电磁场理论课程说明
电磁场理论课程说明
一、课程基本情况
课程编号 40023620 课程性质 必修课 课程类别 专业基础课
课程学时 48 课程学分 3 开课学期 第六学期
适用专业 通信工程 先修课程
大学物理、通信原理、高
频电子线路
二、课程描述
《电磁场理论》课程是通信工程专业一门重要的专业基础课，介绍宏观电磁
场的基本性质和基本规律，并介绍其应用方面的基本知识及技能。使学生对工程
中的电磁现象与电磁过程，能应用场的观点进行初步分析；对一些简单的问题能
进行计算；为学习专业或进一步研究电磁场问题，准备必要的理论基础。
主要内容：
1．电磁场的有关定理、定律、电磁场的基本规律
2．麦克斯韦方程的物理意义及数学表达式和一些重要的电磁场
问题的数学模型（如波动方程、拉氏方程等）的建立过程以
及分析方法
3．学会用"场"的观点去观察、分析和计算一些简单、典型的场
的问题
三、使用教材及主要参考书或资料
使用教材：《电磁场与电磁波》谢处方等编 高等教育出版社。
本书为普通高等教育“十一五”国家级规划教材，并被列入高等教育百门精
品课程教材建设计划，其特点如下：①以三大实验定律和两个基本假说为基础，
归纳总结出麦克斯韦方程，然后讨论静态场、时变场以及电磁波的传播与辐射特
性。既能与物理电磁学有机衔接，又避免简单重复；②减少静态场部分内容，加
强电磁波内容，以满足电子信息类专业的需要；③精选例题和习题，类型多样化。
内容包括：电磁场的数学物理基础、平面电磁波在无界均匀媒质中的传播、
平面电磁波在分界面上的反射和透射、导行电磁波、传输线理论、静态电磁场、
静态场边值问题的解法。适合普通高等学校电子信息、通信工程、信息工程等专
业课程使用。
主要参考书或资料
1. 《电磁场与微波技术》 赵家升----------华中理工大学出版社
2. 《电磁场理论》 全译松-----------电子科技大学出版社
四、考核方式
考勤、作业、实验 .................... 30%
期末考试 ........................... 70%
注意事项：
1. 学生听课课时必须超过本门计划课时三分之二以上同时完成该课程的作
业和实验才能取得期末考试资格。
2. 最终成绩以60分为最低及格线。
《电磁场理论》教学大纲
《电磁场理论》教学大纲
一、课程概述
《电磁场理论》是通信工程专业的一门重要专业基础课，内容包括静电场、静磁场、静态场的边值问题、时变电磁波、平面电磁波、电磁波的传输和电磁波的辐射等。
这门课程的
理论性较强，概念较抽象，应用的数学知识较多，因此在学习这门课程之前，应当具备大学
物理和高等数学矢量场分析的扎实基础。
先修课程是高等数学、电磁学。
该课程培养学生掌握电磁场的基本规律，加深对电磁场性质的理解，获得分析和处理电磁场问题的一些最基本的方法和能力。
进一步培养辩证唯物主义的世界观。
二、课程目标
1．掌握静态场的基本规律，学会静态场的分析处理方法。
2．理解麦克斯韦方程组的内涵。
3．学会用麦克斯韦方程组去分析解决时变电磁场的基本问题。
4．了解微波传输和辐射的理论。
三、课程内容与教学要求
这门学科的知识与技能要求分为知道、理解、掌握、学会四个层次。
这四个层次的一般
涵义表述如下：
知道——是指对这门学科的基本知识、基本理论的认知。
理解——是指运用已了解的基本原理说明、解释一些现象、进行简单的分析计算。
掌握——是指利用掌握的理论知识对一些较复杂的电磁现象进行解释，说明其本质。
学会——是指能应用所学的电磁场理论去处理分析有关问题。
教学内容和要求表中的“√”号表示教学知识和技能的教学要求层次。
本标准中打“*”号的内容可作为自学，教师可根据实际情况确定要求或不布置要求。
