首都师范大学本科课程教学大纲 8 1.概述-物质分类 2 2.偶极子 3.电介质的极化 4.极化电荷 5.有电介质时的高斯和环路定理 6.电场能量 7.课堂练习 第四部分 期中考试及分析讲解（2 课时）（支撑课程目标 1） 教学目的： 督促学生掌握静电学的基本规律。巩固和深化学生对静电场，导体和电介质三个部分知识点的学习。 第五部分 稳恒磁场（10 课时）（支撑课程目标 1、2、3、4） 教学目的： 了解恒定电路的发展历史和静磁学发展的基本脉络。使学生能运用稳恒磁场的基础理论来处理静磁学 物理问题。 重点及难点： 静磁学中的矢量表达及应用 主要内容及课时安排： （一）恒定电流和电路（2 课时）（支撑课程目标 1、2、4） 1.恒定电流 2.直流电路 3.欧姆定律和焦耳定律 4.电源与电动势 5.接触电势差和温差电现象 （二）磁的现象及其与电现象的关系（1 课时）（支撑课程目标 2、4） （三）恒定电流的磁场（7 课时）（支撑课程目标 1） 1.毕奥-萨伐尔定律 （1）历史发展 （2）毕奥-萨伐尔定律的应用 2.磁场的高斯定理 3.磁场的安培环路定理 4.磁场对载流导体的作用 5.磁偶极子 6.课堂练习 7.科学小论文题目布置 第五部分 磁介质（8 课时）（支撑课程目标 1、2、3、4） 教学目的： 了解磁介质的发展历史。类比电介质的知识点，通过探究的教学方法，使学生掌握分析物质电磁特性 的基本理论和分析方法。使学生能应用磁介质的分析方法处理实际问题。 重点及难点： 类比教学过程中推动学生借助已有的电介质知识构架去探究磁介质的分析方法 主要内容及课时安排：
首都师范大学本科课程教学大纲 9 （一）回顾电介质知识构架（1 课时）（支撑课程目标 1） （二）磁介质存在时静磁场的基本规律（3 课时）（支撑课程目标 1） 1.磁介质的磁化，磁化强度 2.磁化电流 3.有介质时的高斯和环路定理 4.静电场和静磁场方程对比初步 5.课堂练习 （三）磁介质（1.5 课时）（支撑课程目标 1、2、3、4） 1.顺磁性与顺磁质 2.抗磁性与抗磁质 3.铁磁性与铁磁质 4.铁磁性物理 （四）磁荷观点，永磁磁路（1.5 课时）（支撑课程目标 1、2、3、4） 1.磁荷-与电荷对比 2.磁路初步 3.铁磁屏蔽 4.磁场能量 （四）磁场能量（0.5 课时）（支撑课程目标 1） 第六部分 电磁感应（6 课时）（支撑课程目标 1、2、3、4） 教学目的： 了解电与磁现象的关联，电磁感应现象发现的历史以及其给人类文明所带来的巨大影响。使学生在中 学物理基础上掌握分析电磁感应现象的基本理论和分析方法。 重点及难点： 涡旋电场概念的建立及相关练习 主要内容及课时安排： （一）电磁感应（2 课时）（支撑课程目标 1、2、3、4） 1.电磁感应现象 2.法拉第电磁感应定律 3.楞次定律 （二）动生电动势（1 课时）（支撑课程目标 1） 1.动生电动势与洛伦兹力 2.动生电动势计算 （三）感生电动势和感生电场（1 课时）（支撑课程目标 1） 1.感生电场的性质 2.感生电动势的计算 （四）自感、互感和涡电流（2 课时）（支撑课程目标 1，3, 4） 第七部分 时变电磁场和电磁波（6 课时）（支撑课程目标 1、2、3、4） 教学目的： 了解麦克斯韦方程的发现历程及其给人类文明所带来的巨大影响。使学生初步掌握麦克斯韦方程组的 基本形式。借助对麦克斯韦方程组的学习对本课程授课知识点进行总结和复习，同时也为后续课程的教学 起到铺垫作用
首都师范大学本科课程教学大纲 10 重点及难点： 麦克斯韦方程组基本形式的掌握 主要内容及课时安排： （一）位移电流与麦克斯韦方程组（2 课时）（支撑课程目标 1、2、3、4） （二）平面电磁波（0.5 课时）（支撑课程目标 1） （三）电磁场的能量密度和能流密度初步（0.5 课时）（支撑课程目标 1） （四）综合复习和提高（3 课时）（支撑课程目标 1） 1.结合对麦克斯韦方程组总结复习本课程授课知识点 2.点评科学小论文 五、先修课要求及教学方法建议 先修课程：力学 1 高等数学 1 教学方法建议 六、课程考核 见考试大纲 七、教材及参考资料 1.教材： 《电磁学》梁灿彬、秦光戎、梁竹健， 高等教育出版社，2012 年。 2.参考资料： 《电磁学》赵凯华、陈熙谋， 高等教育出版社，2006 年。 《电磁学》叶邦角， 中国科技大学出版社，2014 年。 《费恩曼物理学讲义》费恩曼、莱顿、桑兹， 上海科技出版社，2013 年
