大学物理电磁学总结精编5篇

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大学物理电磁学总结1

[关键词]物理教学 电磁学 电磁场 电路

物理教材中所阐述的内容主要是经典物理学的基础知识，这些理论是建立在牛顿时空观的基础上，以力学、电磁学为重点。本文就电磁学部分的教学谈谈自己的观点。

一、电磁学的知识体系

电磁运动是物质的一种基本运动形式。电磁学的研究范围是电磁现象的规律及其应用，其具体内容包括静电现象、电流现象、磁现象、电磁辐射和电磁场等。为了便于研究，把电现象和磁现象分开处理，实际上，这两种现象总是紧密联系而不可分割的。透彻分析电磁学的基本概念、原理和规律以及它们的相互联系，才能使孤立的、分散的教学变成系统化、结构化的教学。对此，应从以下三个方面来认真分析教材。

1.电磁学的两种研究方式

整个电磁学的研究可分为以“场”和“路”两个途径进行。只有明确它们各自的特征及相互联系，才能有计划、有目的地提高学生的思维品质，培养学生的思维能力。

场是物质的相互作用的特殊方式。电磁学部分完全可用场的概念统一起来，静电场、恒定电场、静磁场、恒定磁场、电磁场等，组成一个关于场的体系。

“路”是“场”的一种特殊情况。物理教材以“路”为线的框架可理顺为：静电路、直流电路、磁路、交流电路、振荡电路等。

“场”和“路”之间存在着内在的联系。麦克斯韦方程是电磁场的普遍规律，是以“场”为基础的，“场”是电磁运动的实质，因此可以说“场”是实质，“路”是方法。

2.认识物理规律

规律体现在一系列物理基本概念、定律、原理以及它们的相互联系中。

物理定律是在对物理现象做了反复观察和多次实验，掌握了充分可靠的事实之后，进行分析和比较，找出它们相互之间存在的关系，并把这些关系用定律的形式表达出来。物理定律的形成，也是在物理概念的基础上进行的。

“恒定电流”一章中重要的物理规律有欧姆定律、电阻定律和焦耳定律。欧姆定律是在金属导电的基础上总结出来的，对金属导电、电解液导电适用，但对气体导电是不适用的。欧姆定律的运用有对应关系，电阻是电路的物理性质，适用于温度不变时的金属导体。

“磁场”这一章阐明了磁与电现象的统一性，用研究电场的方法进行类比，可以较好地解决磁场和磁感应强度的概念。

“电磁感应”这一章，重要的物理规律是法拉第电磁感应定律和楞次定律。在这部分知识中，能的转化和守恒定律是将各知识点串起来的主线。本章以电流、磁场为基础，它揭示了电与磁相互联系和转化的重要方面，是进一步研究交流电、电磁振荡和电磁波的基础。电磁感应的重点和核心是感应电动势。运用楞次定律不仅可判断感应电流的方向，更重要的是它揭示了能量是守恒的。

“电磁振荡和电磁波”一章是在电场和磁场的基础上结合电磁感应的理论和实践，进一步提出电磁振荡形成统一的电磁场，对场的认识又上升了一步。麦克斯韦的电磁场理论总结了电磁场的规律，同时也把波动理论从机械波推进到电磁波而对物质的波动性的认识提高了一步。

3.通过电磁场所表现的物质属性，使学生建立“世界是物质的”的观点

电现象和磁现象总是紧密联系而不可分割的。大量实验证明，在电荷的周围存在电场，每个带电粒子都被电场包围着。电场的基本特性就是对位于场中的其它电荷有力的作用，运动电荷的周围除了电场外还存在着磁场。磁体的周围也存在着磁场，磁场也是一种客观存在的物质。磁场的基本特性就是对处于其中的电流有磁场力的作用。科学实验证明电磁场可以脱离电荷和电流而独立存在，电磁场是物质的一种形态。

运动的电荷（电流）产生磁场，磁场对其它运动的电荷（电流）有磁场力的作用，所有磁现象都可以归结为运动电荷（电流）之间是通过磁场而发生作用的。麦克斯韦用场的观点分析了电磁现象，得出结论：任何变化的磁场能够在周围空间产生电场，任何变化的电场能够在周围空间产生磁场。按照这个理论，变化的电场和变化的磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一场，这就是电磁场。电磁场由近及远的传播就形成电磁波。转贴于

从场的观点来阐述路。电荷的定向运动形成电流，产生电流的条件有两个：一是存在可自由移动的电荷；二是存在电场。导体中电流的方向总是沿着电场的方向，从高电势处指向低电势处。导体中的电流是带电粒子在电场中运动的特例，即导体中形成电流时，它的本身要形成电场又要提供自由电荷，当导体中电势差不存在时，电流也随之而终止。

