《普通物理学》教学大纲.pdf

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1、目 录 力 学.1电 磁 学.8光 学.16原 子 物 理.20模 拟 电 路.24理 论 力 学.29电 动 力 学.33物 理 学 史.37量 子 力 学.41热 学.45热 力 学 与 统 计 物 理 学.50中 学 物 理 教 学 论.55中 学 物 理 教 学 研 究.63中 学 物 理 教 学 技 能.69现 代 物 理 与 高 新 技 术.75C+语 言 程 序 设 计.77Visual Foxpro 及 其 应 用 系 统 开 发.81固 体 物 理 学.87音 响 技 术.90电 视 机 原 理.92Internet 技 术.95传 感 器 技 术.99计 算 机 维 护 技

2、 术.103计 算 机 辅 助 教 学 与 课 件 设 计.109电 工 学.115物 理 专 业 英 语.124电 子 测 量.127数 字 电 子 技 术.131计 算 机 网 络.135数 学 物 理 方 法.146数 字 图 像 处 理.150微 机 原 理.154 力 学 教 学 大 纲 修 订 单 位：韩 山 师 范 学 院 物 理 与 电 子 工 程 系 物 理 教 研 室 执 笔 人：邱 胜 桦 一、课 程 基 本 信 息 1.课 程 中 文 名 称：力 学 2.课 程 英 文 名 称：Mechanics3.课 程 类 别：必 修 4.适 用 专 业：物 理 教 育 本 科 5

3、.总 学 时：7 2学 时（理 论 7 2学 时）6.总 学 分：4 学 分 二、本 课 程 在 教 学 计 划 中 的 地 位、作 用 和 任 务 本 课 程 是 物 理 系 教 育 专 业 学 生 开 设 的 第 一 门 专 业 课，是 学 习 其 它 专 业 课 的 基 础，通 过 本 课 程 学 习，使 学 生 能 够 理 解 力 与 运 动 之 间 的 关 系，掌 握 力 学 的 基 本 概 念，基 本 定 律 和 基 本 原 理，了 解 物 理 学 思 想 和 研 究 问 题 的 方 法，培 养 独 立 思 考 问 题 的 能 力 和 严 谨 的 治 学 态 度，以 胜 任 中 学

4、 物 理 的 教 学 任 务。1.本 课 程 和 其 他 课 程 的 联 系 本 课 程 是 理 论 物 理 中 理 论 力 学 部 分 的 前 导 课 程，也 是 最 基 本 的 课 程 之 一,其 他 各 门 专 业 基 础 和 基 础 课 程 中 都 要 用 到 本 课 程 中 的 知 识。2.本 课 程 的 基 本 要 求 及 特 点 对 教 材 所 介 绍 内 容 的 掌 握 程 度 要 求 和 水 平 掌 握 位 移、位 矢、速 度、加 速 度、角 速 度 和 角 加 速 度 等 描 述 质 点 运 动 和 运 动 变 化 的 物 理 量。掌 握 牛 顿 三 定 律 及 其 适 用

5、 条 件。掌 握 功 的 概 念，理 解 保 守 力 做 功 的 特 点 及 势 能 的 概 念。掌 握 质 点 的 动 能 守 恒 和 动 量 定 理。通 过 质 点 在 平 面 内 的 运 动 情 况 理 解 动 量 矩 和 动 量 守 恒 定 律。掌 握 机 械 能 守 恒 定 律 动 量 守 恒 定 律，掌 握 运 用 守 恒 定 律 分 析 问 题 的 思 想 和 方 法。了 解 转 动 惯 量 的 概 念，理 解 刚 体 围 绕 定 轴 转 动 的 转 动 定 律 和 围 绕 定 轴 转 动 情 况 下 的 角 动 量 守 恒 定 律。理 解 加 利 略 坐 标、速 度 转 换，了

6、 解 固 体 的 弹 性 和 声 的 基 本 知 识。理 解 简 谐 振 动 的 动 力 学 特 性，理 解 波 的 概 念，波 的 迭 加，了 解 多 普 勒 效 应。3.教 学 目 标(1)在 教 学 中 使 学 生 看 到 力 学 是 物 理 学 的 有 机 组 成 部 分。改 变 由 于 某 些 历 史 上 的 原 因 形 成 的 力 学 与 其 它 学 科 相 互 割 裂 的 状 态，形 成 完 整 的 基 础 物 理 课 程，使 学 生 对 全 部 物 理 学 形 成 整 体 概 念。(2)学 生 应 学 习 到“现 代 化”的 力 学 课 程：现 代 化 包 含 两 方 面 含

