工程電磁場教案

1、衢 州 學(xué) 院教案課程名稱：工程電磁場課程類型： 理論課理論、實踐課實踐課總學(xué)時數(shù)：34周學(xué)時數(shù)：3授課教師：授課年級、專業(yè)、班級：授課學(xué)期：至學(xué)年第學(xué)期教材名稱：工程電磁場導(dǎo)論2016 年 9月 10 日授課內(nèi)容教學(xué)時數(shù)教學(xué)目標(biāo)教學(xué)重點教學(xué)難點教學(xué)方法與手段教學(xué)過程本課程緒論第零章矢量分析和場的概念0.1 矢量的代數(shù)運算0.2 場的基本概念0.3 標(biāo)量場的梯度2授課類型課堂講學(xué)工程電磁場課程的主要內(nèi)容及其學(xué)習(xí)方法、教學(xué)及考核方法；要求熟練掌握矢量的代數(shù)運算、場的基本概念、直角坐標(biāo)系中標(biāo)量場的梯度距離矢量、點積、叉積梯度的幾何與物理意義多媒體教學(xué)與板書相結(jié)合按以下內(nèi)容要點逐個講授：一、緒論1、

2、課程的主要內(nèi)容2、課程學(xué)習(xí)方法；3、教學(xué)及考核方法；二、矢量的代數(shù)運算1、矢量的代數(shù)運算（ 1）加減運算（ 2）單位矢量和數(shù)乘2、標(biāo)量積與矢量積（ 1）數(shù)乘運算（ 2）點乘運算（ 3）叉乘運算3、矢量的混合積三、場的基本概念1、標(biāo)量場引出標(biāo)量場的等值面方程2、矢量場引出矢量場的矢量線方程3、靜態(tài)場和時變場4、場點和源點的基本概念和相互關(guān)系四、標(biāo)量場的梯度1、方向?qū)?shù)的概念2、梯度的定義注意：此處重點引導(dǎo)學(xué)生理解梯度方向和大小的物理意義。（ 3）哈密爾頓算子的定義引入漢密爾頓算子有：則梯度可表示為：討論、練習(xí)與作業(yè)課后反思第零章 矢量分析和場的概念授課內(nèi)容0.4矢量場的散度與旋度；0.5矢量積分

3、定理教學(xué)時數(shù)2授課類型課堂講學(xué)教學(xué)目標(biāo)教學(xué)重點教學(xué)難點教學(xué)方法與手段要求熟練掌握矢量場的散度與旋度；理解矢量場的通量與環(huán)量以及三個常用矢量積分定理和亥姆霍茲定理。散度與旋度意義及坐標(biāo)表達式；高斯散度定理、斯托克斯定理以及亥姆霍茲定理的意義。散度與旋度的幾何與物理意義。多媒體教學(xué)與板書相結(jié)合按以下內(nèi)容逐個講授：一、矢量場的散度1、矢量場的通量教學(xué)過程通量是一個標(biāo)量。當(dāng)場矢量與曲面法線方向之間夾角為銳角時，；當(dāng)場矢量與曲面法線方向之間夾角為鈍角時，；當(dāng)場矢量與曲面法線方向垂直時，若，則表示流出閉合面的通量大于流入的通量，說明有矢量線從閉合面內(nèi)散發(fā)出來。若，則表示流入閉合面的通量大于流出的通量，說明

4、有矢量線被吸收到閉合面內(nèi)。若，則表示流出閉合面的通量與流入的通量相等，說明矢量線處于某種平衡狀態(tài)。2、散度的定義應(yīng)用散度概念可以分析矢量場中任一點的情況。在 點，若，則表明 點有正源；若，則表明 點有負(fù)源。為正值時，其數(shù)值越大，正源的發(fā)散量越大；為負(fù)值時，其絕對值越大，表明這個負(fù)源吸收量越大。若，則表明該點無源。如果在場中處處有，則稱此場為無源場，或稱為無散場。3、散度的計算4、散度的運算5、高斯散度定理又稱為高斯 -奧斯特洛格拉特斯基公式。 它的意義在于給出了閉合曲面積分與體積分之間的等價互換關(guān)系。二、矢量場的旋度1、矢量場的環(huán)量環(huán)量是描述矢量場特征的量，是一個標(biāo)量。由定義式可知，它的數(shù)值不