二、以知识体系贯穿始终，使理论学习与技能训练相融合

1.场的客观存在及其物质性是电学教学中一个极为重要的问题。电场部分是学好电磁学的基础和关键。电场强度、电势、磁感应强度是反映电、磁场是物质的实质性概念。电场线、磁感应线是形象地描述场分布的一种手段。

2.电磁场的重要特性是对在其中的电荷、运动的电荷、电流有力的作用。在教学中要使学生认识场和受场作用这两类问题的联系与区别，比如，场不是力，电势不是能等。场中不同位置场的强弱不同，可用受场力者受场力的大小（方向）跟其特征物理量的比值来描述场的强弱程度。在电场中用电场力做功，说明场具有能量。通常说“电荷的电势能”是指电荷与电场共同具有的电势能，离开了电场就谈不上电荷的电势能了。

只要功夫深，铁杵磨成针。山草香为大家分享的5篇大学物理电磁学总结就到这里了，希望在大学物理电磁学的写作方面给予您相应的帮助。

大学物理电磁学总结2

关键词：高中物理；电磁学教学；教材分析；教学对策

改革开放以来，我国社会经济发生了巨大的变化，社会经济体制正在发生改变，我国的教育体制也在进行改革。高中课程改革正在与时俱进，教材体系也在不断完善。高中物理教材的编写更加注重理论与实际的联系，更重视物理知识在实际生活中的应用。物理教学目标更加重视学生能力的培养。电磁学是高中物理中的重要内容，提高电磁学的教学效果，是提高学生物理学习能力，强化物理知识的重要前提。

一、高中电磁学教材分析

自然界到处存在着电磁运动，它是物质运动的基本形式之一。在高中物理中主要研究的是电磁学的基本规律和应用范围，主要内容包括：静电、电流、磁现象以及电磁辐射和电磁场。教师为让学生更简单的理解电磁现象，一般把电和磁现象分开讲解。其实，在现实生活中，电和磁是紧密联系在一起的。所以，教师在教学过程中自身要充分掌握电磁学的相关内容，能做到由部分再到整体，实现综合教学的目的。

1.电磁学研究方式

高中对电磁学的研究主要包括“场”和“路”的方法。运用这两种方法，需要教师向学生阐明二者之间的区别与联系，并采用适当的教学方法，培养学生学习电磁学的兴趣。“场”在物理学电磁学研究中应用的最为广泛。“场”在物理解释中是自然界物质之间相互作用的关系，所以，在进行电磁学解释中就需要用到“场”，如：电磁场、静电场等。

2.高中物理知识定律

教师在讲解某一个定律时，首先可以引导学生注意到这种物理现象，通过学生的亲手实验得出与定律相似的结论，然后对实验对象之间的关系进行分析，从而总结出实验的恒定关系，并要求学生试着用一个定理的概念表述出来。物理定律不是孤立的，一个定理一定与其他的物理概念存在一定的联系。而且定律都是有前提才发生的，一旦超过这个前提，就有可能不会发生。比如，教师在讲授恒定电流这一章时，这一章总共有电阻、欧姆和焦耳三个定律。欧姆定律主要是在金属导电性质的基础上总结出来的，适用于金属导电的范围，不适用于气体导电的范围。而电阻定律是关于电路的物理性质的总结，只适用于温度不变的金属导体。

3.通过电磁场的讲述，确立世界是物质的观念

大量的实验证明，电荷的周围存在着电场，电场包围着每个电粒子。而电场对场中的电荷具有力的作用。在运动中的电荷的周围不仅有电场还有磁场。磁场是客观存在的物质，只要借助一定的手段就可以使磁场现出原形，从而被人们的肉眼看到。而磁场对于场中电流具有磁力的作用。由此可知，磁场是一种物质。

二、高中电磁学教学对策

1.电磁学的教学要有章可循

在高中物理电磁学的教学中要做到贯穿学科体系，帮助学生既能掌握知识也能提高能力。如：电磁学中，“场”的存在是很客观的，教师在电学的教学过程中要重视“场”的讲解。利用电场强度、磁场感应知识的讲解和实验让学生了解场的性质和概念，同时可以借助电场线和磁感线来描述“场”的分布，寻找二者之间的差别和共性，从而让学生确实理解“场”。同时可以采取一些新颖且有实效的教学方法进行教学。如：逆向思维法主要运用于已知矛盾和未知矛盾发生冲突的时候，这时需要人们打破常规的思维模

