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课程导学

重点:
感应电动势的概念,电磁感应定律;位移电流的概念,全电流定律;时变电磁场的基本方程(麦克斯韦方程),时变电磁场的边界条件;坡印廷定理和坡印廷矢量,时变电磁场唯一性定理的物理意义及其重要性;正弦电磁场及其复矢量表示方法,波动方程,动态位与标量位的概念。

难点:
(1) 静态场到时变场的过渡;
(2) 位移电流的的引入,全电流定律的导出,时变电磁场的特点;
(3) 时变电磁场的边界条件;
(4) 坡印廷矢量(即能流密度矢量)与坡印廷定理;
(5) 正弦电磁场的复矢量表示方法,复能流密度矢量;
(6) 动态位与标量位。

解决办法:
(1) 可通过对电磁感应定律的讲解,实现从由静态电磁场到时变电磁场的过渡;根据感应
电动势导出电磁感应定律,说明时变磁场可以产生时变电场。
(2) 可以把“接入交流电路中的电容器”作为讨论对象,引入位移电流的概念;通过位移
电流的引入,导出全电流定律,说明时变电场可以产生时变磁场;详细讲解麦克斯韦
方程的积分形式和微分形式,说明时变电磁场是有旋有散的,时变电场与时变磁场的
方向处处互相垂直;
(3) 讲解时变电磁场的边界条件时,应与静态场进行比较,尤其要介绍理想导电体的边界
条件;
(4) 讲解坡印廷矢量与坡印廷定理时,要重点解释时变电磁场中导致能量流动的原因,以及
电磁波的形成;强调坡印廷矢量的方向及其与电场强度方向、磁场强度方向的关系;
对于以数学形式描述坡印廷定理,要从能量守恒的角度详细解释方程式中各部分的
物理意义;
(5) 讲解正弦电磁场的复矢量表示方法时,应强调仅适用于频率相同的场量之间的运算;
对于复能流密度矢量,应着重介绍其实部和虚部的物理意义,以及电场和磁场之间的
相位差对于复能流密度矢量的影响。
(6) 讲解位函数时,应强调洛伦兹条件的重要性,详细讲解位函数解的物理意义,强调没有
滞后效应就不可能有辐射,并指出位函数的积分解仅适用于线性、均匀、各向同性的
媒质。
 

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