电磁学试验教学大纲-兰州大学物理学院.pdf

该【电磁学试验教学大纲-兰州大学物理学院 】是由【青山代下】上传分享，文档一共【26】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【电磁学试验教学大纲-兰州大学物理学院 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。:..电磁学试验教学大纲-兰州大学物理学院第一篇:电磁学试验教学大纲-兰州大学物理学院电磁学实验大纲一、实验教学目标与基本要求电磁学实验课程的教学目的在于使学生掌握电阻、电流、电压、电动势和磁场强度的外部测量方法;加深对静电场和静磁场分布规律的认识;熟练使用检流计、电流表、伏特表、直流电桥、交流电桥,电位差计等基本电磁学仪表;对实验结果要求进行正确的分析,找出产生误差的原因。实验设计上以电磁学知识为基础,适当加大综合性和设计性实验的内容,教学中以学生主动操作为主,教师指导为辅,充分发挥学生在实验中的主观能动性,以锻炼学生的综合实验技能。电磁学实验分为常规实验和综合性实验两部分,共二十多个题目。在教学过程中按照基础物理理论知识的基础,学生分为两大类----物理专业、非物理专业进行授课。物理专业上课16周,安排有六个必做常规实验,六个必做综合性实验和十几个选做综合性实验;非物理专业上课8周,有六个必做常规实验和十几个选做综合性实验。课程的最终考核结果为百分制,结合平时成绩和期末考试成绩综合评定出最终总成绩。课程在仪器台次允许的情况下要求学生独立进行实验操作,提倡学生之间的讨论和交流。常教学过程分为学生课下预****教师课堂讲授与提问、学生实验操作、学生撰写实验报告四个个环节,教师通过以上各环节学生的表现给出当次实验的平时成绩。期末考试为上机答题考试,考题从理论知识,仪器使用和实验设计等层面综合考查学生对实验的理解和掌握程度。二、实验题目及其目的内容01电阻元件的伏安特性曲线目的内容::..、二极管的伏安特性,并描绘其伏安特性曲线02万用表的使用目的内容:、电流、:::、电流、:,并对数据进行误差分析07示波器的使用目的内容::..目的内容:、RL、RLC电路的暂态过程;并学会测量时间常数。;;,比较两种典型铁磁物质的动态磁特性。(Bm-Hm曲线),并作μ—,以及相关的Hc,Br,Bm,和[HB]等参数10PN结正向压降与温度关系的研究和应用目的内容:。,测绘PN结正向压降随温度变化的曲线,并由此确定其灵敏度和被测PN结材料的禁带宽度。。11霍尔效应实验目的内容;“对称测量法”消除负效应的影响,、载流子浓度及迁移率12传感器的研究目的内容:。。、半桥、全桥灵敏度关系。13直流双臂电桥测量低电阻目的内容:。。。14交流电桥:..目的内容:、电阻、电容的原理,,:-赫兹实验目的内容:;,加深对玻尔原子理论的理解;-赫兹干涉仪的结构、原理,学会它的调节和使用方法;。17密立根油滴目的内容:。:、欠阻尼、::,对非线性有初步的认识21高温超导材料特性测试目的内容:,,以及低温温度控制的简便方法22介电常数的测定:..目的内容:、分离、测量的方法23傅立叶分解合成目的内容:,、三角波的分解和合成的原理和过程24地磁场测量目的内容::,:、电力线27磁阻效应实验目的内容::、,并对实验结果进行分析、处理频谱分析仪实验目的内容::..--930频谱分析仪分析测试简单的信号LED多功能特性测试目的内容::::,,,,:..目的内容::::,计算饱和磁化强度39高温居里温度居里点测试目的内容:、:、,《基础物理实验》第一册、第二册,兰州大学出版社,:《电磁学》教学大纲《电磁学》教学大纲英文名称:ics授课专业:物理学:..学时:72学分:开课学期:二年级上学期适用对象:物理学专业一、课程性质与任务电磁学是物理学专业的一门专业基础课。电磁学已渗透到物理学的各个领域,成为研究物质过程必不可少的基础。