5、僅與場矢量 有關(guān)，而且與回路的形狀和取向有關(guān)。 這說明表示的是場矢量沿的總體旋轉(zhuǎn)特性。2、環(huán)量面密度取極限得到在點的環(huán)量面密度。若極限存在，則環(huán)量面密度與法線方向有關(guān)，與l 的形狀無關(guān)。環(huán)量面密度的大小反映了在點繞 en 方向旋轉(zhuǎn)的強弱情況。它與取定的方向en 有關(guān)。在空間的一點，方向en 可以任意選取。隨著 en 方向的改變，環(huán)量面密度將連續(xù)變化。在環(huán)量面密度最大的方向上，場矢量的旋轉(zhuǎn)性最強。為了表述這種特性，引入旋度的概念。3、旋度的定義環(huán)量面密度是一個與方向有關(guān)的量，正如在標(biāo)量場中，方向?qū)?shù)與方向有關(guān)一樣。若在矢量場 中的一點 處存在矢量 ，它的方向是面密度最大的方向，它的模就是這個最大

6、的環(huán)量面密度，則稱矢量在該點環(huán)量 為矢量場在點 的旋度，記為，且引導(dǎo)學(xué)生分析旋度的物理意義4、旋度的計算5、斯托克斯定理旋度在曲面法線方向的投影就是沿法線方向的環(huán)量面密度。將此面密度進行面積分就得到這個曲面上的環(huán)量，也就是矢量沿曲面邊界的線積分。斯托克斯定理的意義在于給出了閉合曲線積分與面積分的等價互換關(guān)系。三、哈密爾頓算子的運算1、哈密爾頓算子的作用規(guī)則哈密爾頓算子是一個矢量形式的算子，具有微分運算和矢量運算的功能。它不是一個函數(shù)，也不是一個物理量，僅表示一種運算。只有作用在空間函數(shù)上才有意義。用算子表示梯度、散度和旋度：2、拉普拉斯算子直角坐標(biāo)系：2 u2u2u2 ux 2y 2z2圓柱坐

7、標(biāo)系：2 u1(u )12u2u22z2球坐標(biāo)系：2u1(r2 u)1(sinu12ur 2 rr2 sin)2 sin22rr格林公式：2 F(F )(F )3、關(guān)于兩個算子的重要運算P334 頁。四、亥姆霍茲定理空間區(qū)域 V 上的任意矢量場 F，如果它的散度、旋度和邊界條件為已知，則該矢量場唯一確定。亥姆赫茲定理表明，空間矢量場由他的散度和旋度唯一得確定。在后面的課程內(nèi)容中，針對電場、磁場和交變電磁場，重點研究散度和旋度。亥姆赫茲定理是研究電磁場理論的主線。討論、練習(xí)與作業(yè)課后反思授課內(nèi)容教學(xué)時數(shù)教學(xué)目標(biāo)教學(xué)重點教學(xué)難點教學(xué)方法與手段第 1 章 靜電場1、電場強度與電位2、高斯定理3、靜電

8、場基本方程4、靜電場的邊值問題2授課類型課堂講學(xué)理解電場強度與電位的定義、電場強度線積分與路徑無關(guān)的性質(zhì)和電場強度與電位之間的關(guān)系；了解靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)，極化強度和電位移向量；掌握高斯通量定理和無旋性構(gòu)成的靜電場的基本方程及電場強度、電位和電位移在不同媒質(zhì)分界面的邊界條件，泊松方程和拉斯方程，了解求解邊值問題的常用的方法和場的實驗研究；庫侖定理；高斯定理；泊松方程；拉普拉斯方程；電場強度與電位之間的關(guān)系多媒體教學(xué)與板書相結(jié)合按以下內(nèi)容逐個講授：一、梳理靜電場知識結(jié)構(gòu)靜電場是相對觀察者靜止且量值不隨時間變化的電荷所產(chǎn)生的電場。它是電磁理論最基本的內(nèi)容。由此建立的物理概念、分析方法在一定條件

