电磁学
1000+ 人选课
更新日期:2026/03/19
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2026/03/01 - 2026/07/01
课程周期18 周
开课状态开课中
每周学时-
课程简介

这门课会讲什么?

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。

你将收获什么?

课程学习完毕可掌握:

(1)专业知识

1、静电场的基本概念和规律,包括电场、电场强度的计算、高斯定理、电势及电势梯度。

2、静电场中导体和电介质的基本规律,包括静电平衡、电容和电容器、电介质和电场的能量。

3、恒定电流的基本概念和规律,包括电流的稳恒条件、欧姆定律、电源电动势等。

4、恒定磁场的基本概念和规律,包括磁场强度、安培定律、载流回路的磁场、磁场的高斯定理和环路定理、磁场对载流导线的作用和带电粒子在磁场中的运动。

5、电磁感应的基本概念和规律,包括电磁感应定理、动生电动势和感生电动势、互感和自感等。

6、磁介质的磁化现象及磁化规律。

7、麦克斯韦的电磁理论和电磁波,包括位移电流、麦克斯韦方程组、电磁波的产生和传播及电场的能流密度等。

(2)能力培养

通过本课程的学习,初步培养学生运用数学工具的能力,能运用数学语言表达物理思想并进行逻辑推理,对基本概念、基本规律的能进行数学表达与论证的意识,运用积分方法对连续分布的场强、电势和电流的磁场实行分解求和的分析,以及对推理得到的数学结果进行物理理解,为今后运用电磁学知识解决实际问题打下良好的基础。

(3)素质培养

通过电磁学的某些重大发现和发明中的物理思想和实验方法,使学生获得科学方法论上的教益,培养学生的科学思维能力,培养学生从特殊到一般、从局部到全局的分析认识事物的能力,用类比的方法研究和理解问题的能力,从复杂现象中抽象出本质建立物理图像或物理模型能力等方面得到初步训练。

适合什么人学习?

在校物理、电子、材料、通讯等相关专业学生;

在校有意向研究电磁或提升相关领域业务水平的学生;

热爱物理,有意物理相关知识的学生。

课程大纲

课程章节

  • 静电场(一)
  • 静电场(二)
  • 静电场中的导体
  • 静电场中的介质
  • 稳恒电流
  • 恒定磁场(一)
  • 恒定磁场(二)
  • 磁介质
  • 电磁感应
  • 麦克斯韦电磁理论和电磁波
  • 拓展——宁波大学部分CUPT和实验竞赛的电磁学项目
  • 附录

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

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