通过本门课程的教学,要求:使学生能全面地认识和理解电磁运动的基本现象和基本概念,系统地掌握电磁运动的基本规律,具有一定的分析和解决电磁学问题的能力,并为学****后继课程打下必要的基础。通过对电磁学发展史上某些重大的发现和发明的介绍,使学生了解物理学思想和实验方法,培养学生的辩证唯物主义世界观,使学生获得科学方法论上的教益。二、课程教学的基本要求、正确理解以下基本概念和术语:基本粒子、静电场、库仑力、电场强度、电通量、电位、电位差、电功、静电平衡、静电屏蔽、电容、加速器、静电能、极化强度、电位移向量、电流密度、超导、电功率、经典金属电子论、电动势、非静电力、温差电动势、静磁场、磁感应强度、安培力、磁通量、磁矩、电磁感应、感生电场、自感、互感、涡电流、趋肤效应、磁能、磁化强度、磁化电流、磁场强度、顺磁性、抗磁性、铁磁性、磁畴、铁磁屏蔽、位移电流、电磁场、能流密度、电磁波谱。、掌握以下基本规律及分析计算方法(1)静电场基本定律和定理:库仑定律、电荷守恒定律、高斯定理、环路积分定理、叠加原理。(2)稳恒电流和电路:欧姆定律、焦耳定律、基尔霍夫定律(节点方程、回路电压方程)(3)稳恒磁场的基本定律和定理:毕——伐定律,安培定律、高斯定理、环路积分定理。(4)交变电磁场的基本定律和定理:楞次定律、法拉第电磁感应定律、麦克斯韦方程组。(5)掌握以下物理量的分析计算方法:电场强度、电位、电位差、电通量、电容、磁感应强度、磁通量、安培力、磁矩、电动势、电磁能量等。、注意培养学生以下几方面能力:..(1)分析电磁运动规律及物理实验构思方法,重视对实验现象的总结,培养科学分析问题的能力。(2)积极思考并总结研究方法、实验技能,培养创新意识。(3)灵活有效应用高等数学知识,解决物理问题,进一步提高科学知识、科学方法、科学态度和科学精神等科学素质。三、课程教学内容第一章静电场的基本规律(12课时)第二章有导体时的静电场(8课时)第三章静电场中的电介质(8课时)第四章恒定电流和电路(8课时)第五章恒定电流的磁场(12课时)第六章电磁感应与暂态过程(12课时)第七章磁介质(8课时)第九章时变电磁场和电磁波(4课时)四、教学重点、难点静电场的高斯定理,静电场的环路定理,电位,静电平衡时导体的性质,用电力线工具讨论静电平衡的若干电现象,电介质存在时场的讨论方法及场强计算,电介质存在时高斯定理的应用,电动势的物理意义及数学表示方法,基尔霍夫方程组求解电路,磁感应强度矢量的概念,毕奥—萨伐尔定律,磁场的高斯定理,磁场的安培环路定理,法拉第电磁感应定律,动生电动势、感生电动势,自感、互感,RL及RC串联电路的暂态过程,磁介质存在时场的讨论方法及场强的计算,有磁介质时的环路定理,B、M、H三个矢量的区别与联系,铁磁性与铁磁质,位移电流,麦克斯韦方程组,能流密度。五、教学时数分配教学时数72学时,其中理论讲授72学时。(具体安排见附表)六、教学方式1、电磁学内容主要有两方面,即场和路,考虑到学生在中学阶段:..内容上,适当压缩路的内容,扩大场的内容的课时比例,重点讲授电磁运动的基本现象、基本概念和基本规律,包括:稳恒电场、稳恒磁场、似稳电磁场和迅变电磁场;对直流电路、交流电路和磁路少讲。2、在教好基础理论的前提下,适当介绍一些与电磁学有关的近代科学技术的新成就,以扩大学生的知识面。对电磁场与物质的相互作用的内容只作一般讲授,不作过高要求。3****题是学好基础理论的必要手段,在教学中,布置一些对基本概念和基本定律理解上有帮助的思考题****题,并根据具体情况,讲授一些****题课,培养学生分析问题和解决问题的能力,指导他们的学****方法。4、根据教学内容,适当做些演示实验,并尽可能采用现代化教学手段。七、:力学、高等数学。:电动力学、电工学、数字电路。八、考核方式本课程考核方式为考试,成绩评定采用百分制。本课程成绩采用期末考试与平时成绩相结合的方式进行综合评定,最终成绩由以下二个部分组成:第一部分:期末考试成绩占总成绩的70%;第二部分:作业成绩及平时检测占总成绩的30%。