9、下可應(yīng)用推廣到恒定電場、恒定磁場及時變場。其知識結(jié)構(gòu)如下圖：教學(xué)過程二、電場強度與電位從庫侖定理出發(fā)引出電場強度、電位移矢量、電位、電力線和等位面的基本概念和及它們的數(shù)學(xué)表示；1、庫侖定理：F21q1q2e124 0R2F21F12(,y,z)F( x, y , z)lim2、電場強度：E xq0q0 0單個點電荷產(chǎn)生的電場強度：E( r )FqeRq024 0R一般情況：E( r )qrr 4 0 r2rr r 分別引出離散點電荷、線電荷、面電荷和體電荷的疊加公式。體電荷：面電荷：線電荷：E(r )1( r ) R dVVR34 0E(r )1S (r ) RdSSR34 0E(r )1l

10、(r )RCR3 dl4 03、旋度與環(huán)路定理靜電場旋度恒等于零E0-靜電場是無旋場環(huán)路定理：Edl0 -電場力作功與路徑無關(guān)l4、點位函數(shù)E電位與電場強度積分的關(guān)系：P0P0PEdlPdPP0選定參考點 P0，即P00 ，那么得到 P 點電位：P0dlPEP此處距離說明電位參考點的選擇原則。5、電力線Edl06、等電位面( x, y , z)C三、高斯定理1、靜電場中的導(dǎo)體處在靜電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體的靜電特性：（ 1）導(dǎo)體內(nèi)部電場為零。（ 2）導(dǎo)體為一等位體，導(dǎo)體表面為等位面。（ 3）電荷（或感應(yīng)電荷）分布在導(dǎo)體表面上，形成面電荷。（ 4）導(dǎo)體表面上任一點的電場強度與導(dǎo)體表面垂直。特點：處在靜

11、電平衡狀態(tài)下的導(dǎo)體是一等位體，內(nèi)部電場為零，其內(nèi)沒有電荷，電荷以面密度分布在其表面。2、靜電場中的電介質(zhì)電介質(zhì)：其內(nèi)部存在的帶電粒子，受到原子內(nèi)在力、分子內(nèi)在力或分子之間的作用力不能自由運動，這樣的物質(zhì)稱為電介質(zhì)。外加電場力的作用下，非極性分子正、負(fù)電荷的作用中心不再重合，極性分子的電矩發(fā)生轉(zhuǎn)向，它們的等效電偶極矩的矢量和不再為零。處在電場中的電介質(zhì)，在電場力的作用下其分子發(fā)生的這種變化現(xiàn)象稱為電介質(zhì)的極化現(xiàn)象。電極化強度P 表示電介質(zhì)的極化程度：PlimpVV 0單位 C/m 2，物理意義：電偶極矩體密度對于電偶極子：pqd單個電偶極子產(chǎn)生的電位：qd cos1p eR4 0R24 0R23

12、、高斯定理（ 1）真空中的高斯定理( r )微分形式：E( r )0積分形式： EdS1nqiS0i 1（ 2）電介質(zhì)中的高斯定理微分形式：積分形式：SDDdSq4、用高斯定理計算靜電場高斯定律適用于任何情況，但僅具有一定對稱性的場才有解析解。四、靜電場基本方程1、靜電場基本方程微分形式：E0，D積分形式：Edl0 ，D dSqlS輔助方程：， DE2、分界面上的銜接條件D2nD1 n，0，電位移矢量法向連續(xù)；E2tE1t，電場切向分量連續(xù)；電位連續(xù)12 ，2211S 。nn五、靜電場的邊值問題1、泊松方程和拉普拉斯方程2泊松方程：2拉普拉斯方程：02、靜電場邊值問題靜電場的基本計算問題，歸納

13、起來可以分成兩類：第一類是已知電荷分布，求電場強度E 或電位；第二類是已知電場強度或電位，求電荷分布。三類邊值問題：第一類邊值問題（或狄里赫利問題）：|Sf1 (S)第二類邊值問題（或紐曼問題） ：|Sf 2 (S)n第三類邊值問題（或混合邊值問題）：|S 1f1( S1 ) ，|S2 f 2 (S2 )n3、唯一性定理在靜電場中，滿足給定邊界條件的電位微分方程的解是唯一的。討論、練習(xí)與作業(yè) 1-21作業(yè)課后反思第 1 章 靜電場1.1分離變量法授課內(nèi)容1.2有限積分法1.3鏡像法和電軸法1.4電容和部分電容1.5靜電能量與力教學(xué)時數(shù)2授課類型課堂講學(xué)重點掌握分離變量法。掌握電軸法和鏡象法計算