式，从反方向考虑问题。比如：学生知道电流会在周围产生磁场后，激发学生思考是否可以利用磁场产生电流，促进学生进一步学习。

2.重视实验操作对电磁学教学的意义

物理实验可以帮助学生更进一步的理解物理现象和定律，

所以，教师做好实验演示以及学生动手实验在高中物理电磁学的学习中非常重要。让学生动手做实验，不仅有利于学生掌握物理知识还有利于提高学生的实验技能。如何引导学生通过做实验来分析实验现象，并从实验现象中利用发展性思维得出物理定义，是高中物理教师教学水平高低的重要体现。培养学生独立进行实验和自学物理知识的能力是高中物理知识的要求。所以，教师应该设置新颖的物理实验提高学生学习电磁场知识的兴趣，从而提高教学效果。并且通过实验现象激发学生做实验的兴趣，以此刺激学生的求知欲望，培养学生严谨和实事求是的求学态度。

3.培养学生利用物理知识解决问题的能力

在高中物理教学中，让学生运用所学的知识去分析和解决问题非常重要。在电磁学的学习过程，教师首先要抓住“场”与“路”的学习，确保学生能够正确地理解其概念，掌握基本规律。其次，要重视学生解决关于电磁学问题的培养。教师在教学生解题时，应该讲解不同的运动形式是通过何种方式联系在一起的，在物理中一般有“力”和“能”两种，从而确定解题的思路，形成解题思维。

高中物理学习是高中学生学习的重要内容，物理教师在进行物理教学过程中应该以提高学生的学习能力为主要目的来制订教学计划和内容。高中物理电磁学的内容非常重要，是学生学好高中物理知识的关键也是以后继续物理研究的基础，所以，教师应该从以下几方面着手确实提高教学效果，帮助学生更好地学习物理知识。首先，教师应该认真研究新课标的教学目的和新的物理教材体系，把握电磁学的教学要求和目的。其次，依据电磁学的“场”与“路”的研究方式，对学生进行电磁学知识讲解。再次，在电磁学的教学过程坚持电磁学知识的系统贯穿，让学生充分掌握电磁学知识。最后学会利用物理实验帮助学生学习电磁学知识，利用实验将抽象的知识形象化，让学生更直观的接受物理知识，提高学习兴趣。相信通过广大教师的共同努力，高中电磁学教学定会迈上一个新台阶。

参考文献：

大学物理电磁学总结3

知识目标

1.理解磁感应强度B的定义及单位。

2.知道用磁感线的疏密可以形象直观地反映磁感应强度的大小。

3.知道什么叫匀强磁场，知道匀强磁场的磁感线的分布情况。

4.知道什么是安培力，知道电流方向与磁场方向平行时，电流受的安培力为零；电流方向与磁场方向垂直时，电流受安培力的大小。

5.会用左手定则熟练地判定安培力的方向。

能力目标

1.通过演示磁场对电流作用的实验，培养学生总结归纳物理规律的能力。

2.通过学习左手定则，理解磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的关系，培养学生空间想象能力。

情感目标

通过对安培定则的学习，使得学生了解科学的发现不仅需要勤奋的努力，还需要严谨细密的科学态度。

教材分析

关于安培力这一重要的内容，需要强调：

1.安培力的使用条件：磁场均匀，电流方向与磁场方向垂直。

2.电流方向与磁场方向平行时，安培力具有最小值。电流方向与磁场方向垂直时，安培力具有最大值。

教法建议

由于前面我们已经学习过电场的有关知识，讲解时可以将磁场和电场进行类比，以加深学生对磁场的有关知识的理解。例如：电场和磁场相互对比，电场线与磁感线相互对比，磁感应强度与电场强度进行对比等等。

在上一节的基础上，启发学生回忆电场强度的定义，对比说明引入磁场强度的定义的思路是通过磁场对电流的作用力的研究得出的。为了让学生更好的理解磁场，可以在实验现象的基础上引导学生进行讨论。

教学设计方案安培力磁感应强度

一素质教育目标

(一)知识教学点

1.理解磁感应强度B的定义及单位。

2.知道用磁感线的疏密可以形象直观地反映磁感应强度的大小。

3.知道什么叫匀强磁场，知道匀强磁场的磁感线的分布情况。

4.知道什么是安培力，知道电流方向与磁场方向平行时，电流受的安培力为零；电流方向与磁场方向垂直时，电流受安培力的大小。

5.会用左手定则熟练地判定安培力的方向。

(二)能力训练点

1.通过演示磁场对电流的作用的实验，培养学生利用控制变量法总结归纳物理规律的能力。

2.通过学习左手定则，理解磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的关系，培养学生空间想像能力。

(三)德育渗透点

通过阅读材料介绍奥斯特发现电流磁效应，说明科学家之所以能取得辉煌的成就，除了本身所具有的聪明才智外，刻苦勤奋地学习和工作，善于捕捉稍纵即逝的灵感更为重要，鼓励和激发学生从现在开始更加发奋地学习，将来为国家做贡献。