教学内容及教学要求表
教学内容知道理解掌握学会1矢量分析
1·1 标量场与矢量场√。
电磁场理论课程教学大纲
电磁场理课程教学大纲、课程说明（一）课程名称、所属专业、课程性质、学分;课程名称: 电磁场理论课程性质: 专业基础课学分：4（二）课程简介、目标与任务;电磁场理论是宏观电磁现象的经典理论， 是研究电磁场的基本属性、 运动规律以及 它与带电物质之间相互作用的一门重要基础理论课。
电磁场理论是解决一切信息处理的 物质基础。
课程目标与任务：掌握静电场、恒磁场以及时变电磁场的基本理论，理解麦 克斯韦方程组的来源以及电磁统一，会利用基本的电磁理论分析一些具体的工程问题， 如电磁波传播、天线、微波等。
（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：高等数学、数学物理方法、电磁学关系：其中高等数学和数学物理方法是电磁场理论的数学基础， 电磁学是电磁场理 论的物理基础，电磁场理论在电磁学的基础上系统阐述电磁场的基本理论， 述电磁场理论在解决实际问题方面的应用。
（四）教材与主要参考书。
选用教材：William H.HaytJr.John A. Buck编，赵彦珍等译，工程电磁场,西安交通大学出版社（第版）。
主要参考书: 1.《电动力学》，汪映海编著，兰州大学出版社，1995年2.《电磁场理论基础》（第二版）,陈重,崔正勤，胡冰编著，北京理工大学出版社, 2010 年3.《工程电磁场导论》，冯慈章、马西奎编著，高等教育出版社，2000年4.《电磁场与电磁波》，李书芳、李莉、张阳安、高泽华编著，科学出版社，2004 年、课程内容与安排 第一章数学准备知识第一节标量和矢量第二节矢量代数第三节直角坐标系第四节矢量分量和单位矢量所属专业: 微电子科学与工程并进一步阐第五节矢量场 第六节点乘和叉乘 第七节其他坐标系：圆柱坐标系、球坐标系 第二章库仑定律和电场强度 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第三章第一节库仑定律 电场强度连续分布体电荷的电场 线电荷的电场 面电荷的电场 电力线和电场分布图 电通量密度、高斯定律和散度 第一节电通量密度 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第四章 高斯定律 高斯定律的应用：一些对称电荷的电场 高斯定律的应用：体积元电荷的电场 散度和麦克斯韦第一方程 矢量算子和散度定理 能量和电位 第一节 点电荷在电场中运动时消耗的能量第二节 线积分第三节 电位差和电位的定义 第四节 点电荷的电位第五节 点电荷系统的单位：保守性 第六节 电位梯度 第七节 电偶极子第八节 静电场中的能量密度 第五章导体和电介质第一节 第二节 第三节 第四节 第五节第六节 第七节 第八节第六章电容 电流和电流密度 电流连续性金属导体 导体性质和边界条件 半导体 电介质材料的性质 理想电介质的边界条件 第一节第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 电容的定义 平行板电容器 几个电容例子 两导体传输线的电容 采用场分布图估算二维问题中的电容 泊松方程和拉普拉斯方程第八节传输功率和损耗特性第七节 拉普拉斯方程解的例子第八节 泊松方程解的例子： P-N 结的电容 第七章 恒定磁场毕奥-沙伐定律 安培环路定律 旋度 斯托克斯定理 磁通量和磁感应强度 磁位和磁矢位 恒定磁场定律的推导第八章 磁场力、材料和电感第一节 第二节第三节第四节第五节第六节第七节 第一节运动电荷所受的力 第二节元电流所受到的力 