7、义。首 先 是 用 现 代 的 理 论 观 表 述 力 学 规 律，它 含 有 守 恒 律 提 高 到 应 有 的 地 位，力 学 量 和 力 学 规 律 在 各 种 操 作 中 的 协 变 性 或 对 称 性，关 于 从 经 典 的 绝 对 时 空 观 到 相 对 论 时 空 观 的 发 展、非 线 性 系 统 展 现 的 混 沌 行 为 以 及 它 如 何 影 响 对 经 典 力 学 基 本 观 念 的 改 变。另 一 方 面，现 代 化 应 体 现 于 学 生 懂 得 力 学 在 20世 纪 科 学 研 究 和 技 术 发 展 所 起 的 作 用，例 如 卢 瑟 福 a 粒 子 散 射

8、的 研 究 进 而 提 出 原 子 的 行 星 模 型、查 德 威 克 发 现 中 子 以 及 密 立 根 油 滴 实 验 均 表 明 经 典 力 学 发 挥 作 用。经 典 力 学 亦 能 说 明 粒 子 对 撞 机 的 思 想，力 学 在 导 弹、卫 星、汽 车 和 医 学 诊 断 等 诸 多 方 面 的 应 用 更 不 胜 枚 举。(3)通 过 物 理 学 史 介 绍 物 理 学 重 大 突 破 中 思 想 的 发 展，使 学 生 的 思 想 贴 近 大 物 理 学 家 的 思 维 方 式 并 通 过 活 生 生 的 历 史 事 实 看 到 物 理 学 方 法 论 的 特 点：实 验、猜

9、 想 假 设、直 觉、对 比、推 理、理 论 模 型 的 作 用 和 所 得 结 论 又 必 须 经 过 实 验 检 验。(4)养 成 对 现 象 感 兴 趣：19、20世 纪 之 交 的 三 大 发 现 对 20世 纪 物 理 学 发 展 有 重 要 意 义。杨 振 宁 曾 谈 到：“演 算 是 物 理 学 的 一 部 分，但 不 是 最 重 要 的 部 分。现 象 才 是 物 理 学 的 根 源。”又 说：“我 所 认 识 的 一 些 著 名 物 理 学 家 的 者 很 重 视 实 际 的 物 理 现 象。”需 通 过 演 示、幻 灯、录 像 和 动 手 作 实 验 以 及 其 它 名 种

10、 方 式 对 现 象 感 兴 趣，并 从 中 提 出 问 题。(5)提 高 学 习 能 力，系 统 是 掌 握 基 本 概 念 和 规 律 并 善 于 汲 取 广 博 的 知 识，提 高 自 身 素 质。三、理 论 教 学 内 容 和 与 教 学 基 本 要 求 1.预 备 知 识 数 学 知 识 第 一、第 二 部 分(2学 时)微 积 分 和 矢 量 这 两 个 数 学 工 具 使 力 学 研 究 更 深 入，简 洁，精 确，又 具 普 遍 性,且 在 本 课 程 中 所 用 的 数 学 工 具 先 于 高 等 数 学 的 讲 解，故 简 要 补 充 数 学 知 识(不 要 求 内 容 完

11、 整 和 推 证 严 密)，使 学 生 掌 握 微 积 分 初 步 和 矢 量 的 基 本 概 念 和 运 算 方 法。第 一 章 物 理 学 和 力 学(2学 时)(1)关 于 物 理 学 的 介 绍。力 学 既 为 物 理 之 有 机 组 成 部 分，故 先 介 绍 物 理 学 的 概 貌.它 包 合 经 典 物 理 学 和 现 代 物 理 学，可 选 择 粒 子 物 理 和 宇 宙 早 期 演 化 等 某 些 前 沿 作 简 单 介 绍。介 绍 物 理 学 的 科 学 的 特 点：物 理 学 以 实 验 为 基 础，通 过 描 述 理 想 模 型 及 其 行 为 反 映 自 然 规 律。

12、汤 川 秀 树 说 从 本 质 上 讲，自 然 界 是 简 单 的。物 理 学 认 为 物 质 存 在 两 种 形 式：粒 子 和 场；有 四 种 相 互 作 用；守 恒 律 与 对 称 性 相 对 应；对 称 破 缺 使 自 然 界 不 断 演 化，变 得 更 丰 富 多 采。不 妨 谈 一 谈 物 理 学 的 方 法 论：以 实 验 和 实 际 现 象 为 基 础，假 设、对 比、数 学 推 理 的 作 用。世 纪 之 交 的 三 大 发 现 对 20世 纪 物 理 学 有 深 远 影 响。狄 拉 克 既 崇 尚 逻 辑 推 理 的 完 美 又 是 一 位“直 觉 主 义 大 师”，他 预

13、 言 反 粒 子 的 存 在。概 述 物 理、技 术 和 经 济 关 系，这 些 内 容 需 要 学 生 在 学 习 中 逐 步 认 识。(2)时 间 和 长 度 的 计 算、单 位 制 和 量 纲、数 量 级 估 计、参 考 系 和 坐 标 系。这 部 分 涉 及 全 部 物 理 学，学 习 它 为 学 力 学 作 准 备。(3)力 学 的 研 究 对 象、发 展 史 和 研 究 方 法。第 二 章 质 点 运 动 学(8 学 时)(1)运 用 矢 量 分 析 建 立 位 置 矢 量、位 移、速 度 和 加 速 度 概 念。(2)就 直 线 运 动 谈 已 知 运 动 学 方 程 即 可 通