九、教材及教学参考书主教材:(第二版).北京:高等教育出版社,:1、―:高等教育出版社,、—电磁学(第三版).北京:高等教育出版社,(10学时)一、教学要求明确电荷、电场的物质属性,明确高斯定理的物理意义,并结合实例加深理解,明确高斯定理和静电场的环路定理充分表达了静电场:..固掌握电位差和电位的意义及计算方法。二、教学要点:-1库仑定律2-2电荷的单位2-3库仑定律的矢量形式2--1电场强度3--1E通量4-2高斯定理4--1电场线5--1静电场的环路定理6-2电势和电势差6-3电势的计算6-4等势面6-5电势与场强的微分关系三、重点、难点重点:场强和电势的计算、高斯定理、环路定理及它们的应用。难点:高斯定理的证明电位梯度。第二章有导体时的静电场(8学时)一、教学要求了解静电平衡时导体的性质,加深对高斯定理与环路定理的理解,掌握用电力线这一工具讨论静电平衡现象这一方法,了解电容器的电容和静电能。二、教学要点:-1静电平衡1-2带电导体所受的静电力1-3孤立导体形状对电荷分布的影响1-4导体静电平衡问题的讨论方法1--1壳内空间的场:..-2壳外空间的场2--1孤立导体的电容3-2电容器及其电容3-(自学)4-1感应起电机4--1带电体系的静电能5-3电容器的静电能三、重点、难点重点:静电平衡时导体的性质,用电力线工具讨论静电平衡的若干电现象,电容器及其电容。难点:带电体系的静电能。第三章静电场中的电介质(8学时)一、教学要求要求学生了解极化机制及讨论极化时所采用的“极化模型”,掌握极化强度矢量的意义;在束缚电荷概念的基础上,了解有介质存在时场的讨论方法;掌握E、P、D的联系和区别;引入D的意义;会用介质存在时的高斯定理计算电场。二、教学要点:-1电介质与偶极子2-2偶极子在外电场中所受的力矩2--1位移极化和取向极化3-2极化强度3--1极化电荷4-2极化电荷体密度与极化强度的关系4---:..重点:电介质存在时场的讨论方法及场强计算,电介质存在时高斯定理的应用。难点:电介质的极化和极化电荷。第四章恒定电流和电路(8学时)一、教学要求:要求学生了解稳恒电场概念及与静电场的异同,了解经典金属电子论及其缺陷,深入理解电动势的物理意义和电动势的数学表示方法,掌握用基尔霍夫方程求解复杂电路问题的方法。二、教学要点:-1电路2--1欧姆定律,电阻3-2电阻率3-3欧姆定律的微分形式3--1非静电力4-2电动势一段含源电路的欧姆定律4--4导线表面的电荷分布4--1基尔霍夫第一方程组5-2基尔霍夫第二方程组5---1逸出功与热电子发射7-2接触电势差7-3温差电现象(热电现象)7--1液体导电8-2气体导电三、重点、难点重点:电流的连续性方程,电动势的物理意义及数学表示方法,基尔霍夫方程组求解电路。难点:电流密度,复杂电路。第五章恒定电流的磁场(12学时)一、教学要求:明确磁场的物质属性,明确磁场的“高斯定理”和安培环路定理充分表达了稳恒磁场的特性,掌握毕奥—萨伐尔定律矢量式的物理意义并用以计算磁场分布,掌握安培环路定理的内容及用以计算磁场分:..二、教学要点:.-萨伐尔定律2-1毕奥-萨伐尔定律2-2直长载流导线的磁场2-3圆形载流导线的磁场2--1安培环路定理4-2无限长圆柱形均匀载流导线的磁场4-3无限长载流螺线管的磁场4-4载流螺绕环的磁场4--1带电粒子在均匀恒定磁场中的运动5-2磁聚焦5-3回旋加速器5-4汤姆逊实验——电子荷质比的测定5--1安培力公式6-2载流线圈在均匀外磁场中的安培力矩6-、重点、难点重点:磁感应强度矢量的概念、毕奥—萨伐尔定律、磁场的“高斯定理”、安培环路定理及它们的应用,带电粒子和载流导线在磁场中受力,磁力矩。难点:所有的叉积,安培环路定理的证明。第六章电磁感应与暂态过程(12学时)一、教学要求:要求学生对法拉第电磁感应定律的物理意义有深入的了解,掌握感生电场这一新的重要概念,并注意它与静电场的区别,掌握动生电动势、感生电动势的计算方法;要求学生能正确列出RL及RC串联电路的暂态过程的微分方程,并能求解和对解进行分析,了解初始条件的意义和在求解中的作用,要求学生注意流经电感L的电流不能突变的概念和注意电容C两端电压不能突变的概念。