14、簡單的電場問題；教學(xué)目標(biāo)了解電容的計算原則及導(dǎo)體系統(tǒng)部分電容的概念；理解能量、能量密度和力的概念掌握它們的計算。教學(xué)重點教學(xué)難點教學(xué)方法與手段分離變量法；電軸法；鏡像法疊加原理的分別和獨立作用原則、求解邊值問題多媒體教學(xué)與板書相結(jié)合按以下內(nèi)容逐個講授：一、分離變量法方法步驟：寫出邊值問題（微分方程和邊界條件）分離變量，將偏微分方程分離成幾個常微分方程；利用邊界條件確定積分常數(shù)，最終得到電位的解。解常微分方程，并疊加得到通解；分析例題 1-5-1。教二、有限積分法學(xué)將場域分割為許多網(wǎng)格，應(yīng)用差分原理，將求解連續(xù)函數(shù)的微分方程問過程題轉(zhuǎn)換為求解網(wǎng)格節(jié)點上的代數(shù)方程組的問題。課外： MA TLAB

15、有限元分析。三、鏡像法和電軸法鏡像法和電軸法是靜電場唯一性定理的最直接應(yīng)用，通過虛設(shè)某種電荷分布所產(chǎn)生的靜電場，來模擬實際的電場分布。1、鏡像法分析例題1-7-1。2、電軸法兩平行長直圓柱帶電導(dǎo)體線電荷密度為,-,電荷沿圓柱導(dǎo)體表面分布不均勻 , 直接求解電場困難。這兩根線電荷的位置實際上就是圓柱導(dǎo)體所帶電荷的對外作用中心線，稱之為等效電軸。只需確定兩圓柱導(dǎo)體等效電軸的位置，然后以在該放置一對等量異號線電荷的場代為解之，這種求解方法稱為電軸法。四、電容和部分電容1、電容器電容電容只與兩導(dǎo)體的幾何尺寸、相互位置及周圍的介質(zhì)有關(guān)，而與所帶的電荷、電壓無關(guān)。QCU2、部分電容靜電獨立系統(tǒng)：一個多導(dǎo)體

16、系統(tǒng)，所有電通量密度全部由系統(tǒng)內(nèi)的帶電體發(fā)出，又全部終止于系統(tǒng)中的帶電體上，則稱為靜電獨立系統(tǒng)。分析例 1-8-2。五、靜電能量與力電能密度： we1 D E2電場的總能量： We1D EdV2V討論、練習(xí)與作業(yè) 1-31作業(yè)課后反思授課內(nèi)容教學(xué)時數(shù)教學(xué)目標(biāo)教學(xué)重點教學(xué)難點教學(xué)方法與手段教學(xué)過程第二章恒定電場1、導(dǎo)電媒質(zhì)中的電流2、電源電動勢和局外場強2授課類型課堂講學(xué)理解電流與電流密度的定義、歐姆定律的微分形式、功率密度和電流連續(xù)性原理；體電流面密度和面電流線密度，傳導(dǎo)電流和運流電流，電荷守恒定律電流連續(xù)性方程元電流的四種表示方法多媒體教學(xué)與板書相結(jié)合按以下內(nèi)容逐個講授：一、電流和電流密度1

17、、電流及電流密度的概念三種電流：傳導(dǎo)電流電荷在導(dǎo)電媒質(zhì)中的定向運動；運流電流帶電粒子在真空中的定向運動；位移電流隨時間變化的電場產(chǎn)生的假想電流。電流體密度： JIJdSS2、元電流的四種表示方式元電流是元電荷以速度v 運動形成的電流。體電流密度面電流密度線電流密度3、歐姆定理積分形式：電壓、電流、電阻表示微分形式：電流密度和電場強度表示4、焦耳定理積分形式：電壓、電流、電阻表示微分形式：電流密度和電場強度表示討論、練習(xí)與作業(yè)二、電動勢三、局外場強電源電動勢是電源本身的特征量，與外電路無關(guān)。有局外力做功等效的局外電動勢。四、恒定電場恒定電場的基本方程：J0E0本構(gòu)關(guān)系： JE恒定電場的邊界條件：