14、 过 求 导 出 速 度、加 速 度；初 步 学 习 已 知 加 速 度 和 初 速 度 可 经 积 分 运 算 得 到 速 度 和 坐 标；并 指 出 在 非 线 性 情 况 下 往 往 不 可 积，为 以 后 介 绍 混 沌 伏 笔。将 匀 速 和 匀 变 速 直 线 运 动 作 为 特 殊 情 况 讲 授。例 如 从 单 变 量 的 运 动 学 方 程 看，坐 标 为 时 间 的 线 性 函 数 表 示 匀 速 运 动，二 次 函 数 同 表 示 匀 变 速 直 线 运 动 等。从 更 高 观 点 看 待 中 学 教 材 内 容，避 免 与 中 学 内 容 重 复。(3)从 一 般 角

15、度 谈 平 面 曲 线 运 动，重 点 在 圆 周 运 动 和 抛 物 运 动，强 调 矢 量 方 法 针 对 问 题 性 质 选 择 适 当 的 坐 标 系。(4)伽 利 略 变 换 和 经 典 力 学 的 速 度 变 换 关 系。理 解 伽 利 略 变 换 蕴 含 的 时 空 观。揭 示 加 速 度 具 有 伽 利 略 不 变 性，开 始 接 触 物 理 量 在 时 空 坐 标 变 换 下 具 有 协 变 性 或 对 称 性 的 问 题。(5)掌 握 平 面 直 角 坐 标 系 和 平 面 自 然 坐 标 系 在 研 究 质 点 平 面 运 动 中 的 应 用，简 单 了 解 极 坐 标

16、系。第 三 章 动 量 定 理 和 动 量 守 恒 定 律(1 0学 时)(1)惯 性 定 律 及 其 涉 及 的 时 空 观 问 题。理 解 惯 性 参 考 系、惯 性 质 量、力、动 量、冲 量、质 心 六 个 基 本 概 念，了 解 主 动 力 和 被 动 力 的 含 义。(2)在 实 验 基 础 上 建 立 质 量 的 操 作 型 定 义 和 孤 立 系 的 动 量 守 恒 定 律。引 入 力 的 概 念 并 得 牛 顿 第 二 第 三 定 律。要 求 学 生 从 动 量 守 恒 观 点 重 新 认 识 这 两 条 定 律，以 及 前 者 的 普 遍 性 和 后 者 的 局 限 性。非

17、 惯 性 系 的 动 力 学 中 平 动 惯 性 力、离 心 惯 性 力 和 科 里 奥 利 力 的 概 念。(3)掌 握 冲 量 概 念，质 点 组 的 动 量 定 理，质 心 运 动 定 理 和 用 外 力 矢 量 和 为 零 为 条 件 表 述 的 动 量 守 恒 定 律。(4)通 过 动 量 守 恒 定 律 和 牛 顿 定 律 对 伽 利 略 变 换 的 不 变 性，初 步 接 触 物 理 规 律 对 时 空 坐 标 变 换 的 对 称 性。这 里，学 生 初 次 在 大 学 作 动 力 学 习 题 要 求 学 生 运 用 牛 顿 定 律 对 物 理 现 象 进 行 分 析，运 用 动

18、 量 守 恒 定 律 应 指 出 对 象 为 哪 个 质 点 组，视 其 是 否 适 用 动 量 守 恒 定 律。善 于 对 过 程 进 行 分 析。不 能 满 足 于 给 出 正 确 答 案，应 有 完 全 的 受 力 图、矢 量 方 程 和 投 影 方 程 和 求 解 方 程。熟 练 应 用 牛 顿 定 律、动 量 定 理 和 动 量 守 恒 定 律 解 题。第 四 章 动 能 和 势 能(4学 时)(1)从 物 理 学 发 展 引 入 另 一 守 恒 量 一 一 能 量。从 能 量 改 变 引 入 功 的 概 念。要 求 学 生 对 力 作 功、元 功、变 力 的 功 以 及 作 用 力

19、 反 作 用 力 之 功 的 关 系 均 有 正 确 的 理 解。开 始 便 谈 变 力 之 功，可 避 免 与 中 学 的 重 复。(2)掌 握 质 点 和 质 点 组 动 能 定 理 并 能 正 确 应 用。在 正 确 理 解 力 场、保 守 力 和 非 保 守 力 概 念 的 基 础 上 掌 握 势 能 的 概 念。要 求 学 生 善 于 分 析 运 动 过 程，各 种 力 作 功 情 况，正 确 运 用 动 能 定 理 和 机 械 能 守 恒 定 律。(3)熟 练 应 用 本 章 关 于 机 械 能 规 律 解 题。了 解 对 心 碰 撞 及 非 对 心 碰 撞 规 律,了 解 克 尼