二、教学要点:-1电磁感应现象1--1楞次定律的两种表述2-:..-1动生电动势与洛伦兹力3-2动生电动势的计算3--1感生电动势和感生电场4-2既有磁场又有电场时的洛伦兹力公式4-3感生电场的性质4-4螺线管磁场变化引起的感生电场4--1自感现象5--1互感现象及互感6--1涡流热效应的应用和危害7-2涡流磁效应的应用——电磁阻尼7--1RL电路与直流电源的接通8--1RC电路与直流电源的接通9---1自感线圈的磁能11-2互感线圈的磁能三、重点、难点重点:法拉第电磁感应定律、动生电动势、感生电动势、自感、互感、RL及RC串联电路的暂态过程。难点:感生电流方向的判断,非均匀磁场中感生电动势的计算。涡旋电场的理解和计算。第七章磁介质(8学时)一、教学要求:要求学生了解磁化机制及讨论磁化时所采用的“磁化模型”,掌握磁化强度矢量的意义;在磁化电流概念的基础上,了解有磁介质存在时磁场的讨论方法;掌握B、M、H的联系和区别,引入H的意义,会用磁介质存在时的环路定理计算磁场,熟悉铁磁性与铁磁质所具有的独特性质。二、教学要点:.磁介质存在时静磁场的基本规律1--2磁化电流1---1顺磁性2--1铁磁质的磁化性能3-2铁磁质的分类和应用3--1磁路:..5-2磁路定律及磁路计算5-、重点、难点重点:磁介质存在时场的讨论方法及场强的计算,有磁介质时的环路定理,B、M、H三个矢量的区别与联系,铁磁性与铁磁质,磁场的能量和能量密度。难点:磁化强度矢量极其与磁化电流的关系,介质的磁化规律。第八章交流电路(0学时)与《电工学》课程重复。第九章时变电磁场和电磁波(4学时)一、教学要求:明确引入位移电流的必要性;明确麦克斯韦方程组的积分形式是电磁实验定律的理论总结;熟悉平面电磁波的性质;了解偶极振子的辐射场的性质和电磁波谱。二、教学要点:.-1电偶极辐射4-2赫兹实验4-3电磁波谱三、重点、难点重点:麦克斯韦方程组,能流密度。难点:位移电流。第三篇:北京师范大学珠海分校教学大纲编写规范-兰州大学物理学院电磁学B课程教学大纲一、课程说明(一)课程名称、所属专业、课程性质、学分;课程名称:电磁学;所属专业:物理学;课程性质:大类平台课(B类);学分:3分。(二)课程简介、目标与任务;电磁学课程是十九世纪从发展到成熟的一门物理基础课程,与力学一样是自然科学的重要基础课之一。电磁学发展成熟后在辐射和麦克斯韦方程与惯性坐标系领域的问题和挑战为二十世纪的量子力学、相对论的发展提供了基础,学好电磁学是学好其它自然学科的基本保证。:..本课程所讲授的内容为基本电磁现象的实验定律和相关的导出定理以及它们在相应领域,特别实在电路理论中的应用。深刻认识电磁现象的基本性质,掌握电磁学的基本理论和重要的如电势、磁矢势的概念,学会电磁学研究和处理问题方法。课程还适时地将电磁学的理论与其它学科及有关自然现象相联系,以期获得对于电磁学理论较为全面的理解。从基本的实验事实出发,归纳出理论上的定律,并用数学对之进行准确严密的描述,继之再应用于广泛的科技领域这一物理学的思维模式和研究方法在电磁学中也得到了充分的体现。通过本课程的学****应使学生在提高科学素养,培养严密的思维能力,熟练应用数学工具等诸方面获得全面的进步。本课程针对我校物理学院材料物理系学生编写。由于我校属于“211”工程院校系统,物理学院为理科学生培养基地,教材的使用考虑到与全国接轨。整个课程总学时54,基本上每小节两学时。(三)先修课程要求,与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接;先修课程要求:高等数学,力学。微积分知识及矢量运算是计算电磁场分布问题、学好电磁学的前提。(四)教材与主要参考书。教材:赵凯华《新概念物理教程-电磁学》,主要参考书:麦克斯韦《电磁通论》二、课程内容与安排(一)教学方法与学时分配教学方法:采用板书与ppt结合方式教学;时间允许时适当合作型教学。