 17 页名师精编优秀教案课次第 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精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 17 页名师精编优秀教案课次第 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点与难点1、 恒定电流场与静电场的比较教学内容提要时间分配1、恒定电场的基本方程2、恒定电场的边界条件3、恒定电流场与静电场的比拟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、电阻、电容的计算精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 17 页名师精编优秀教案课次第 9 次课章节名称第 4 章:恒定磁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、理解和掌握安培力定律、恒定磁场的概念2、线电流、面电流、体电流的磁感应强度，典型电流分布的磁感应强度的计算教学重点与难点1、安培作用力推导出磁感应强度2、磁场的散度、积分形式、物理意义3、磁场的旋度、安培环路定律的积分形式、物理意义教学内容提要时间分配1、安培力定律、磁感应强度2、任何闭合线电流回路、其它形式的电流分布在周围空间的磁场分布、积分公式3、恒定磁场分析的基本变量、真空的磁特性方程或本构关系4、真空中磁场的基本方程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、积分公式的计算思路和步骤精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 17 页名师精编优秀教案课次第 10 次课章节名称第 4 章:恒定磁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、理解和掌握矢量磁位2、了解磁偶极子的矢量位和标量位3、掌握物质的磁化现象磁化强度4、掌握磁介质中磁场的基本方程教学重点与难点1、磁场的散度为零，引入矢量磁位2、媒质中安培环路定律的右边均为传导电流、媒质中的磁场强度沿任一闭合曲线的环量等于闭合曲线包围的传导电流教学内容提要时间分配1、矢量磁位的引入2、磁偶极子的矢量位和标量位3、物质的磁化现象、磁化强度、媒质的磁性能分为抗磁性、顺磁性、铁磁性及亚铁磁性4、分子磁偶极矩、磁化体电流、磁化面电流5、磁介质中磁场的基本方程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、应用安培环路定律求解磁场问题精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 17 页名师精编优秀教案课次第 11 次课章节名称第 4 章:恒定磁场分析第 5 章: 静态场边值问题解法授课方式理论（）实验（）实习（）设计（）教学时数3 教学目的及要求1、掌握磁场的边界条件2、掌握自电感互电感3、理解和掌握磁场能量4、掌握静态场边值问题解法教学重点与难点1、磁感应强度B的边界条件的公式推导和意义2、磁场强度H的边界条件的公式推导和意义3、穿过任意回路的磁通与电流成正比4、静态场边值问题的三种解法（1）分离变量法（2）镜像法（3）有限差分法教学内容提要时间分配1、磁场的边界条件2、自电感互电感3、磁场能量4、静态场边值问题的三种解法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、计算磁化体电流、磁化面电流2、计算传输线单位长度的自感3、求无限长同轴线单位长度内的磁场能量4、计算静态场边值问题精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 17 页名师精编优秀教案课次第 12 次课章节名称第 6 章:时变电磁场授课方式理论（）实验（）实习（）设计（）教学时数3 教学目的及要求1、理解和掌握法拉第电磁场感应2、理解和掌握位移电流3、理解和掌握麦克斯韦方程组的积分形式、微分形式、物理意义教学重点与难点1、静电场和恒定电流的磁场各自独立存在，可以分开讨论2、时变电磁场中，电场与磁场都是时间和空间的函数；变化的磁场会产生电场，变化的电场会产生磁场，电场与磁场相互依存，构成统一的电磁场3、电磁场基本方程组是研究宏观电磁现象的理论基础4、法拉第电磁感应定律中的负号表示感应电流产生的磁场总是阻碍原磁场的变化5、传导电流和位移电流的区别6、麦克斯韦方程组，静态场和恒定场是时变场的两种特殊形式教学内容提要时间分配1、法拉第电磁感应定律、其物理意义2、磁通的变化3、恒定磁场中的安培环路定律应用于时变场时的矛盾、位移电流的引入4、麦克斯韦方程组的积分形式、微分形式和物理意义5、电流连续性方程可由麦氏方程导出6、静态场和恒定场是时变场的两种特殊形式7、麦克斯韦方程组中的两个旋度方程和电流连续性方程，导出麦克斯韦方程组中的两个散度方程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、磁通的变化：或由磁场随时间的变化引起或由回路运动引起2、 位移电流与传导电流的计算3、电荷之间的作用力、电场强度的计算4、应用高斯定律求解对称分布的电场精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 17 页名师精编优秀教案课次第 13 次课章节名称第 6 章:时变电磁场第 7 章:正弦均匀平面波授课方式理论（）实验（）实习（）设计（）教学时数3 教学目的及要求1、理解和掌握时变电磁场的边界条件2、理解和掌握坡印廷定理和矢量3、掌握波动方程4、掌握亥姆霍兹方程教学重点与难点1、四个边界条件的推导和物理意义2、两种无耗媒质的分界面上无电荷和电流分布3、理想导体的电磁场为零4、针对原点，是确定空间某点的位置5、S 的方向代表波传播的方向，也是电磁能量流动的方向6、E 至 H 与 S 构成右旋关系7、波动方程的解是空间一个沿特定方向传播的电磁波8、电磁波的传播问题归结为给定边界条件和初始条件下求波动方程9、由亥姆霍兹方程求解均匀平面波、周期、频率、波长、波数教学内容提要时间分配1、时变电磁场的边界条件2、两种特殊情况两种无耗媒质的分界面理想介质和理想导体的分界面3、坡印廷定理的推导和各项的物理意义4、坡印廷矢量的性质、物理意义5、波动方程6、复数形式的波动方程亥姆霍兹方程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、磁通的变化：或由磁场随时间的变化引起或由回路运动引起2、位移电流与传导电流的计算3、电荷之间的作用力、电场强度的计算4、应用高斯定律求解对称分布的电场5、求能流密度矢量的平均值6、求空间位移电流密度的瞬时值7、利用麦克斯韦方程求电场E所相应的磁场H 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 17 页名师精编优秀教案课次第 14 次课章节名称第 7 章:正弦均匀平面波授课方式理论（）实验（）实习（）设计（）教学时数3 教学目的及要求1、 理想介质中的均匀平面波2、掌握平面波的极化3、库仑定律、点电荷系统和连续分布电荷的电场表达4、掌握损耗媒质中的均匀平面波教学重点与难点1、沿 +z 方向传播的波和沿-z 方向传播的波2、电场强度E矢量末端随时间变化的轨迹来描述波的极化3、光波也是电磁波。但是光波不具有固定的极化特性，或者说，其极化特性是随机的，光学中将光波的极化称为偏振4、弱导电媒质中：相位系数与频率无关，不存在色散效应5、强导电媒质中：相位系数与频率有关，存在色散效应教学内容提要时间分配1、 理想介质中的均匀平面波2、平面电磁波的极化概念3、直线极化4、圆极化5、椭圆极化6、平面电磁波的极化的演示7、无源导电媒质中的麦氏第一方程8、等效介电系数、传播常数、衰减系数、相位系数9、导电媒质中的相速10、弱导电媒质、强导电媒质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、相速度：相位不变点的轨迹变化可以计算电磁波的相位变化速度2、平面电磁波的极化特性的演示3、电荷之间的作用力、电场强度的计算4、应用高斯定律求解对称分布的电场5、传播常数、衰减系数、相位系数、相速的计算6、弱导电媒质和强导电媒质的区别精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 17 页名师精编优秀教案精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 17 页