20、 西 定 理。运 用 动 量 和 能 量 研 究 碰 撞 和 散 射 问 题。学 会 在 质 心 系 研 究 碰 撞 问 题。第 五 章 角 动 量 守 恒 对 称 性 与 守 恒 律(6学 时)(1)理 解 角 动 量，力 矩 两 个 基 本 概 念.(2)通 过 实 际 现 象 作 为 守 恒 量 引 入 角 动 量，掌 握 用 矢 量 矢 积 正 确 表 述 质 点 对 参 考 点 的 角 动 量。掌 握 质 点 和 质 点 组 的 角 动 量 定 理 的 角 动 量 守 恒 定 律 以 及 对 质 心 的 角 动 量 定 理 和 守 恒 律。理 解 关 于 角 动 量 的 力 学 规

21、律：质 点 和 质 点 系 对 参 考点 角 动 量 定 理 和 守 恒 定 律，质 点 和 质 点 系 对 轴 的 角 动 量 定 理 及 守 恒 定 律，质 点 系 对 质 心 的 角 动 量 定 理 和 守 恒 定 律。掌 握 应 用 以 上 关 于 角 动 量 规 律 解 题 的 方 法。(3)总 能 量(动 能 加 势 能)对 时 空 坐 标 变 换 的 对 称 性 和 守 恒 律 的 关 系，学 生 需 初 步 认 识 对 称 性 是 全 部 物 理 学 中 深 刻 的 问 题，它 与 因 果 律 有 密 切 联 系。因 为 学 生 首 次 接 触 对 称 性 与 守 恒 律，需

22、要 通 过 习 题 等 手 段 帮 助 理 解。例 如 最 简 单 的 一 维 运 动 中 若 机 械 能 与 x 无 关 即 具 有 平 移 不 变 性，则 得 动 量 守 恒 等。(4)了 解 经 典 力 学 的 适 用 范 围。第 六 章 万 有 引 力(2 学 时)(1)历 史 的 回 顾 和 开 普 勒 定 律(2)万 有 引 力 定 律 是 本 章 核 心，学 生 需 理 解 它 的 建 立、内 容、叠 加 原 理 以 及 定 律 在 物 理 学、天 文 学 的 及 星 际 航 行 中 的 意 义。在 保 守 力 概 念 基 础 上 建 立 引 力 势 能 的 概 念。(3)研 究

23、 与 引 力 有 关 的 一 系 列 问 题，例 如 逃 逸 速 度、潮 汐 和 宇 宙 膨 胀。第 七 章 刚 体 力 学(12学 时)(4)学 习 刚 体 力 学 的 关 键 是 将 刚 体 的 运 动 分 解 为 平 动 和 转 动，在 运 动 学 部 分 则 将 运 动 分 解 为 随 基 点 的 平 动 和 绕 基 点 的 转 动。学 生 应 掌 握 在 运 动 学 方 面 完 全 可 用 描 述 质 点 运 动 的 方 法 描 述 平 动。关 于 转 动 方 面，学 会 用 简 单 的 微 积 分 研 究 角 位 移、角 速 度 和 角 加 速 度 间 的 关 系。(5)刚 体 定

24、 轴 转 动 动 力 学。掌 握 转 动 惯 量 概 念，用 积 分 法 求 简 单 形 状 物 体 的 转 动 量，能 运 用 平 行 轴 定 理 和 垂 直 轴 定 理。掌 握 从 质 点 组 角 动 量 定 理 导 出 转 动 定 理，从 质 点 组 动 能 定 理 推 出 转 动 的 动 能 定 理。强 调 刚 体 对 轴 上 一 点 的 角 动 量 矢 量 不 一 定 沿 转 轴。(6)刚 体 平 面 运 动。质 心 运 动 定 理 和 绕 质 心 轴 的 转 动 定 理。在 此 基 础 上 讨 论 力 沿 作 用 线 的 滑 移、力 偶 和 力 的 平 移 等 作 用 于 刚 体

25、的 力 的 性 质，克 尼 希 定 理 在 刚 体 上 的 应 用，滚 动 摩 擦 力 偶 矩。刚 体 的 平 衡。(7)刚 体 定 点 转 动；仅 限 于 常 平 架 回 转 仪 和 陀 螺 的 近 似 理 论。(8)刚 体 力 学 对 学 生 是 全 新 内 容，宜 充 分 利 用 演 示 以 培 养 学 生 对 现 象 的 兴 趣，例 如 转 动 惯 量 和 转 动 定 理 的 演 示、常 平 架 回 转 仪 和 陀 螺 的 旋 进、质 心 运 动 定理 的 演 示、汽 车 主 被 动 轮 以 静 摩 擦 力 和 爬 坡 能 力 的 演 示 并 尽 量 使 学 生 有 动 手 能 力。从