第一章真空中的静电场(8学时)第二章静电场中的导体和电介质(8学时)第三章稳衡电流(6学时)第四章稳衡磁场(10学时)第五章电磁感应(8学时)第六章磁介质(4学时)第七章交流电路(6学时)第八章麦克斯韦方程组和电磁波(4学时)(二)内容及基本要求第一章真空中的静电场(8学时)§1-1静电的基本现象和基本规律§1-2电场和电场强度§1-3静电场的高斯定:..理§1-4静电场的电势和梯度教学内容:电荷,电荷的量子化,库仑定律,静电场强度及分布求解,高斯定理,电势,静电能。【重点掌握】:电场强度的定义,连续带电体的电场分布的通用求解方法,用高斯定律求解有特定对称性分布的带电体的电场分布,静电场的环路定理和高斯定理的物理意义。【掌握】:基本粒子的电荷守恒,电场的概念,电场的叠加原理,电偶极子的定义及电场分布,立体角的概念,电势和电势差的概念,静电场的保守性质,用电势梯度计算空间电场分布的方法,电势的叠加方法。【了解】:库仑定律及其适用条件,场的概念及叠加原理,电通量的概念,高斯定理的证明,等势面和等势体,电势梯度在直角和极坐标系中的表达,自能和互能的概念,带电体的静电能和受力问题。【难点】:场强和电势的微分关系,电势梯度的物理意义。第二章静电场中的导体和电介质(8学时)§2-1静电场中的导体§2-2电容和电容器§2-3静电场中的电介质§2-4静电场的能量和能量密度教学内容:静电场中的导体,封闭金属壳内外的静电场,电容及电容器,静电场中的电介质,静电场的能量。【重点掌握】:静电平衡后,导体中电荷的分布和空间电场分布计算;电介质存在时高斯定理的推导过程及应用。【掌握】:导体的静电平衡条件,静电平衡后导体上电荷分布的特点,带点体系的电容,平行板电容器的电容、静电能,电介质极化强度矢量的物理意义,电介质极化强度与极化电荷面密度的关系;电位移矢量的定义,运用电介质存在的高斯定理求解带电体系的空间电场分布。【了解】:电容的物理意义,平行板电容器,球形电容器,平行板电容器串并联电容的求解,带电体系的电能及其计算方法,静电屏蔽现象及应用;极化的微观机理解释,电介质的极化率和相对介电常数,介质两侧电场的性质,静电场的能量和能量密度。第三章稳衡电:..流(6学时)§3-1稳衡电流的导电规律§3-2电源及其电动势§3-3复杂直流电路的求解方法教学内容:稳恒电流的条件,电流密度矢量,稳恒电流的导电规律,金属导电的经典微观解释,电源电动势,全电路欧姆定律,基尔霍夫第一、第二定律,温差电现象。【重点掌握】:稳恒电流的成立条件,电源电动势的概念,基尔霍夫第一、第二定律及在直流电路中的应用。【掌握】:电流密度矢量的概念,欧姆定律的微分形式及应用,非静电力与电源电动势的关系,闭合电路的欧姆定律,电源的路端电压。【了解】:电阻率的概念,电功率,焦耳定律,电流连续性方程的物理意义,电源电动势的概念,利用场的观点阐释稳定电路的性质,金属导电的经典微观解释,温差电现象。【难点】:金属导电的经典电子论。第四章稳衡磁场(10学时)§4-1磁场的基本规律§4-2载流回路的磁场§4-3磁场的“高斯定理”和环路定理§4-4磁矢势教学内容:基本磁现象,毕奥-萨伐尔定律,磁场的高斯定理,安培环路定理,带电粒子在磁场中的运动,磁场对载流导体和带电粒子的作用【重点掌握】:毕奥-萨伐尔定律在载流直导线、载流圆环、载流螺线管上的应用,磁感应强度的有旋性,磁场的高斯定理,安培环路定理及物理意义,安培力的计算公式。【掌握】:磁感应强度、磁通量的概念,磁通量的求解方法,毕奥-萨伐尔定律的微分形式,安培环路定理计算磁感应强度的应用,均匀磁场和非均匀磁场中带电体所受安培力的计算方法,洛仑兹力及计算方法,霍尔效应的原理。【了解】:磁感应线,磁矩的概念,平面载流线圈的磁矩和所受的磁力矩问题,运动电荷在均匀磁场中的运动规律,洛仑兹力与安培力的关系,回旋加速器的原理。【难点】:安培环路定理求解电流分布