第三节元电流之间的作用力 第四节闭合回路所受到的力和力矩 第五节磁性材料的性质 第六节磁化和磁导率 第七节磁场边界条件 第八节磁路 第九节势能和磁性材料受到的力 第十节 自感和互感第九章 时变电磁场和麦克斯韦方程第一节 法拉第定律第二节 位移电流第三节 微分形式的麦克斯韦方程组第四节 积分形式的麦克斯韦方程组第五节 推迟位第十章 传输线第一节传输线中波传播的物理描述 第二节传输线方程 第三节无损耗传输 第四节正弦电压的无损耗传输 第五节正弦波的复数形式 第六节传输线方程组及其向量形式解 第七节无损耗传输和低损耗传输第十二章平面电磁波的反射和散射第十三章导行电磁波第一节传输线场及其基本参数第二节波导基本工作原理 第三节平行平板波导中的平面波 第四节利用波方程分析平板波导 第五节矩形波导 第六节平板介质波导 第七节光纤纤维 教学方法与学时分配教学方法：教学中始终突出以学生为本的教育理念，重视课程的规划和建设， 按照 课程体系制定规范的教学大纲和教学进度表；因材施教使学生掌握物理学的发展脉络和做科研的方法， 使学生变被动学习为主动学习， 真正达到从会学到好学；通过 启发式教学培养学生较强的主动思考习惯， 注重对大学生创新思维和解决实际问题 能力的培养；及时与学生第九节波在不连续处的反射第十节电压驻波比 第十一节有限长传输线 第十二节几个传输线的例子 第十三节图解法：史密斯圆图 第十四节 暂态分析一章 均匀平面电磁波第一节自由空间中波的传播 第二节电介质中波的传播 第三节坡印亭定理和波的功率 第四节良导体中波的传播：集肤效应 第五节 波的极化第六节 磁化和磁导率第十 第一节正入射时均匀平面电磁波的反射 第二节驻波比 第三节多层媒质分界面上波的反射 第四节任意入射方向下平面电磁波的反射 第五节斜入射时平面电磁波的反射 第六节斜入射时波的全反射和全折射 第七节色散媒质中波的传播 第八节 色散媒质中的脉冲展宽进行有效沟通，布置课后作业，必要时进行习题讲解；将实际工程问题引入课堂，使学生理解电磁场理论在实际问题中的应用，加深理解电磁场理论的本质，培养学生具有一定的抽象思维能力；开发并实施多媒体教学手段，使得课程的教学实施建立在现代教育技术平台之上。
(完整版)27568电磁场理论课程考试说明
27568 电磁场理论课程考试说明一、本课程使用教材、大纲电磁场理论课程使用的教材为《电磁场与电磁波》，郭辉萍、刘学观编写，西安电子科技大学出版社，2007年第二版；江苏省高等教育自学考试大纲《电磁场理论》，苏州大学编写。
二、本课程的试卷题型结构及试题难易度1．试卷题型结构表课程代号27568课程名称电磁场理论题型单选题填空题名词解释简答题计算题应用题合计每题分值1135710题数1010444234合计分值101012202820100 2．试卷按理解、掌握、应用、综合应用四个层次命制试题，四个层次在试卷中所占的比例大致分为：理解占30%、掌握占30%、应用占30%、综合应用占10%。
3．试卷难易度大致可分为“容易、中等偏易、中等偏难、难”四个层次。
根据课程的特点，每份试卷中，不同难易度试题所占的分数比例大致为容易30分、中等偏易30分、中等偏难30分、难10分。
三、各章内容分数的大致分布章次内容分值第一章矢量分析与场论15分左右第二章~第四章静态场及其解法40分左右第五章~第六章时变电磁场与电磁波45分左右四、各章内容的重、难点章次重点难点第一章矢量及其代数运算；矢量场的性质特点、矢量场的散度、旋度的意义及求解；标量矢量场的旋度概念及其计算场的定义及其梯度；亥姆霍兹定理及其物理意义第二章点电荷的电位和电场的计算；静电场的基本方程和静电场的性质，边界条件及其应用；媒质的本构关系；高斯定理的应用；电流与电流密度之间的关系；了解恒定电场的性质、恒定电场的基本方程及电流密度与电场强度的关系。