(四)美育渗透点

通过介绍物理学家安培取得辉煌成就的原因是靠勤奋自学、刻苦钻研的顽强意志，让学生感受物理学家们的人格美、情操美。

二学法引导

1.教师通过演示实验法直观教学，决定安培力大小的因素，通过启发讲解，帮助学生归纳总结公式

及B的定义式。结合练习法使学生掌握左手定则使用。

2.学生认真观察实验，在教师启发的指导下总结规律，积极动手动脑理解公式，掌握左手定则的应用。

三重点、难点、疑点及解决办法

1.重点

(1)理解磁场对电流的作用力大小的决定因素，掌握电流与磁场垂直时，安培力大小为：

(2)掌握左手定则。

2.难点

对左手定则的理解。

3.疑点

磁场方向、电流方向和安培力方向三者之间的空间关系。

4.解决办法

以演示实验为突破口，直观地引导学生掌握电流在磁场中所受安培力大小的决定因素；反复地借助实验，来理解左手定则，建立磁场方向、电流方向和安培力方向三者关系的正确图景。

四课时安排

1课时

五教具学具准备

铁架台、三个相同的蹄形磁铁、电源、滑动变阻器、电键、导线。

六师生互动活动设计

教师先通过实验，学生观察分析、讨论、总结出安培力。

公式

，再引入磁感强度B的定义式，通过讲解类比电场强度，启发学生理解

公式的意义，借助墙角(或桌角)帮助学生建立三维坐标空间，理解掌握左手定同。

七教学步骤

(一)明确目标

(略)

(二)整体感知

本节教学是在上一节学习了磁场的概念及方向性的基础上，进一步认识磁场的强弱性质，根据磁场力的性质用定义法定义描述磁场的强弱，用磁感线形象地反映磁场的强弱，同时利用定义式来计算安培力的大小，

再用左手定则来确定磁场方向、电流方向和安培力的方向。

(三)重点、难点的学习与目标完成过程

1.磁场对电流的作用

用条形磁铁可以在一定的距离内吸起较小质量的铁块，巨大的电磁铁却能吸起成吨的钢块，表明磁场有强有弱，如何表示磁场的强弱呢？我们利用磁场对电流的作用力──安培力来研究磁场的强弱。

2.决定安培力大小的因素有哪些？

利用演示实验装置，研究安培力大小与哪些因素有关

(1)与电流的大小有关。

保持导线在磁铁中所处的位置及与磁场方向不变这两个条件下，通过移动滑动变阻器触头改变导线中电流的大小。

请学生观察实验现象。导线摆动的角度大小随电流的改变而改变，电流大，摆角大；电流小，摆角小。

实验结论：垂直于磁场方向的通电直导线，受到磁场的作用力的大小眼导线中电流的大小有关，电流大，作用力大；电流小，作用力也小。

(2)与通电导线在磁场中的长度有关。

保持导线在磁铁中所处的位置及方向不变，电流大小也不变，改变通电电流部分的长度。学生观察实验现象。导线摆动的角度大小随通电导线长度而改变，导线长、摆角大；导线短，摆角小。

实验结论：垂直于磁场方向的通电直导线，受到的磁场的作用力的大小限通电导线在磁场中的长度有关，导线长、作用力大；导线短，作用力小。

(3)与导线在磁场中的放置方向有关。

保持电流的大小及通电导线的长度不变，改变导线与磁场方向的夹角，当夹角为0°时，导线不动，即电流与磁场方向平行时不受安培力作用；当夹角增大到90°的过程中，导线摆角不断增大，即电流与磁场方向垂直时，所受安培力最大；不平行也不垂直时，安培力大小介于

和最大值之间。

3.磁感应强度

总结归纳以上实验现象，用L表示通电导线长度，I表示电流，保持电流和磁场方向垂直，通电导线所受的安培力大小FIL

用B表示这一比值，有

.B的物理意义为：通电导线垂直置于磁场同一位置，B值保持不变；若改变通电导线的位置，B值随之改变。表明B值的大小是由磁场本身的位置决定为。对于电流和长度相同的导线，放置在B值大的位置受的安培力F也大，表明磁场强。放在B值小的位置受的安培力F也小，表明磁场弱。因而我们可以用比值

来表示磁场的强弱。把它叫做磁感应强度。

定义：磁感应强度

单位：特斯拉，符号为T

常见的地磁场磁感应强度大约是

，永磁铁磁极附近的磁感应强度大约是

用磁感线也可直观地反映磁场的强弱和方向，磁感线越密处，磁感应强度大、磁场强。若磁感应强度大小和方向处处相同，称为匀强磁场。根据匀强磁场的特点，请同学们画出匀强磁场的磁感线的空间分布。