26、 理 论 方 面 看，刚 体 力 学 实 为 质 点 组 力 学 诸 定 理 对 不 变 质 点 组 的 应 用。刚 体 运 动 的 动 力 学 方 程 是 经 过 数 学 推 导 得 出 的，在 力 学 整 体 系 中 是 派 生 的。由 于 在 大 学 才 开 始 接 触 刚 体 力 学，再 加 上 某 些 学 生 不 熟 悉 有 数 学 构 筑 完 整 的 理 论 本 系，因 而 感 到 困 难。要 求 同 学 务 必 自 己 反 复 推 导，熟 悉 上 述 理 论 方 法。第 八 章 弹 性 体 力 学(4学 时)(1)就 杆 的 情 况 给 出 应 力 应 变 的 概 念，并 说 清

27、 楚 拉 伸 压 缩 和 剪 切 的 胡 克 定 律，应 看 到 该 定 律 仅 适 用 于 小 形 变。学 生 从 定 性 上 理 解 杨 氏 模 量、剪 切 模 量 和 泊 松 系 数 之 间 存 在 关 系。(2)关 于 扭 转 和 弯 曲 杆 内 应 力 应 变 分 布 要 求 定 性 上 说 明。第 九 章 流 体 力 学(6学 时)(1)流 体 静 力 学：压 强 的 概 念，在 静 止 流 体 内 压 强 分 布 中 使 学 生 懂 得 等 压 面 与 体 积 力 垂 直 而 压 强 梯 度 与 体 积 力 密 度 成 正 比；缘 此 认 识 重 力 场 中 压 强 的 分 布。

28、(2)流 体 运 动 学：拉 格 朗 日 和 欧 拉 两 种 描 述 流 体 运 动 的 方 法。明 确 流 速 场 的 概 念，分 清 定 常 流 动 和 非 定 常 流 通 以 及 流 线 和 流 迹 的 区 别。(3)对 于 理 想 流 体 在 重 力 场 中 作 定 常 流 动 的 伯 努 利 方 程，不 仅 应 掌 握 其 内 容 和 来 龙 去 脉，并 能 熟 练 应 用，应 特 别 注 意 对 此 惯 性 系 适 用 伯 努 利 方 程，对 另 惯 性 系 则 不 一 定，因 可 能 为 非 定 常 流 动。若 非 理 想 流 体，不 适 用 伯 努 利 方 程 的 例 子 有

29、拉 瓦 尔 管，管 口 扩 张 时 流 速 增 加，或 达 到 超 声 速。将 动 量 定 理 用 于 流 体，则 得 到 水 轮 机 和 其 它 水 力 器 械 的 原 理。第 十 章 振 动(6学 时)(1)简 谐 振 动 的 动 力 学 特 征 应 为 振 动 部 分 的 重 点，通 过 单 摆、弹 簧 振 子 和 扭 摆 给 出 动 力 学 特 征。认 识 频 率 取 决 于 系 统 本 身 性 质，而 振 幅 及 初 相 与 初 始 条 件 有 关，用 积 分 曲 线 和 相 轨 迹 描 述 简 谐 振 动。(2)阻 尼 振 动 中 应 着 重 分 析 阻 尼 力 引 入 后 所 起

30、 的 作 用。不 管 欠 阻 尼、过 阻 尼 和 临 界 阻 尼，均 使 系 统 最 后 处 于 静 止；欠 阻 尼 情 况 的 周 期 也 被 延 长。受 迫 振 动 重 在 稳 定 振 动 情 况，应 分 清 位 移 共 振 与 速 度 共 振。(3)振 动 的 合 成 和 分 解，李 萨 如 图 形。第 十 一 章 波 动 和 声(6学 时)(1)波 的 概 述：什 么 是 波?通 过 波 前.、波 射 线 和 波 面 认 识 波 的 一 般 概 念，通 过 纵 波、横 波、水 中 表 面 波 和 浅 水 波 等 认 识 波 的 多 样 性。(2)平 面 简 谐 波：从 运 动 学 角

31、度 刻 画 空 间 各 体 元 的 运 动 状 态，并 引 出 用 振 幅、频 率、波 长、波 速 和 原 点 初 相 描 述 波,应 为 重 点；学 生 需 认 清 波 速 和 质 元 振 动 速 度 的 区 别。(3)多 普 勒 效 应 的 几 种 情 况，对 激 波 作 简 单 介 绍。第 十 二 章 相 对 论 的 介 绍(4学 时)(1)概 述 相 对 论 产 生 的 背 景，指 出 麦 克 斯 韦 方 程 对 伽 利 略 变 换 不 具 有 协 变 性、光 速 的 测 量 和 关 于 以 太 假 说 的 检 验 以 及 电 子 质 量 随 速 度 而 改 变 对 经 典 力 学 提

