《電磁學》教學大綱課程名稱：電磁學英文名稱：Electromagnetism課程編號：F047091531學分：3總學時/課內實踐學時：48學時課程性質：必修課程開課單位：數理科學與學院光電系適應對象：應用物理學專業課程簡介電磁學是應用物理學專業的基礎課程，通過電磁學的教學，應該使學生全面系統地掌握電磁運動的基本現象、基本概念和基本規律，具有一定的分析和解決電磁學問題的能力，為后續課程的學習奠定較為扎實的基礎。電磁學的任務是使學生牢固掌握有關靜電場、靜電場中的導體和電介質、穩恒磁場、電磁感應的基本原理和規律，使學生了解麥克斯韋電磁學理論的基本內容和電磁波的基本概念。通過對電磁學內容和研究方法的學習，培養學生分析問題解決問題的能力，建立科學的世界觀和方法論。Electromagnetismisabasiccourseforthespecialtyofappliedphysics.Throughthiscourse,studentsshouldbeabletocomprehensivelyandsystematicallygraspthebasicphenomena,basicconceptsandbasiclawsofelectromagneticmotion.Theyalsohavetheabilitytoanalyzeandsolveelectromagneticproblems,andlayasolidfoundationforthestudyofthefollow-upcourses.Thetaskofelectromagnetismistomakestudentsfirmlygraspthebasicprinciplesandlawsofelectrostaticfield,conductoranddielectricinelectrostaticfield,stablemagneticfieldandelectromagneticinduction,andmakestudentsunderstandthebasiccontentofMaxwell'selectromagnetismtheoryandthebasicconceptofelectromagneticwave.Throughthestudyofthecontentsandresearchmethodsofelectromagnetism,studentsaretrainedtoanalyzeandsolveproblems,andestablishascientificworldviewandmethodology.課程目標思政目標：強化科學倫理教育，注重科學思維方法訓練和科學精神培養，提高學生分析問題和解決問題的的能力，激發學生科技報國的家國情懷和使命擔當。Ideologicalandpoliticalobjectives:strengthentheeducationofscientificethics,payattentiontothetrainingofscientificthinkingmethodsandscientificspirit,improvestudents'abilitytoanalyzeandsolveproblems,andstimulatestudents'nationalfeelingsandmissionofservingthecountrythroughscienceandtechnology.掌握有關靜電場、靜電場中的導體和電介質、穩恒磁場、電磁感應的基本原理和規律，能夠用微積分等高等數學工具解決電磁學有關問題。Masterthebasicprinciplesandlawsofelectrostaticfield,conductoranddielectricinelectrostaticfield,stablemagneticfieldandelectromagneticinduction,andbeabletosolveproblemsrelatedtoelectromagnetismwithadvancedmathematicaltoolssuchascalculus.理解真空和介質中的高斯定理、環路定理，建立場的概念。UnderstandGausstheoremandlooptheoreminvacuumandmedium,andestablishtheconceptoffield.了解麥克斯韋電磁學理論的基本內容和電磁波的基本概念。UnderstandthebasiccontentofMaxwell'selectromagnetictheoryandthebasicconceptofelectromagneticwave.三、課程目標與畢業要求對應關系本課程的課程目標對計算機科學與技術專業畢業要求指標點的支撐情況如表1所示：表1課程目標與畢業要求對應關系畢業要求指標點課程目標畢業要求1：3.1具有愛國主義情操，尊重生命，關愛他人，主張正義，具有人文知識、思辨能力、處世能力和科學精神。