在非匀强磁场中，用

量度磁感应强度时，导线长L应很短，电流近似处在匀强磁扬中。

4.安培力的大小和方向。

根据磁感应强度的定义式，可得通电导线垂直磁场方向放置时所受的安培力大小为：

举例计算安培力的大小。

安培力的方向如何呢？还过前面的演示实验现象可知，通电导线在磁场中受到的安培力方向跟导线中的电流方向、磁场方向都有关系。人们通过大量的实验研究，总结出通电导线受安培力方向和电流方向、磁场方向存在着一个规律──左手定则。

左手定则：伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且跟手掌在同一个平面内，把手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，并使伸开的四指指向电流方向，那么，拇指所指的方向，就是通电导线在磁场中的受力方向。

应该注意的是：若电流方向和磁场方向垂直，则磁场力的方向、电流方向、磁场方向三者互相垂直；若电流方向和磁场方向不垂直，则磁场力的方向仍垂直于电流方向，也同时垂直于磁场方向。

(四)总结、扩展

本节课我们学习了磁场对电流的作用──安培力，通过研究安培力的大小，我们定义了反映磁场强弱的物理量──磁感应强度

，同时，我们可以据此求解安培力的大小，安培力的方向用左手定则来确定。

如果磁场方向不与电流方向垂直，安培力的大小

，方向仍可用左手定则判定。

八布置作业

九板书设计

第三节安培力磁感应强度

1.磁场对电流有力的作用

2.决定安培力大小的因素

(1)与电流大小有关。

(2)与导线在磁场中的长度有关。

(3)与导线在磁场中的放置方向有关。

3.磁感应强度

定义：

单位：特斯拉(T)

4.安培力的大小

大学物理电磁学总结4

关键词：电磁场与电磁波；类比法；循序渐进；讲义；习题

中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）21-0010-02

随着信息时代的到来，作为通信传输技术基础的电磁场理论得到越来越广泛和深入的研究与应用。“电磁场与电磁波”是电气、电子信息、通信等工科电子类专业的一门重要的技术基础课，它是在大学物理电磁学的基础上，进一步研究宏观电磁现象的基本规律和分析方法。这不但是为了后续课程的需要，也是深入理解和分析工程实际中的电磁问题所必需掌握的基本知识，而且电磁场理论也是微波通信、卫星通信、电磁兼容和生物电磁学等高新技术的理论基础及交叉领域新学科的生长点。[1，2]所以电类专业的学生，无论是从当前的学习出发，还是为了拓宽将来的专业面，都应该重视这门课程，学好这门课程，打好专业基础。此外，学好这门课，对培养学生树立严谨的科学思想、科学分析问题的方法、复杂抽象的思维能力、勇于开拓的创新精神等将起着十分重要的作用。[3，4]另外由于独立学院学生普遍基础不是很好，并且对抽象的理论课程的学习兴趣不大，更加重了独立学院重“电磁场与电磁波”课程的教学工作。

一、“电磁场与电磁波”课程特点

1.基础知识要求多

“电磁场与电磁波”课程是以大学物理、高等数学、电路分析、数学物理方程、复变函数等为基础，所涉及的内容很广 。大学物理中，电磁学部分内容是“电磁场与电磁波”的物理基础，而矢量分析、特殊函数等内容是学好“电磁场与电磁波”课程必需的数学工具，由于涉及复杂偏微分和特殊函数的计算，难度不小。因此要学好这门课程，必须熟练掌握这些基础课程的相关概念、理论和运算等。同样对担任本课程教学的教师提出了较高的要求，即一方面需要有较好的物理、数学及电路知识；另一方面需要有比较全面的专业知识。同时，又需要对通信工程实际情况有较广泛的了解。因此本课程的教学相对而言比较不易。

2.数学推导计算多

课程涉及大量的物理知识以及各种数学方法，在学习过程中如何处理数学与物理的衔接，数学方法和物理概念的联系以及理论分析与工程应用的关系至关重要，这也是学生较难处理的问题。

3.抽象的概念多

“电磁场与电磁波”每章内容都会引入一些新的、较难理解的概念、定律。例如散度和旋度是两个比较抽象的数学概念，学生们甚至在课程结束之后仍感到这两个概念很抽象，不理解在电磁场与波学习中为什么始终与之打交道；静电场中的自分布电容、互分布电容、广义力、虚位移等；恒定磁场中的矢量磁位、标量磁位；边值问题求解中的镜像法、分离变量法等。这些新的概念及定律不仅抽象、难理解，而且所涉及的公式通常比较复杂，计算起来难度较大。基于以上特点，对于“电磁场与电磁波”这门课程，学生普遍认为“难学”，教师普遍感到“难教”。