32、 出 疑 问。(2)狭 义 相 对 论 的 基 本 假 设，洛 伦 兹 变 换、狭 义 相 对 论 的 时 空 观，闵 可 夫 斯 基 空 间，因 果 关 系，挛 生 子 问 题，速 度 合 成。(3)相 对 论 动 力 学，四 维 动 量，质 速 关 系，质 能 关 系 四、考 核 方 式 闭 卷 考 试 五、成 绩 评 定 1.期 末 笔 试 70%,2.平 时 成 绩 30%六、本 课 程 对 学 生 创 新 能 力 培 养 的 措 施 通 过 对 本 课 程 的 学 习，使 学 生 能 借 助 于 直 角 坐 标 系 计 算 质 点 在 平 面 内 运 动 时 的 加 速 度、速 度。

33、能 计 算 质 点 作 圆 周 运 动 时 的 角 速 度、角 加 速 度、切 向 和 法 向 加 速 度、能 用 微 积 分 方 法 求 解 变 力 作 用 下 的 简 单 质 点 运 动 学 问 题，能 计 算 变 力 做 功,会 计 算 重 力，弹 性 力 和 万 有 引 力 势 能。能 分 析 简 单 系 统 平 面 运 动 的 力 学 问 题，能 解 决 简 谐 振 动 的 动 力 学 方 程 的 建 立、求 解 问 题。七、教 材 与 参 考 书 教 材：漆 安 慎 杜 婵 英 普 通 物 理 教 程 一 力 学(第 一 版)北 京：高 等 教 育 出 版 社 1997参 考 书：

34、1 赵 凯 华 罗 尉 茵 新 概 念 物 理 教 程-力 学(第 一 版)北 京：高 等 教 育 出 版 社 1995 2 胡 盘 新 普 通 物 理 学(第 五 版)北 京：高 等 教 育 出 版 社 1997 电 磁 学 教 学 大 纲 修 订 单 位：韩 山 师 范 学 院 物 理 与 电 子 工 程 系 物 理 教 研 室 执 笔 人：陈 城 钊 一、课 程 基 本 信 息 1.课 程 中 文 名 称：电 磁 学 2.课 程 英 文 名 称：Electromagnetics3.类 别：必 修 4.专 业：物 理 学 教 育 5.学 时：8 0学 时 6.学 分：4 学 分 二、课 程

35、 的 地 位、作 用 和 任 务 电 磁 学 是 四 年 制 师 范 本 科 学 校 物 理 教 育 专 业 的 一 门 重 要 的 主 干 课 程。通 过 本 课 程 的 学 习，使 学 生 全 面 了 解 电 磁 运 动 的 基 本 现 象，系 统 地 掌 握 电 磁 运 动 的 基 本 概 念 及 基 本 规 律，初 步 具 备 分 析 解 决 电 磁 学 问 题 的 能 力；了 解 经 典 电 磁 学 的 运 用 范 围 和 电 磁 学 发 展 史 上 某 些 重 大 发 现 和 发 明 过 程 的 物 理 思 想 和 方 法；了 解 电 磁 学 研 究 的 发 展 前 沿 以 及 它

36、 与 其 他 学 科 的 联 系，注 意 理 论 联 系 实 际，让 学 生 初 步 学 会 用 电 磁 学 知 识 解 决 一 些 生 产 及 生 活 中 的 实 际 问 题。三、理 论 教 学 内 容 与 任 务 基 本 要 求 第 一 章 真 空 中 的 静 电 场（1 2 学 时）（一）要 求 1、掌 握 静 电 场 的 基 本 概 念，基 本 规 律；掌 握 描 述“场”和 解 决“场”问 题 的 方 法 和 途 径 2、明 确 电 荷 是 物 质 的 一 种 属 性，阐 明 电 荷 的 量 子 性 和 守 恒 定 律：掌 握 电 荷 之 间 的 相 互 作 用 规 律 3、掌 握

37、电 场 强 度、电 位 这 两 个 重 要 概 念 以 及 它 们 所 遵 循 的 叠 加 原 理 4、能 熟 练 地 计 算 有 关 静 电 学 的 有 关 问 题 5、演 示 实 验：（1）摩 擦 起 电，电 荷 之 间 的 相 互 作 用，电 荷 的 检 验；（2）电 力 线 的 分 布（二）要 点：1、电 荷 2、库 仑 定 律 3、电 场 电 场 强 度 4、静 电 场 的 高 斯 定 理 5、电 位 电 位 差 静 电 场 的 环 路 定 理*6、电 场 强 度 与 电 位 的 微 分 关 系（三）难 点 1、电 场、电 位 和 电 能 量 等 概 念；2、求 解 电 场、电 位

38、分 布 的 方 法 第 二 章 导 体 周 围 的 静 电 场（6 学 时）（-）要 求 1、正 确 理 解 并 掌 握 导 体 静 电 平 衡 的 条 件 2、掌 握 导 体 静 电 平 衡 的 性 质：初 步 掌 握 求 解 导 体 静 电 平 衡 问 题 的 方 法 3、理 解 电 容 及 电 容 器 的 概 念：掌 握 平 衡 板 电 容 器、球 形 电 容 器、圆 柱 形 电 容 器 计 算 公 式 以 及 电 容 器 串、并 联 的 计 算 方 法 4、理 解 电 场 能 的 概 念 并 会 计 算 真 空 中 的 静 电 场 能 5、演 示 实 验：（1）导 体 表 面 上 电

