1、工程電磁場（?？疲┱n程輔導(dǎo)一任課教師：謝奕波 聯(lián)系方式、課程介紹本課程是高等學(xué)校電氣化鐵道技術(shù)專業(yè)的一門技術(shù)基礎(chǔ)課，又有較大的實(shí)用價(jià)值。它所涉及的內(nèi)容是電類專業(yè)學(xué)生應(yīng)具備的知識(shí)結(jié)構(gòu)的必要組成部分，同時(shí)又是一些交叉領(lǐng)域的學(xué)科生長點(diǎn)和新興邊緣學(xué)科發(fā)展的基礎(chǔ)。學(xué)好這門課程將增強(qiáng)學(xué)生的適應(yīng)能力與創(chuàng)造能力。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握宏觀電磁場與電磁波的基本理論，對一些基本的電磁場與電磁波問題能定性分析和定量計(jì)算。使學(xué)生對工程中的電磁現(xiàn)象與電磁過程，能應(yīng)用場的觀點(diǎn)進(jìn)行初步分析；對一些簡單的問題能進(jìn)行計(jì)算；為學(xué)習(xí)專業(yè)或進(jìn)一步研究電磁場問題，準(zhǔn)備必要的理論基礎(chǔ)。定性分析各種電磁現(xiàn)象

2、及定量計(jì)算各有關(guān)物理量是電工技術(shù)領(lǐng)域中工程技術(shù)人員和科技工作者必須具有的基礎(chǔ)知識(shí)和技能。同時(shí)，為學(xué)習(xí)專業(yè)課準(zhǔn)備必要的基礎(chǔ)知識(shí)，以及將在完善自身素質(zhì)，增強(qiáng)適應(yīng)能力和創(chuàng)造能力方面長遠(yuǎn)地發(fā)揮作用。二、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)要求 本課程主要分為三大部分。（1）靜態(tài)電磁場。主要講授靜電場、恒定電場和恒定磁場的基本性質(zhì)、基本分析計(jì)算方法，靜態(tài)電磁場的邊值問題、能量與力。（2）時(shí)變電磁場，主要講授時(shí)變電磁場的基本性質(zhì)，教學(xué)內(nèi)容圍繞電磁場基本方程的應(yīng)用展開，引入準(zhǔn)靜態(tài)電磁場的概念。（3）電磁波的傳播，主要講授電磁波傳播的基本性質(zhì)、以及電磁波的定向傳播，體現(xiàn)了電磁場理論在工程中的應(yīng)用。三、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn) 電磁場課程被公

3、認(rèn)為是一門3難（難教、難學(xué)、難用）課程，主要反映在物理概念抽象，數(shù)學(xué)工具較多且復(fù)雜。課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)1、靜電場： 電場強(qiáng)度E和電位及其它們之間的關(guān)系，理解惟一性定理及邊界條件的應(yīng)用，熟練應(yīng)用鏡像法和電軸法，掌握靜電能量和靜電力的計(jì)算方法都是重點(diǎn)。掌握求解E和的幾種方法、對具體問題能否正確地提出和建立邊值問題，掌握鏡像電荷的求法及鏡像法的有效區(qū)域，以及應(yīng)用虛位移法計(jì)算靜電力都是難點(diǎn)。2、恒定電場：深刻理解恒定電流和恒定電場的概念，能正確地分析和求解恒定電場問題，都是重點(diǎn)。掌握靜電比擬、電導(dǎo)和接地電阻的計(jì)算方法是難點(diǎn)。3、恒定磁場：深刻理解磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁場強(qiáng)度的概念，應(yīng)用安培環(huán)路定律以及磁矢位、磁

4、位正確分析和求解恒定磁場問題，磁場能量和磁場力的計(jì)算方法都是重點(diǎn)。掌握恒定磁場的邊值問題，磁場能量和磁場力的計(jì)算都是難點(diǎn)。4、時(shí)變電磁場：電磁場基本方程組的微分、積分形式及其物理意義，坡印亭矢量和坡印亭定理、電磁場的波動(dòng)方程和推遲效應(yīng)都是重點(diǎn)。利用坡印亭定理分析電磁場能量的傳輸情況，和理解推遲效應(yīng)都是難點(diǎn)。5、準(zhǔn)靜態(tài)電磁場：電準(zhǔn)靜態(tài)場和磁準(zhǔn)靜態(tài)場的概念及其基本方程組，渦流及其損耗，集膚效應(yīng)、鄰近效應(yīng)和電磁屏蔽概念都是重點(diǎn)。掌握渦流及其損耗、導(dǎo)體的交流內(nèi)阻抗的初步計(jì)算方法是學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)。6、平面電磁波的傳播：均勻平面電磁波在理想介質(zhì)和導(dǎo)電媒質(zhì)中的傳播特性，描述波傳播特性的參數(shù)的物理意義，均勻平面

5、電磁波的反射和透射，駐波及其性質(zhì)都是重點(diǎn)。均勻平面電磁波的反射和透射，駐波、行駐波等物理現(xiàn)象和概念的理解是難點(diǎn)。7、均勻傳輸線中的導(dǎo)行電磁波， 無損耗均勻傳輸線的正弦穩(wěn)態(tài)分析、波的反射和透射，不同負(fù)載時(shí)電壓、電流沿線分布的規(guī)律和入端阻抗都是重點(diǎn)。全反射、駐波和行駐波是難點(diǎn)。8、波導(dǎo)與諧振腔， 掌握如何應(yīng)用場的邊界條件、波動(dòng)方程求解導(dǎo)行電磁波的場分量，矩形諧振腔內(nèi)的電磁振蕩模式都是重點(diǎn)。波導(dǎo)中導(dǎo)行電磁波的傳播特性和有關(guān)參數(shù)及其物理意義是難點(diǎn)。解決辦法：在教學(xué)方法上，應(yīng)充分認(rèn)為"電磁場"課程的特點(diǎn)。根據(jù)我們多年的教學(xué)實(shí)踐，提出以下幾點(diǎn)建議：（1） "課堂上要著重講清物

6、理概念，避免過分繁雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)"，"認(rèn)真講解典型的例題，目的并不僅是給出題解而已，而更著眼于使學(xué)生加深對基本概念和基本規(guī)律的理解。加強(qiáng)對解題思路和解題方法的指導(dǎo)"。（2） 注意應(yīng)用性的體現(xiàn)，介紹一些典型的工程應(yīng)用實(shí)例，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也有助于培養(yǎng)學(xué)生從定性的方法入手提出問題和分析問題。（3） 加強(qiáng)計(jì)算能力的訓(xùn)練。我們相信，要全面掌握這門課程，沒有一定數(shù)量且能應(yīng)用這些基本方法的練習(xí)是不可能完成的。學(xué)習(xí)電磁場課程，一定要認(rèn)真做題。做題不在多而在精。在認(rèn)真做了一定數(shù)量的典型題目（例如，教師指定的）之后，還應(yīng)再看看一些有關(guān)習(xí)題的解答。這種做一部分題看一部分題解，即精做和泛看相結(jié)合的方法，可以起到鞏固、提高和擴(kuò)大知識(shí)的作用。（4）幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)電磁場課程的特點(diǎn)，掌握正確的學(xué)習(xí)方法，在掌握基本概念、基本規(guī)律和基本的