二、“电磁场与电磁波”教学存在的问题

1.学习问题

由“电磁场与电磁波”课程的特点可知课程本身过于抽象，学生普遍反映难学难懂，表现为抽象的纯理论和概念多，复杂的偏微分公式多，计算求解难度大，而对老师来说教好这门课也具有相当的难度。另外，在学习“电磁场与电磁波”课程过程中，学生常常难以将已经学好的数学知识和电磁场内容很好地结合。在学习“电磁场与电磁波”之前，学生一般都具备矢量场论的基本知识，但是在学习“电磁场与电磁波”的过程中却难以将所学知识与电磁场理论融会贯通、学以致用。还有许多学生数学基础薄弱，学习起来备感吃力。

2.教材问题

目前绝大多数教材都只强调经典的理论知识，缺乏有应用背景和紧密跟踪最新前沿发展的内容，这样不但导致理论与实际应用脱节，也很难激发学生的学习热忱。特别是对基础知识差的学生来说，一看到大量的证明和数学推导问题就失去了信心。

3.缺少实验设备

由于资金和实验设备的匮乏，使得大部分高校在“电磁场与电磁波”教学中缺少实验设备，导致无法开展实验课程。这样原本就十分抽象的课程，完全变成了一门纯理论教学的课程，也导致了学生学习中理论与实践的脱节问题。

4.课时问题

随着这些年的教学改革，大学生要求的总学分略有下降，而开设课程又增多的趋势导致“电磁场理论”的教学课时被极大压缩，由以前的80学时被压缩到40学时，导致教学自由度受到了较大的限制。

三、提高“电磁场与电磁波”教学质量的方法

1.制订教学大纲，确定教学内容

现有的“电磁场与电磁波”教学，大部分都是一些纯理论讲解的内容，而学生在学习的过程中经常问学这门课有什么用，学某一章节有什么用。看是一个简单的问题，但作为老师一定认真思考，给学生一个满意的答案。因为从这个问题上一方面反映了老师讲课不能只是大谈理论讲解，另一方面也反映了现有教材在实际应用方面的缺陷。对这个问题回答的好坏直接关系到同学们学习的效果和兴趣。基于以上原因和笔者多年的“电磁场与电磁波”的教学经验，自编内部教材讲义，此讲义最大的特点是以通俗的语言来讲解抽象的概念，以实际的例题来帮助理解重点理论，并且在每个知识点都有对应的应用实例。

由于“电磁场与电磁波”理论是人类在认识自然规律和生产实践活动中发展起来的，在日常生活、科学研究和军事等领域中的应用非常广泛，例如在微波炉、磁悬浮列车、隐形轰炸机、移动电话中的应用等。这些在此讲义的每一章的后面都是一个拓展知识的介绍，比如在第二章静态电磁场的最后一节中，就针对磁悬浮列车和卫星电推进器做了详细讲解，提高了同学们的学习兴趣。

2.循序渐进的教学方法

电磁场与电磁波是利用场的观点来研究空间某一物理量的确定值问题，而矢量分析正是研究此问题的重要教学工具。应用矢量分析的方法，可以使电磁场的基本定律、公式以简洁的形式表述出来，且与坐标的选择无关。所以先要学习一下矢量分析的内容，包括矢量运算、三种坐标系、矢量的散度和旋度等内容。以后每个章节的教学，采用从易到难、从静态场到时变场、从电场到磁场再到电磁场、从三维空间到四维空间的循序渐进的教学顺序。

首先，从较为容易掌握的静电磁场开始进行学习，此章节的教学应详细地分析各种情况，其中包含对基本方程、边值问题等理论的推导以及物理含义的分析，以及静电能量与力的分析等，而静磁场的讲解一定要和静电场的知识进行类比学习。这样就为时变电磁场、电磁场波的传播、波导等教学内容打下一个比较好的基础。后续各章节的教学，也应注意与静电磁场的理论进行比较。从静止电荷产生的静电场到研究运动的稳定电荷产生的恒定电场，然后研究电流引入的恒定磁场，随后进行电磁感应以及时变电磁场分析，并且在时变电磁场的分析中，推测电磁波的产生。之后讲解均匀平面电磁波在无界空间的传播、反射和透射，以及导行电磁波、电磁波辐射等知识，最后进行传输线理论的讲解。按照逐步深入方式，进行知识的扩充，使课程知识具有连贯性，学生也比较容易掌握。

3.巧妙使用类比方法

“电磁场与电磁波”课程体系中，小到一个公式，大到整个理论框架，都存在着对立统一的关系。通过这些知识点的类比，不仅使学生学到了“电磁场与电磁波”课程的精髓，也使他们体会到“电磁场与电磁波”课程体系中的对称美。类比包含两个方面的类比，一是课程、领域之间的横向类比，例如与“大学物理”相关知识点的类比，“电磁场”和“流体力场”、“电磁波”和“机械横波”的比较。由于电磁波与机械波都是横波，都具有横波的特性等方面的类比，水波的传播与电磁波能的传播的类比，电磁场与流体力场的类比等等，类比的教学策略进行更加形象直观的传授，启发创造性思维。另一个则是纵向类比，譬如该课程本身的静电场和静磁场、静电场和恒定电流场等的对比。这样，既拓宽了学生的知识面，也使学生通过类比对电磁场波动函数表达式有了深刻而又直观的理解。