18、J1nJ2n ， E1t E2t電位方程：20 ，邊界條件： 12 ,1212nn作業(yè)： 2-3課后反思授課內(nèi)容第二章恒定電場3、恒定電流場的基本方程4、恒定電流場與靜電場的比擬5、電導(dǎo)和部分電導(dǎo)教學(xué)時數(shù)2授課類型課堂講學(xué)教學(xué)目標(biāo)教學(xué)重點教學(xué)難點教學(xué)方法與手段掌握導(dǎo)電媒質(zhì)中的恒定電場的基本方程和不同媒質(zhì)分界面上的邊界條件；理解導(dǎo)電媒質(zhì)中的恒定電場靜電場的比擬；了解接地電阻與跨步電壓的概念。穩(wěn)恒電流場的基本方程及其邊界條件，與介質(zhì)中靜電場的對偶關(guān)系計算電導(dǎo)的靜電比擬法及其它多種計算電導(dǎo)的方法：設(shè)電流法、設(shè)電壓法、積分法等多媒體教學(xué)與板書相結(jié)合一、恒定電流場的基本方程從兩個物理意義上理解：電流密度

19、矢量的散度和通量；電場強度的旋度和環(huán)路積分。例 2.3.1 導(dǎo)體與理想介質(zhì)分界面上的銜接條件：（ 1）分界面導(dǎo)體側(cè)的電流一定與導(dǎo)體表面平行；教（ 2）導(dǎo)體與理想介質(zhì)分界面上必有面電荷；（ 3）電場切向分量不為零，導(dǎo)體非等位體，導(dǎo)體表面非等位面。學(xué)二、恒定電流場與靜電場的比擬過兩種場可以比擬的條件：程（ 1）微分方程相同；（ 2）場域幾何形狀及邊界條件相同；（ 3）媒質(zhì)分界面滿足相同的比例關(guān)系11 。22三、電導(dǎo)和部分電導(dǎo)重點解釋電導(dǎo)、部分電導(dǎo)和接地電阻的概念。討論、練習(xí)與作業(yè)課后反思授課內(nèi)容教學(xué)時數(shù)教學(xué)目標(biāo)教學(xué)重點教學(xué)難點教學(xué)方法與手段教學(xué)過程第三章恒定磁場1、磁感應(yīng)強度2、安倍環(huán)路定理3、恒

20、定磁場的基本方程4、恒定磁場的邊值問題2授課類型課堂講學(xué)理解磁感應(yīng)強度、 磁場強度、 磁化強度的定義及三者間關(guān)系和磁通連續(xù)性原理；了解磁偶極子、偶極矩、磁化率和磁化電流的概念；理解并會用畢奧沙伐定律和安培環(huán)路定律；掌握恒定磁場的基本方程和鏡象電流法；理解磁感應(yīng)強度、磁場強度在不同媒質(zhì)分界面上的邊界條件；磁通連續(xù)性原理；安培環(huán)路定律；真空中磁場的基本方程；三種傳導(dǎo)電流即線電流、面電流、體電流分布的磁矩及其磁場；穩(wěn)恒磁場對磁偶極子的作用力矩；磁感應(yīng)強度法向分量的連續(xù)性；磁場強度切向分量的躍變；計算兩無限長直線電流的矢勢和磁場；磁偶極子的矢勢和磁場；理想導(dǎo)磁體表面上的磁場及其與導(dǎo)體表面上電場的比較；

21、多媒體教學(xué)與板書相結(jié)合以下內(nèi)容逐個講授：一、恒定磁場的基本規(guī)律1、安倍力定理和磁感應(yīng)強度（畢奧沙伐定律）B(r )0Idl( rr )0Idl R4 Crr34 CR3dB(r )0 Idl (rr )4r3rB(r )0J (r )RdV4 VR3B(r )40J S (r ) R dS SR3畢奧沙伐定律適用于無限大均勻媒質(zhì)。2、磁通連續(xù)性原理：()0，()d0B rSB rS討論、練習(xí)與作業(yè)表明B 是無頭無尾的閉合線，恒定磁場是無源場。3、安倍環(huán)路定理B(r )0 J (r )B(r ) dl0J (r ) dS0ICS三、介質(zhì)的磁化磁介質(zhì)的本構(gòu)關(guān)系：B0( 1m)HH磁介質(zhì)中的基本方程