1畢業要求2：1.1具有科學的世界觀，較系統和完整地掌握物理學的基本理論、基本知識和基本技能以及所需的數學、計算機、電工電子學等方面的基礎知識。對物理學相關專業方向前沿、發展動態、應用前景有所了解。2，3，4課程教學安排課程共有7項教學內容，具體安排如下。表2：課程教學安排表序號教學內容思政元素課堂教學學時實驗/實踐教學學時學時小計1真空中的靜電場愛國精神882導體和電介質家國情懷883恒定電流科學素養444恒定磁場探索精神885磁介質愛國精神886電磁感應科學精神887麥克斯韋電磁理論人文情懷44合計4848教學安排1.真空中的靜電場教學要求：掌握電荷的概念，掌握用疊加原理求庫侖力的方法；掌握電場的概念，掌握用場強疊加原理求場強的方法；掌握高斯定理；了解靜電場環路定理，理解電勢的概念，了解電場強度和電勢微分關系。重點難點：高斯定理；環路定理思政元素：介紹電磁學歷史，讓同學深刻體會近代中國科技落后，激發愛國熱情。教學內容：1.1庫侖(Coulomb)定律、電荷守恒定律（支撐課程目標1，2）1.2電場、電場強度、場強疊加原理（支撐課程目標2,3）1.3靜電場的高斯定理（支撐課程目標2，3）1.4靜電場環路定理、電勢（支撐課程目標2，3）1.5靜電場基本微分方程（支撐課程目標2）2.導體和電介質教學要求：掌握導體靜電平衡的條件和性質；了解靜電屏蔽問題；了解電介質的極化和介質中的高斯定理；了解靜電場的邊值關系；掌握電容器電容。重點難點：導體靜電平衡的條件和性質；有介質時的高斯定理；電容器電容的概念和電容量的計算。思政元素：介紹中國在鐵電體上的貢獻，培養大家家國情懷。教學內容：2.1導體和電介質（支撐課程目標2）2.2靜電場中的導體（支撐課程目標2）2.3電介質的極化（支撐課程目標2）2.4有電介質存在時的靜電場（支撐課程目標2，3）2.5靜電場的邊界條件（支撐課程目標2）2.6電容和電容器（支撐課程目標1，2）2.7帶電體系的靜電能（支撐課程目標2）3.恒定電流教學要求：掌握歐姆定律和焦耳定律的微分形式。恒定電流的邊值關系；掌握電動勢相關概念，了解金屬導電的經典電子論掌握基爾霍夫定律，了解逸出功和接觸電勢差。重點難點：歐姆定律和焦耳定律的微分形式；電動勢；恒定電流條件。思政元素：介紹恒定電流方程的推導過程，讓同學感知科學邏輯的力量。教學內容：3.1電流場（支撐課程目標2）3.2恒定電流場的邊值關系（支撐課程目標2，3）3.3電動勢（支撐課程目標2）3.4基爾霍夫定律（支撐課程目標2）3.5逸出功和接觸電勢差（支撐課程目標2）4.恒定磁場教學要求：了解磁場的描述，理解磁感應強度；掌握畢奧-薩伐爾定律；理解磁高斯定理；掌握用安培環路定理求磁感應強度的方法；理解安培定律。重點難點：畢奧-薩伐爾定律；磁高斯定理；安培環路定理；安培定律。思政元素：介紹安培定律的發現過程，學習科學家的探索精神教學內容：4.1磁場（支撐課程目標2，3）4.2電流的磁場（支撐課程目標2，3）4.3勻速運動電荷的電磁場（支撐課程目標2，3）4.4磁場的高斯定理和安培環路定理（支撐課程目標2，3）4.5磁場對載流導體的作用（支撐課程目標2，3）5.磁介質教學要求：掌握磁化規律，掌握有磁介質時的高斯定理和安培環路定理；了解磁介質的磁化機理，鐵磁介質的性質；磁路；了解磁荷理論。重點難點：磁介質下的高斯定理；磁介質中的安培環路定理；鐵磁質。思政元素：介紹我國磁學的進展，特別是稀土磁材料的進展，激發同學的愛國精神。教學內容：5.1磁介質的磁化（支撐課程目標2，3）5.2有磁介質時磁場的基本規律（支撐課程目,2，3）5.3鐵磁質（支撐課程目,2，3）5.4磁路（支撐課程目標2，3）補充：磁荷觀點（支撐課程目標1，2）6.電磁感應教學要求：掌握電磁感應基本定律，理解動生電動勢產生機制和計算方法；掌握感生電場的概念，理解感生電動勢和自感電動勢，了解感應電動勢；理解理解互感和自感；了解磁場的能量，掌握RC，RL，RCL電路的暫態過程。重點難點：電磁感應基本定律；感生電動勢；暫態過程。思政元素：介紹法拉第生平，學習他偉大的科學精神；基于電磁感應、電磁作用，讓同學進一步體會事物是聯系的這一馬克思主義哲學觀點。教學內容：6.1電磁感應基本定律（支撐課程目標2）6.2動生電動勢和感生電動勢（支撐課程目標2,3）6.3互感和自感（支撐課程目標2,3）6.4磁場的能量（支撐課程目標2,3）6.5暫態過程（支撐課程目標2）7.麥克斯韋電磁理論教學要求：掌握電磁波性質，理解位移電流和麥克斯韋方程；了解電磁理論發展歷史。重點難點：位移電流；麥克斯韋方程組思政元素：介紹麥克斯韋電磁理論的建立歷史和當時歐洲的學術環境、社會環境，讓同學感受人文環境對科學的巨大推動作用。教學內容：7.1位移電流（支撐課程目標4）7.2麥克斯韋方程組和電磁波（支撐課程目標4）課內實踐教學內容及要求無。課程考核與評價表4：成績評定方式表考核環節分值考核/評價細則平時作業及課堂表現30根據全部作業的得分（百分制）再按30%計入總成績；曠課1次扣5分，三次無故不到本課程無學分，遲到、早退酌情扣分。期末考試60采用開卷考試形式進行，期末成績為百分制，計入總成績時乘以60%，由教務處安排考試流程，考試內容須覆蓋支撐全部畢業要求指標的授課內容，