4.仿真软件在教学中的应用

对于电子信息、通信专业的学生，基本上都会使用MATLAB软件，并且场与波的分析往往涉及复杂的绘图和大量的计算，将MATLAB仿真技术应用到“电磁场与电磁波”实验教学中，十分有助于将抽象的理论变成容易理解、接受的结论，这必将有助于“电磁场与电磁波”的课堂教学。[5]比如，利用MATLAB编写的程序可以绘制三维矢量的静态和动态分布图，给出了均匀平面波、矩形波导的传输模和截止模、电流元的电场和磁场的分布图，这将大大提高同学们的空间想象力和对这部分知识的理解能力。

5.适当的习题练习

对“电磁场与电磁波”课程的学习，不但要有正确的教和学的方法，还要有适当的习题练习。其实，习题都是针对某一知识点的实际应用而设计的，在同学们做习题的过程中一方面帮助他们理解知识点的应用，另一方面也巩固了课堂老师所讲内容。

在课堂教学中，不可能留出时间让学生来学习题，只能有针对性地来讲解有代表性的例题，做习题只让同学们在课下做，让同学把遇到的问题汇总起来，在集体答疑的时间来给同学们做详细的解答。在讲义中不但针对每一知识点精心设计应用实例，而且还设计了一定量的习题要求同学们完成。

此外，习题不仅仅是计算，在每一章结束后给学生出了一些思考题，让学生自己去查找资料来完成。比如假如存在磁单极子，麦克斯韦方程的形式是什么样的？

四、总结

本文是笔者多年来在“电磁场与电磁波”教学中的一点体会，本课程涉及的基础知识比较多，对教师的专业课程知识的要求较高，同时需要教师密切结合本校学生的基础、实验设备、课时、教学大纲的制订等实际情况进行分析。教学过程的每一个环节都需要周密思考、认真备课，注意平时在科研项目中随时积累，在教学中随时涉猎其他专业的知识。教师的视野开阔了，学生才能在电磁场领域的思维角度开阔一些，能够掌握宏观电磁场与电磁波的基本性质及基本规律，培养他们的抽象思维能力，分析解决实际问题的能力。

参考文献：

[1]田雨波， 张贞凯。“电磁场理论”教学改革初探[J].电气电子教学学报，2008，30（1）：11-12.

[2]王家礼，朱满座，路宏敏。电磁场与电磁波[M].西安：西安电子科技大学出版社，2003.

[3]李波，豆根生，袁超。电磁场与电磁波课程的教学方法探索[J].河南机电高等专科学校学报，2007，15（6）：127-128.

大学物理电磁学总结5

一、电磁学教材的整体结构

电磁运动是物质的一种基本运动形式．电磁学的研究范围是电磁现象的规律及其应用．其具体内容包括静电现象、电流现象、磁现象，电磁辐射和电磁场等．为了便于研究，把电现象和磁现象分开处理，实际上，这两种现象总是紧密联系而不可分割的．透彻分析电磁学的基本概念、原理和规律以及它们的相互联系，才能使孤立的、分散的教学变成系统化、结构化的教学．对此，应从以下三个方面来认真分析教材．

1．电磁学的两种研究方式

整个电磁学的研究可分为以“场”和“路”两个途径进行，这两种方式均在高中教材里体现出来．只有明确它们各自的特征及相互联系，才能有计划、有目的地提高学生的思维品质，培养学生的思维能力．

场的方法是研究电磁学的一般方法．场是物质，是物质的相互作用的特殊方式．中学物理的电磁学部分完全可用场的概念统帅起来，静电尝恒定电尝恒定磁尝静磁尝似稳电磁尝迅变电磁场等，组成一个关于场的系统，该系统包括中学物理电学部分的各章内容．

“路”是“场”的一种特殊情况．中学教材以“路”为线的大骨架可理顺为：静电路、直流电路、磁路、交流电路、振荡电路等．

“场”和“路”之间存在着内在的联系．麦克斯韦方程是电磁场的普遍规律，是以“场”为基础的．“场”是电磁运动的实质，因此可以说“场”是实质，“路”是方法．

2．物理知识规律物

理知识的规律体现为一系列物理基本概念、定律和原理的规律，以及它们的相互联系．

物理定律是在对物理现象做了反复观察和多次实验，掌握了充分可靠的事实之后，进行分析和比较找出它们相互之间存在着的关系，并把这些关系用定律的形式表达出来．物理定律的形成，也是在物理概念的基础上进行的．但是，物理定律并不是绝对准确的，在实验基础上建立起来的物理定律总是具有近似性和局限性，因此其适用范围有一定的局限性．