分布电荷的电场及电位的计算、边界条件及其应用第三章边界条件和泊松方程（或拉普拉斯方程）表达及其含义；唯一性定理以及意义；镜像法的概念、点电荷与平面导体边界的计算；镜像电荷的求法及镜像法的有效区域；分离变量的概念分离变量法的计算第四章恒定磁场的定义、基本方程及其性质、磁介质的磁化的概念；磁偶极子的磁偶极矩、磁通连续性原理概念、分布电流的磁场的计算、磁通量的计算；边界条件及其应用；自感和互感的计算分布电流的磁场的计算、边界条件及其应用第五章法拉第电磁感应定律的表达式及其意义；位移电流表达式及其意义；麦克斯韦方程的积分形式和微分形式及其物理意义，边界条件及其应用；坡印廷定理的实质及其意义与坡印廷矢量的表达式及其意义，瞬时坡印廷矢量；时谐电磁场与时变电磁场的关系；时谐电磁场场与相量表达式的相互转换；平均坡印廷矢量；无源区域中的波动方程时谐电磁场场与相量表达式的相互转换；平均坡印廷矢量第六章平面电磁波的定义、均匀平面电磁波的概念、TEM波的概念，电磁波在三种无限大典型媒质中的传播规律；媒质的复介电常数的意义、电磁波的色散及其对通信的影响，趋肤效应及其应用；平均坡印廷矢量及其计算；电磁波的极化的定义及其判别方法；电磁波的群速的概念及其与相速之间的关系；平面电磁波对平面边界的垂直入射均匀平面电磁波的概念，平均坡印廷矢量及其计算；电磁波的极化的定义及其判别方法；平面电磁波对平面边界的垂直入射五、各题型试题范例及解题要求1．单项选择题要求：在下列每小题的四个备选答案中选出一个正确的答案，并将其字母标号填入题干的括号内。
电磁场理论课程设计
电磁场理论课程设计一、课程设计概述本次电磁场理论课程设计主要涉及电场和磁场的数学描述以及它们的性质与特征，同时实践中也需要使用安培定理和法拉第电磁感应定理解决实际问题。
通过此次课程设计，我们可以加深对电磁场理论的理解，同时也能够加强自己的数学建模能力以及运用数学解决实际问题的能力。
二、课程设计内容1. 电场与磁场的数学描述电场和磁场是物理学中非常重要的概念，它们可以用数学方式进行描述。
在此设计中，我们需要深入研究一下与电场相关的电势、电荷密度以及电场强度，以及与磁场有关的磁场强度、磁通量密度和磁感应强度等。
2. 安培定理和法拉第电磁感应定理安培定理和法拉第电磁感应定理都是非常重要的定理，它们可以帮助我们解决一些实际问题，比如在电路中电流的测量以及电磁感应产生的电动势等等。
在课程设计中，我们将学习安培定理和法拉第电磁感应定理的原理，并通过实际计算来了解它们的具体应用。
3. 实践应用在学习了电场和磁场的数学模型以及安培定理和法拉第电磁感应定理的基础上，我们需要将其运用到实际问题中进行分析和解决。
比如，我们可以通过安培定理来计算电路中电流的大小和方向，或者通过法拉第电磁感应定理来计算产生的电动势大小。
三、课程设计流程1. 文献查阅和基础理论学习在开始课程设计前，我们需要对电磁场理论有一个基本的认识和了解。
因此，我们需要查阅相关的文献资料，学习基础理论知识。
2. 课程设计方案确定在学习基础理论知识后，我们需要确定课程设计的具体方案。
包括所选用的实际问题以及数据的收集和整理等。
3. 实验环境和数据收集在确定了课程设计方案后，我们需要准备好实验环境和必要的设备以及收集相关的数据。
4. 数据处理和分析在数据收集完成后，我们需要将收集的数据进行整理和处理，进而分析得出电场和磁场的数学模型，并利用安培定理和法拉第电磁感应定理解决实际问题。
5. 实验结论和总结最后，我们将得出具体的实验结论，进行总结，并给出改进的方案和未来的研究方向。