本課程在闡述電磁學(xué)中基本的實(shí)驗(yàn)、概念、規(guī)律、理論時(shí)，結(jié)合相關(guān)內(nèi)容，選取庫(kù)侖、畢奧-薩伐爾、安培、法拉第、麥克斯韋等前輩大師的工作為例，適當(dāng)介紹提出問(wèn)題、抓住要害、克服困難、尋找聯(lián)系、揭示本質(zhì)、做出發(fā)現(xiàn)的歷史過(guò)程，向?qū)W生展現(xiàn)科學(xué)發(fā)展的生動(dòng)過(guò)程及必由之路，以此激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)研究的興趣和主動(dòng)性，旨在使學(xué)生在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，也得到了科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)。
一、 教學(xué)目標(biāo)及要求
使本科生掌握電磁相互作用的基本規(guī)律。要求他們：
1． 了解電荷、電流產(chǎn)生電場(chǎng)、磁場(chǎng)的規(guī)律；
2． 了解電場(chǎng)與磁場(chǎng)的聯(lián)系；
3． 理解電磁場(chǎng)的物質(zhì)性：它的能量、動(dòng)量及角動(dòng)量；
4． 了解電場(chǎng)、磁場(chǎng)與各種物質(zhì)的相互作用；
5． 理解麥克斯韋電磁理論；
6． 了解電磁學(xué)與其它學(xué)科的聯(lián)系;
7． 了解電磁學(xué)與實(shí)際應(yīng)用、高新技術(shù)的關(guān)系;
8． 得到一定的科學(xué)素質(zhì)教育：科學(xué)精神的培養(yǎng)，了解一些科學(xué)方法，明白科學(xué)思維的重要性以及科學(xué)與哲學(xué)的關(guān)系。
二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)
分章闡述：
第一章是靜電學(xué)的基礎(chǔ)。重點(diǎn)是電荷守恒原理；庫(kù)侖的實(shí)驗(yàn)及庫(kù)侖定律，靜電力的疊加原理；靜電場(chǎng)的描述，電場(chǎng)強(qiáng)度的引入；表述靜電場(chǎng)整體性質(zhì)的高斯定理及環(huán)路定理；用高斯定理求電場(chǎng)；由環(huán)路定理引出的電勢(shì)，電勢(shì)與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系。其中的難點(diǎn)是電場(chǎng)的基本概念理解；靜電場(chǎng)的兩條基本定理的把握及應(yīng)用；電勢(shì)的零點(diǎn)的選取問(wèn)題。
第二章是從靜電場(chǎng)和物質(zhì)的相互作用角度去研究各種物質(zhì)中的靜電場(chǎng)。重點(diǎn)是在靜電場(chǎng)中的導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡時(shí)的性質(zhì)；電容的定義與電容器；在靜電場(chǎng)中電介質(zhì)的極化機(jī)理及其描述，極化強(qiáng)度矢量；電介質(zhì)中靜電場(chǎng)的兩條基本定理，電位移矢量的引入，高斯定理的應(yīng)用；兩種介質(zhì)界面上的邊值關(guān)系；唯一性定理的闡述及電像法。難點(diǎn)是導(dǎo)體達(dá)到靜電平衡時(shí)的性質(zhì)，導(dǎo)體表面電荷的分布；極化強(qiáng)度矢量的引入；電位移矢量的引入；對(duì)電像法的理解及運(yùn)用。
第三章的重點(diǎn)是靜電能儲(chǔ)存在靜電場(chǎng)中，靜電場(chǎng)具有能量；非線性介質(zhì)中有電滯損耗；可以用靜電能求靜電力。難點(diǎn)在點(diǎn)電荷系統(tǒng)的靜電能與電場(chǎng)能量之間的關(guān)系；非線性介質(zhì)及電滯損耗。
第四章的重點(diǎn)是電流密度的概念；電荷守恒定律的表達(dá)；穩(wěn)恒條件及穩(wěn)恒電路的歐姆定律；解復(fù)雜電路的基爾霍夫定律及應(yīng)用。難點(diǎn)在于積分與微分形式的電荷守恒定律的理解；基爾霍夫定律的理解及熟練應(yīng)用。