第二册第一章“电潮重要的物理规律是库仑定律．库仑定律的实验是在空气中做的，其结果跟在真空中相差很小．其适用范围只适用于点电荷，即带电体的几何线度比它们之间的距离小到可以忽略不计的情况．

“恒定电流”一章中重要的物理规律有欧姆定律、电阻定律和焦耳定律．欧姆定律是在金属导电的基础上总结出来的，对金属导电、电解液导电适用，但对气体导电是不适用的．欧姆定律的运用有对应关系．电阻是电路的物理性质，适用于温度不变时的金属导体．

“磁场”这一章阐明了磁与电现象的统一性，用研究电场的方法进行类比，可以较好地解决磁场和磁感应强度的概念．

“电磁感应”这一章，重要的物理规律是法拉第电磁感应定律和楞次定律．在这部分知识中，能的转化和守恒定律是将各知识点串起来的主线．本章以电流、磁场为基础，它揭示了电与磁相互联系和转化的重要方面，是进一步研究交流电、电磁振荡和电磁波的基础．电磁感应的重点和核心是感应电动势．运用楞次定律不仅可判断感应电流的方向，更重要的是它揭示了能量是守恒的．

“电磁振荡和电磁波”一章是在电场和磁场的基础上结合电磁感应的理论和实践，进一步提出电磁振荡形成统一的电磁场，对场的认识又上升了一步．麦克斯韦的电磁场理论总结了电磁场的规律，同时也把波动理论从机械波推进到电磁波而对物质的波动性的认识提高了一步．

3．通过电磁场在各方面表现的物质属性，使学生建立“世界是物质的”的观点

电现象和磁现象总是紧密联系而不可分割的．大量实验证明在电荷的周围存在电场，每个带电粒子都被电场包围着．电场的基本特性就是对位于场中的其它电荷有力的作用．运动电荷的周围除了电场外还存在着另一种唱—磁场．磁体的周围也存在着磁场．磁场也是一种客观存在的物质．磁场的基本特性就是对处于其中的电流有磁场力的作用．现在，科学实验和广泛的生产实践完全肯定了场的观点，并证明电磁场可以脱离电荷和电流而独立存在，电磁场是物质的一种形态．

运动的电荷（电流）产生磁场，磁场对其它运动的电荷（电流）有磁场力的作用．所有磁现象都可以归结为运动电荷（电流）之间是通过磁场而发生作用的．麦克斯韦用场的观点分析了电磁现象，得出结论：任何变化的磁场能够在周围空间产生电场，任何变化的电场能够在周围空间产生磁场．按照这个理论，变化的电场和变化的磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一场，这就是电磁场．电磁场由近及远的传播就形成电磁波．

从场的观点来阐述路．电荷的定向运动形成电流．产生电流的条件有两个：一是存在可自由移动的电荷；二是存在电场．导体中电流的方向总是沿着电场的方向，从高电势处指向低电势处．导体中的电流是带电粒子在电场中运动的特例，即导体中形成电流时，它的本身要形成电场又要提供自由电荷．当导体中电势差不存在时，电流也随之而终止．

二、以“学科体系的系统性”贯穿始终，使知识学习与智能训练融合于一体

1．场的客观存在及其物质性是电学教学中一个极为重要的问题．第一章“电潮是学好电磁学的基础和关键．电场强度、电势、磁尝磁感应强度是反映电、磁场是物质的实质性概念．电场线，磁感线是形象地描述场分布的一种手段．要进行比较，找出两种力线的共性和区别以加强对场的理解．

2．电磁场的重要特性是对在其中的电荷、运动的电荷、电流有力的作用．在教学中要使学生认识场和受场作用这两类问题的联系与区别，比如，场不是力，电势不是能等．场中不同位置场的强弱不同，可用受场力者受场力的大小（方向）跟其特征物理量的比值来描述场的强弱程度．在电场中用电场力做功，说明场具有能量．通常说“电荷的电势能”是指电荷与电场共同具有的电势能，离开了电场就谈不上电荷的电势能了．

3．认真做好演示实验和学生实验，使“潮抽象的概念形象化，通过演示实验是非常重要的措施．把各种实验做好，不仅使学生易于接受知识和掌握知识，也是基本技能的培养和训练．安排学生自己动手做实验，加强对实验现象的分析，引导学生从实验观察和现象分析中来发展思维能力．从物理学的特点与对中学物理教学提出的要求来看，应着力培养学生的独立实验能力和自学能力，使知识的传授和能力的培养统一在使学生真正掌握科学知识体系上．