39、荷 的 分 布；（2）静 电 感 应 起 电（3）静 电 屏 蔽（-）要 点：1、导 体 的 静 电 平 衡 条 件 2、导 体 静 电 平 衡 的 性 质 3、封 闭 导 体 腔 内 外 的 电 场 4、电 容 及 电 容 器*5、静 电 计 静 电 感 应 起 电 机 6、带 电 体 的 能 量（三）难 点：根 据 导 体 静 电 平 衡 条 件 和 导 体 的 静 电 平 衡 性 质 求 解 导 体 静 电 平 第 三 章 静 电 场 中 的 电 介 质（6 学 时）（-）要 求 1、了 解 电 介 质 极 化 的 微 观 机 制，掌 握 极 化 强 度 矢 量 的 物 理 意 义 2、

40、理 解 极 化 电 荷 的 含 义，掌 握 极 化 电 荷、极 化 电 荷 面 密 度 与 极 化 强 度 矢 量 P之 间 的 关 系3、掌 握 有 介 质 时 电 场 的 讨 论 方 法，会 用 介 质 中 的 高 斯 定 理 来 计 算 静 电 场；明 确 E、P、D 的 联 系 和 区 别 4、了 解 静 电 场 的 能 量 及 能 量 密 度 5、演 示 实 验：介 质 对 电 容 器 电 容 的 影 响（二）要 点：1、电 介 质 的 极 化 2、极 化 强 度 矢 量 3、有 介 质 时 的 静 电 场 方 程*4、静 电 场 的 边 值 关 系 5、静 电 场 的 能 量 和

41、能 量 密 度（三）难 点：求 解 介 质 中 静 电 场 的 具 体 问 题，如 极 化 电 荷 的 分 布，介 质 中 电 场 的 分 布 等 第 四 章 稳 恒 电 流 和 电 路（1 0学 时）（）要 求 1、理 解 稳 恒 电 流 的 概 念 以 及 与 其 相 对 应 的 稳 恒 电 场：了 解 稳 恒 电 路 的 特 点 及 串、并 联 电 阻 的 计 算 2、透 彻 分 析 并 掌 握 电 流 密 度 矢 量 及 电 场 这 两 个 概 念 的 物 理 意 义 3、掌 握 欧 姆 定 律（不 含 源 电 路、一 段 含 源 电 路 和 全 电 路 的 欧 姆 定 律）和 焦 耳

42、 定 律；会 计 算 电 功 及 电 功 率 4、掌 握 用 基 尔 霍 夫 定 律 计 算 一 些 典 型 的 复 杂 电 路 的 方 法 5、演 示 实 验：（1）电 源 电 动 势 的 测 量；（2）影 响 导 体 电 阻 的 因 素；（3）惠 斯 登 电 桥（二）要 点：1、电 流 稳 恒 电 流 电 流 密 度 矢 量 2、欧 姆 定 律 及 其 微 分 形 式 3、焦 耳 定 律 电 功 率*4、电 阻 的 串 联 和 并 联*5、气 体 导 电、液 体 导 电 6、电 源 和 电 动 势 7、闭 合 回 路 及 含 源 支 路 的 欧 姆 定 律 8、基 尔 霍 夫 定 律*9、

43、温 差 电 现 象（三）难 点：1、电 动 势 的 概 念 2、用 基 尔 霍 夫 定 律 求 解 复 杂 的 电 路 第 五 章 稳 恒 电 流 的 磁 场（1 2学 时）（-）要 求 1、理 解 掌 握 磁 感 应 强 度 B 的 物 理 意 义 2、在 理 解 毕 奥 一 萨 伐 尔 定 理 物 理 意 义 的 基 础 上 能 熟 练 地 用 它 来 计 算 载 流 导 体 的 磁 感 应 强 度 的 分 布 3、掌 握 磁 场 中 的 高 斯 定 理 和 安 培 环 路 定 理；并 会 用 安 培 环 路 定 理 计 算 具 有 轴 对 称 的 电 流 所 产 生 的 磁 场 4、掌

44、握 洛 仑 兹 力 公 式 及 安 培 公 式，并 会 用 它 们 进 行 有 关 的 计 算 5、演 示 实 验：（1）磁 感 应 线 的 演 示（2）载 流 导 线 之 间 的 相 互 作 用（二）要 点：1、基 本 磁 现 象 2、磁 感 应 强 度、磁 感 应 线 3、毕 奥 一 萨 伐 尔 定 律 4、磁 通 量、磁 场 的 高 斯 定 理 5、安 培 环 路 定 理 6、磁 场 对 平 行 载 流 导 线 及 带 电 粒 子 的 作 用 7、平 行 载 流 导 线 的 相 互 作 用 安 培 的 定 义（三）难 点：1、磁 感 应 强 度 的 定 义 2、求 解 磁 感 应 强 度

