电磁学
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更新日期:2025/05/20
开课平台学银在线
开课高校宁波大学
开课教师连增菊贾曼赵文辉
学科专业理学物理学类
开课时间2025/02/24 - 2025/07/06
课程周期19 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介

本课程以“场”的概念为核心,涵盖静电场、稳恒磁场及电磁场;系统深入地讲解伴随着场的静电作用、磁相互作用、电磁相互作用的基本现象、基本概念及基本规律,包括静电场、涡旋电场和磁场的产生、电场强度和磁场强度的计算、电场和磁场的高斯定理和环路定理、场与物质间的相互作用、电磁感应以及麦克斯韦电磁理论;同时我们对电场、磁场、电磁场的能量加以分析。

本课程在讲解过程中将结合课程的特点,让同学们体会如何运用数学语言表达物理思想和进行逻辑推理,对基本概念、基本规律进行数学表述与论证,以及对推理得到的数学结果进行物理理解,同时教学过程中我们运用模型法、对比分析法、逆向思维法、对称性分析法、微元叠加法等物理方法论。

本课程除了理论讲授,同学们还可以通过观看演示实验、课外资料学习和习题进行概念、理论、方法的训练。

课程大纲

静电场(一)

  • 1.1 库仑定律、电场力叠加原理
  • 1.2 电场、 电场叠加原理
  • 1.3 电通量
  • 1.4 静电场的高斯定理
  • 1.5 高斯定理的应用

静电场(二)

  • 2.1 静电力做功及环路定理
  • 2.2 电势、电势能
  • 2.3 等势面
  • 2.4 电势和电场强度的微分关系

静电场中的导体

  • 3.1 导体的静电平衡
  • 3.2 静电平衡时导体的电荷分布
  • 3.3 带电金属空腔的电荷分布
  • 3.4 静电平衡时电荷与电势的计算
  • 3.5 电容和电容器(一)
  • 3.6 电容和电容器(二)

静电场中的介质

  • 4.1 电介质的极化现象
  • 4.2 电介质的极化状态
  • 4.3 有介质时的高斯定理
  • 4.4 电场的能量

稳恒电流

  • 5.1 电流密度
  • 5.2 电流的恒定条件
  • 5.3 电源及其电动势
  • 5.4 欧姆定律

恒定磁场(一)

  • 6.1 磁感应强度
  • 6.2 比奥-萨伐尔定律
  • 6.3 比奥-萨伐尔定律的应用
  • 6.4 运动电荷周围的磁场
  • 6.5 磁场的高斯定理
  • 6.6 磁场的安培环路定理
  • 6.7 安培环路定理的应用

恒定磁场(二)

  • 7.1 安培定律及其应用
  • 7.2 磁场对载流线圈的作用(一)
  • 7.3 磁场对载流线圈的作用(二)
  • 7.4 带电粒子在磁场中的运动
  • 7.5 荷质比和霍尔效应

磁介质

  • 8.1 磁介质及介质中的磁场
  • 8.2 磁介质的分类及磁化规律
  • 8.3 磁的边界条件和磁路定理
  • 8.4 仿真实验——动态磁滞回线的测量

电磁感应

  • 9.1 电磁感应定律
  • 9.2 动生电动势和感生电动势
  • 9.3 互感和自感
  • 9.4 磁场的能量
  • 9.5 仿真实验——法拉第效应

麦克斯韦电磁理论和电磁波

  • 10.1 位移电流
  • 10.2 麦克斯韦方程组
  • 10.3 电磁波的产生和传播
  • 10.4 电磁波的性质和能流密度

拓展——宁波大学部分CUPT和实验竞赛的电磁学项目

  • 11.1 旋转磁铁
  • 11.2 笔画导线
  • 11.3 等势线
  • 11.4 基于卡门涡街和压电效应的新型风力发电
  • 11.5 核磁共振

附录

  • 12.1 微积分初步和矢量