第五章與第一章的許多內(nèi)容有平行之處。其重點(diǎn)是奧斯特的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)；磁場(chǎng)的引入與表達(dá)；安培的著名實(shí)驗(yàn)與安培定律；畢奧-薩伐爾-拉普拉斯定律及其應(yīng)用；描述磁場(chǎng)總體性質(zhì)的兩條基本定理的理解；安培環(huán)路定律的應(yīng)用。難點(diǎn)是磁場(chǎng)概念的理解；畢奧-薩伐爾-拉普拉斯定律的應(yīng)用；磁場(chǎng)的兩條基本定理的掌握及其應(yīng)用。
第六章與第二章的許多內(nèi)容有平行之處。重點(diǎn)是理解磁場(chǎng)與物質(zhì)的相互作用的本質(zhì)；磁介質(zhì)的磁化及其表述的物理量；唯一性定理的表述及幾種磁場(chǎng)的求解方法；洛侖茲力與帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。難點(diǎn)在于各種磁介質(zhì)特性的微觀解釋；磁荷法的理解與掌握；磁象法的熟練應(yīng)用。
第七章法拉弟電磁感應(yīng)定律的發(fā)現(xiàn)是重要的，其發(fā)現(xiàn)過(guò)程具有啟發(fā)性；法拉弟對(duì)感生電動(dòng)勢(shì)的科學(xué)解釋?xiě)?yīng)該掌握，另外的重點(diǎn)是互感與自感的引入及計(jì)算；似穩(wěn)電路的條件和暫態(tài)過(guò)程的分析、方程的建立。難點(diǎn)在于感生電動(dòng)勢(shì)的理解；暫態(tài)過(guò)程的掌握。
第八章與第三章的許多內(nèi)容有平行之處。重點(diǎn)是磁能儲(chǔ)存在磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)具有能量；從N個(gè)載流線圈系統(tǒng)的磁能到磁場(chǎng)的磁能是一致的；利用磁能求磁力。在學(xué)好第三章的基礎(chǔ)上，本章的難點(diǎn)僅在于熟練掌握磁能的求法。
第九章交流電流的重點(diǎn)是幾種描述方法；復(fù)數(shù)表示法，相位的概念，復(fù)阻抗的引入；交流電的功率；串聯(lián)諧振與并聯(lián)諧振。難點(diǎn)是幾種描述方法的等效性與關(guān)聯(lián)；相位、復(fù)阻抗的理解；幾種功率的關(guān)系；諧振條件及諧振的應(yīng)用。
第十章的重點(diǎn)在于麥克斯韋方程的豐富的物理涵意；平面電磁波的產(chǎn)生與性質(zhì)；電磁場(chǎng)的能量、動(dòng)量。難點(diǎn)在于理解麥克斯韋方程的對(duì)稱性問(wèn)題；電磁場(chǎng)的角動(dòng)量。
第十一章的重點(diǎn)是理解介質(zhì)的電磁性能方程的重要性，各種介質(zhì)電磁性能方程如何取得；三種特殊介質(zhì)的性能方程；在這三種特殊介質(zhì)中的電磁場(chǎng)的特點(diǎn)。難點(diǎn)是學(xué)時(shí)不夠情況下只能介紹其中之一；緩慢運(yùn)動(dòng)介質(zhì)涉及到狹義相對(duì)論，難以理解和掌握；超導(dǎo)介質(zhì)涉及一點(diǎn)量子力學(xué)。
第十二章可以自學(xué)。重點(diǎn)是單位制怎樣建立；量綱分析的重要性和應(yīng)用；國(guó)際單位制和高斯制的關(guān)系。難點(diǎn)在于單位換算。
三、教材及主要參考書(shū)
教材：
1．物理型系學(xué)生用:《電磁學(xué)》，胡友秋，程福臻，劉之景編，1997年3月，高等教育出版社
2．非物理型、理工科系學(xué)生用:《電磁學(xué)》，張玉民，戚伯云編，1997年9月，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社
參考書(shū)：
1.《電磁學(xué)》，趙凱華、陳熙謀，2003年4月，高等教育出版社
2.《電磁學(xué)專題研究》，陳秉乾、舒幼生、胡望雨，2001年12月，高等教育出版社
3.《電磁學(xué)》《伯克利物理學(xué)教程》第二卷，（美）E.M.珀塞爾著，南開(kāi)大學(xué)物理系譯，1979年6月，科學(xué)出版社
4.《物理學(xué)》第二卷第一冊(cè)，[美]D.哈里德，R.瑞斯尼克著，李仲卿等譯，1979年6月，科學(xué)出版社
5.《普通物理學(xué)》第二卷，C.З.福里斯，A.B.季莫列娃著，梁寶洪譯，1958年11月，高等教育出版社
6.《電磁學(xué)》第二版，賈起民，鄭永令，陳暨耀，2001年1月，高等教育出版社
7.《電磁學(xué)》，陳秉乾、王稼軍編著，2003年5月，北京大學(xué)出版社