45、 分 布 的 具 体 问 题 第 六 章 磁 场 对 运 动 电 荷 和 电 流 的 作 用（6 学 时）（-）要 求 1、掌 握 洛 仑 兹 力 公 式，并 会 用 右 手 螺 旋 法 则 判 断 洛 仑 兹 力 的 方 向 2、掌 握 带 电 粒 子 在 磁 场 中 的 运 动 情 况 3、了 解 回 旋 加 速 器 的 工 作 原 理 4、掌 握 安 培 力 公 式，并 会 用 它 们 进 行 有 关 计 算 5、掌 握 磁 场 对 载 流 导 线 的 作 用6、演 示 实 验：（1）汤 姆 逊 实 验；（2）霍 尔 效 应（二）要 点：1、洛 仑 兹 力 2、汤 姆 逊 实 验*3、霍

46、 耳 效 应 4、安 培 定 律 磁 场 对 载 流 导 线 的 作 用（三）难 点：洛 仑 兹 力 和 安 培 力 的 概 念 及 有 关 计 算 第 七 章 磁 介 质（6 学 时）（一）要 求 1、理 解 磁 化 的 概 念 和 描 述 磁 化 的 宏 观 量 M 的 定 义 式；掌 握 磁 化 电 流 与 磁 化 强 度 矢 量 M 之 间 的 关 系 2、了 解 磁 介 质 呈 现 顺 磁 性 和 抗 磁 性 的 原 因；掌 握 铁 磁 质 的 三 大 特 点：高 值，非 线 性，磁 滞 现 象 3、掌 握 介 质 中 的 安 培 环 路 定 理 及 其 应 用；了 解 H、M、B

47、三 者 之 间 的 联 系 和 区 别 4、了 解 磁 路 概 念 及 相 应 的 计 算 5、演 示 实 验：介 质 对 磁 场 的 影 响（-）要 点：1、磁 介 质 的 磁 化 磁 化 强 度 矢 量 磁 化 电 流 2、磁 介 质 存 在 时 的 安 培 环 路 定 理 3、顺 磁 性 与 抗 磁 性 4、铁 磁 质*5、磁 路 及 其 计 算（三）难 点：磁 化 强 度 矢 量 的 物 理 意 义 以 及 求 解 磁 化 电 流 的 第 八 章 电 磁 感 应 和 暂 态 过 程（1 4学 时）（-）要 求 1、理 解 电 磁 感 应 现 象 的 物 理 意 义；掌 握 电 磁 感

48、应 的 法 拉 第 一 楞 次 定 律 2、解 感 生 电 场 的 物 理 意 义 3、熟 练 地 掌 握 计 算 动 生 电 动 势 和 感 生 电 动 势 的 方 法，并 能 正 确 判 断 它 们 的 方 向 4、了 解 自 感 现 象 和 互 感 现 象 以 及 它 们 的 应 用，掌 握 自 感 系 数 L 和 互 感 系 数M 的 物 理 意 义 和 计 算 方 法 5、了 解 涡 流，趋 肤 效 应 以 及 磁 场 的 能 量 6、能 正 确 写 出 RL、R C 串 并 联 电 路 暂 态 过 程 的 微 分 方 程，掌 握 其 解 的 形 式 和 物 理 意 义。7、演 示

49、实 验：（1）磁 感 应 现 象;（2）感 生 电 场 对 带 电 粒 子 的 作 用;（3）自 感 与 互 感;（4）暂 态 过 程（二）要 点：1、电 磁 感 应 现 象 2、法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 楞 次 定 律 3、动 生 电 动 势 4、感 生 电 动 势 5、自 感 与 互 感 6、涡 电 流 趋 肤 效 应 7、磁 场 的 能 量 8、暂 态 过 程（三）难 点：1、感 生 电 场 的 物 理 意 义 2、感 应 电 动 势 的 计 算 3、暂 态 过 程 第 九 章 交 流 电 路（6 学 时）（一）要 求 1、掌 握 交 流 电 的 三 要 素 和 交 流 电 的

50、 瞬 时 值、有 效 值、最 大 值 等 基 本 概 念 2、熟 练 掌 握 三 种 理 想 元 件 R、L、C 电 路 中 电 压 与 电 流 的 关 系 3、掌 握 交 流 电 路 的 矢 量 图 解 法，了 解 复 数 解 法 4、明 确 功 率 因 数 的 概 念，了 解 提 高 功 率 因 数 的 意 义 和 方 法（-）要 点：1、简 谐 交 流 电 的 产 生 和 描 述 2、三 种 理 想 元 件 的 电 压 与 电 流 的 关 系 3、交 流 电 路 的 矢 量 图 解 法*4、交 流 电 路 的 复 数 解 法5、交 流 电 路 的 功 率（三）难 点：1、交 流 电 路