22、：H( r )J ( r )，()0B rH( r ) dlJ( r ) dSCSB( r )dS0S有磁介質(zhì)存在時，場中的B 是自由電流和磁化電流共同作用，在真空中產(chǎn)生的。三、恒定磁場的基本方程基本方程：HJ ， ? B0邊界條件： en( B1B2 )0 ， e(H1H)JSn2BA，2 AJA(r )4 VJ( r ) dVR四、恒定磁場的邊值問題結(jié)合靜電場和恒定電場總結(jié)靜態(tài)場的三類邊值問題。作業(yè)： 3-7課后反思第三章恒定磁場5、矢量磁位和標(biāo)量磁位6、鏡像法授課內(nèi)容7、電感8、磁場能量和磁場力9、磁路及其計算教學(xué)時數(shù)2授課類型課堂講學(xué)教學(xué)目標(biāo)教學(xué)重點教學(xué)難點教學(xué)方法與手段教理解磁感應(yīng)強

23、度、磁場強度、標(biāo)量磁位、矢量磁位在不同媒質(zhì)分界面上的邊界條件；掌握兩種位函數(shù)滿足的方程；了解電感的定義和計算原則；掌握磁場能量和磁場力的計算；掌握磁路的概念和計算。磁場強度切向分量的躍變及其矢勢表示式；不同媒質(zhì)間磁場邊界條件的三種表達式，即積分式、微分式、矢勢式或標(biāo)勢式；磁場的能量；磁場的能量密度求解穩(wěn)恒磁場的5 種方法，即畢奧薩伐爾定律、安培環(huán)路定律、矢勢法、泊松方程的直接積分法、磁標(biāo)勢法；磁場的自能和互能。多媒體教學(xué)與板書相結(jié)合一、矢量磁位由磁感應(yīng)強度散度為零導(dǎo)出矢量磁位；解析例題3-8。泊松方程和拉普拉斯方程。二、標(biāo)量磁位由磁場強度旋度為零導(dǎo)出標(biāo)量磁位；無電流區(qū)域適用泊松方程。學(xué)三、恒定

24、磁場計算的鏡像法過四、電感分析自感和互感物理意義程五、磁場能量和磁場力1 B ? H磁場能量密度： wm2磁場的總能量： Wm1B ? H dV2 V六、磁路及其計算討論、練習(xí)與作業(yè)課后反思第四章時變電磁場授課內(nèi)容1、法拉第電磁感應(yīng)定理2、位移電流教學(xué)時數(shù)2授課類型課堂講學(xué)教學(xué)目標(biāo)理解電磁感應(yīng)定律、時變條件下的電流連續(xù)性方程法拉第電磁感應(yīng)定律的數(shù)學(xué)表達式；感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的方向與磁場方向教學(xué)重點教學(xué)難點教學(xué)方法與手段的關(guān)系；感生電動勢和動生電動勢的計算；感應(yīng)電場；位移電流、全電流的連續(xù)性和全電流定律；運動線框中的感應(yīng)電動勢的計算；位移電流的計算；多媒體教學(xué)與板書相結(jié)合按以下內(nèi)容逐個講授：一

25、、法拉第電磁感應(yīng)定理1、法拉第電磁感應(yīng)定律的數(shù)學(xué)表達式；教學(xué)過程法拉第電磁感應(yīng)定律：inddB ? dSdtdt S推廣的電磁感應(yīng)定律：EdldB dS ，EBdttCS2、感生電動勢和動生電動勢3、感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的方向與磁場方向的關(guān)系；二、位移電流D1、位移電流的概念：位移電流密度J dt2、全電流定律（）通過平板電容器的例子理解全電流的連續(xù)性）HJD ， H dl( JD) dStCst討論、練習(xí)與作業(yè)作業(yè)： 4-1課后反思授課內(nèi)容教學(xué)時數(shù)教學(xué)目標(biāo)教學(xué)重點教學(xué)難點教學(xué)方法與手段教學(xué)過程第四章時變電磁場3、麥克斯韋方程組4、時變電磁場的邊界條件2授課類型課堂講學(xué)掌握麥克斯韋方程及其物理