首都师范大学本科课程教学大纲 11 《电动力学》教学大纲 一、课程介绍 课程代码：3067104 学分：4 学时：64 课程内容概要：电动力学是物理系四大力学基础理论课之一，是物理与电磁相关专业本科生的一门理 论课、专业基础课。电动力学是宏观物体电磁作用的动力学理论，它主要阐述经典电磁场的基本性质，它 的运动规律以及它和带电物质之间的相互作用。主要内容包括经典电动力学基础，静电问题、静磁问题， 时变电磁场所遵循的普遍规律及其求解方法，电磁波的辐射、传播和传输的规律，以及狭义相对论基础等。 二、课程目标 1．要求学生熟练掌握经典电磁场的基本性质，它的运动规律以及它和带电物质之间的相互作用。（支 撑毕业要求 2.2.3，2.3.2、2.3.3、2.3.5、2.3.8） 2．培养学生的自主学习能力，以及锻炼学生的科学思维方法和逻辑思维能力。（支撑毕业要求 2.4.3， 2.7.3,2.8.3） 3．狭义相对论基础部分是电磁场基本规律麦克斯韦方程的扩展，这部分的学习有利于培养开阔学生 的思维，初步的跨学科学习的能力。（支撑毕业要求 2.3.7，2.6.2，2.7.3） 附表 1：课程内容与毕业要求关联表 课程代码 教学环节 师德 规范 教育 情怀 学科 素养 教学 能力 班级 指导 综合 育人 反思 探究 沟通 合作 3067104 电动力学 L H M M M 三、授课对象 物理系物理教育专业大学本科 2、3 年级学生 四、教学内容、学时 第 1 章 矢量分析及数学准备（12 学时） 1.标量和矢量，标量场和矢量场，高阶张量，矢量代数。 2.矢量的微分，场的梯度，散度，旋度，▽算符的运算公式。 3.矢量的微分运算，高斯定理和斯托克斯定理，曲线正交坐标系下的矢量微分。 4.δ函数。 5.轴对称情形下的拉普拉斯方程的求解。 第 2 章 经典电动力学基础（8 课时） 1.静电场的方程，静磁场的方程，电磁感应定律，麦克斯韦方程。 2.电磁作用下的能量、动量守恒定理。 3.介质的电磁性质，介质中的麦克斯韦方程，介质界面上的电磁规律
首都师范大学本科课程教学大纲 12 第 3 章 静电问题（8 课时） 1.静电势和泊松方程。 2.偶极子和四极子。 3.静电场的多极展开。 4.静电边值问题的唯一性定理。 5.静电镜像法。 6.特解叠加法。 第 4 章 静磁问题（8 课时） 1.磁场的矢势，圆电流圈的磁场和磁偶极子的概念。 2.静磁场的多级展开。 3.磁偶极子在外磁场中所受的力和力矩。 4.磁场的标势和磁荷的概念。 第 5 章 电磁波的传播（8 课时） 1.真空中的电磁波。 2.平面电磁波的能量和能流。 3.电磁波在介质表面的反射和折射。 4.导电介质中的电磁波。 5.微波在波导管内的传播。 第 6 章 电磁波的激发（8 课时） 1.电磁势及其方程式，电磁势的推迟解。 2.谐振荡电流的电磁场，辐射功率和角分布。 3.电偶极辐射，磁偶极辐射和电四极辐射。 第 7 章 狭义相对论基础（12 课时） 1.相对性原理和光速不变性，洛伦兹变换。 2.时空的物理性质，对洛伦兹变换的检验。 3.因果律对速度的限制，相对论性的速度合成。 4.三维空间的张量，相对性原理的四维表述。 5.电动力学规律的协变性，电磁场强的变换性质，电磁场的四维动量能量张量。 6.相对论性的力学，质能关系，质点的四维动量及其守恒。 五、先修课要求及教学方法建议 先修课程：高等数学，电磁学，数学物理方法 教学方法建议： 1.在课堂上注意运用启发式、讨论式教学。从处理问题方法及知识系统上与普通物理电磁学的区分， 突出从基本规律出发，用演绎推理的方法处理电磁问题。并能较好的建立电动力学与普通物理电磁学内容 上的联系。 2.在本课程讲述内容中应有重点的选择几个电磁学实际问题，使学生能够从实际问题简化成模型，并 能应用理论处理问题。 3.加强课外辅导答疑。 4.针对作业中的共性问题，在课堂上统一讲解