26、意義；麥克斯韋方程組；洛侖茲力公式；同軸線介質(zhì)中的電場和內(nèi)、外導(dǎo)體表面上的電荷面密度；洛侖茲條件。多媒體教學(xué)與板書相結(jié)合按以下內(nèi)容逐個講授：一、麥克斯韋方程組HJDt微分形式：EB，tB0DHdl( JD ) dSCStEdlBdS積分形式：CStBdS0SDdSdVSV本構(gòu)關(guān)系：DE ，BH ，JE四個方程的物理意義：（ 1）全電流定律：麥克斯韋第一方程，表明傳導(dǎo)電流和變化的電場都能產(chǎn)生磁場。（ 2）電磁感應(yīng)定律：麥克斯韋第二方程，表明電荷和變化的磁場都能產(chǎn)生電場。（ 3）磁通連續(xù)性原理：表明磁場是無源場, 磁力線總是閉合曲線（ 4）高斯定律：表明電荷以發(fā)散的方式產(chǎn)生電場 (變化的磁場以渦旋

27、的形式產(chǎn)生電場 )。二、時變電磁場的邊界條件邊界條件：n(HH2 )JS?1n?( E1E2 )0n? (B1B2 )0?D2 )sn (D1例題 4.2.1：在理想導(dǎo)體內(nèi)部無電磁場，電磁波發(fā)生全反射。例：同軸線介質(zhì)中的電場和內(nèi)、外導(dǎo)體表面上的電荷面密度。三、洛倫茲條件At四、波動方程無源區(qū)的波動方程2 E2 E0，2 H2 H0t 2t 2電磁場的位函數(shù)B0 ， BAEAt位函數(shù)的波動方程：2 A2 AJt 222t 2討論、練習(xí)與作業(yè)課后反思授課內(nèi)容教學(xué)時數(shù)教學(xué)目標(biāo)教學(xué)重點教學(xué)難點教學(xué)方法與手段第四章時變電磁場5、時變電磁場的能量與能流2授課類型課堂講學(xué)理解坡印廷矢量的含義并會應(yīng)用坡印廷定

28、理分析電磁能傳輸?shù)膯栴}；坡印亭定理坡印亭矢量理解多媒體教學(xué)與板書相結(jié)合按以下內(nèi)容逐個講授：一、時變電磁場的能量電場能量密度： we1 E ? D2磁場能量密度： wm1 B ? H2坡印廷定理的積分形式教學(xué)過程(E H ) dSd( 1 E D1 H B) dVE J dVSdt V22V坡印廷矢量： S H二、時變電磁場的能流Sav1Re EH * , weav1Re E ? D * 24wmav1 Re H ? B * 4討論、練習(xí)與作業(yè)課后反思授課內(nèi)容教學(xué)時數(shù)教學(xué)目標(biāo)教學(xué)重點教學(xué)難點教學(xué)方法與手段教學(xué)過程第四章時變電磁場6、正弦電磁場7、亥姆霍茲方程8、時變電磁場中的位函數(shù)2授課類型課堂

29、講學(xué)理解動態(tài)位與場量間的關(guān)系；了解似穩(wěn)場的概念。達朗貝爾方程正弦電磁場的復(fù)振幅和復(fù)矢量多媒體教學(xué)與板書相結(jié)合按以下內(nèi)容逐個講授：一、正弦電磁場E(x, y, z,t)?x )?ex Exm cos( tey Eym cos( t y )ez Ezm cos( tz ) ,E(x y z)e? Exme? Eyme? Ezm,xyzExmExmejx，E ymEym ej y，EzmEe jxzmExRe Exme j (tx ) Re Ee jx e j tRe Exme j t，xmE xmExm ejxE yReE yme j (ty ) ReE yme j y ej tReE yme jt ，E ymEym ej yE zRe Ezme j (tz ) Re Ezme jz e j t Re Ezme j t ，E ymEym ejy二、復(fù)矢量的麥克斯韋方程H mJ mjD m ，EmjBm