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1、大学物理教学大纲课程名称：大学物理 课程编号：14030038课程类别：专业基础课/必修课学时/学分：51/2.5 开设学期：第三学期开设单位：物理与机电工程学院适用专业：电气工程及其自动化说明一、课程性质与说明1课程性质专业基础课/必修课2课程说明物理学的研究对象具有极大的普遍性，它的基本理论渗透在自然科学的一切领域，广泛地应用于生产技术的各个部门，它是自然科学和工程技术的基础，也是许多高新技术发展的源泉和先导。因此，大学物理课程是理工科各专业学生的一门重要必修基础课。以物理学为基础的大学物理课程主要包括：力学、振动和波动、热学、电磁学、光学、狭义相对论基础、量子物理基础等基础知识，以及它们
2、在现代科学技术中的应用等。通过大学物理课程的教学，应为学生进一步学习打下坚实的物理基础。在教学过程中，要注意培养学生树立科学的自然观和辨证唯物主义世界观，培养学生科学思维和分析解决问题的能力，以及学生的探索精神与创新意识。二、教学目标1学习和理解物理学观察、分析和解决问题的思想方法，培养、提高学生的科学素质，激发对科学的求知欲望及创新精神；2系统地掌握必要的物理学基础知识及其基本规律，能运用经典物理学的理论对力、热、电、磁、光等学科的基本问题作初步的解释、分析和处理；3对物理学的基本概念、基本理论、基本方法能够有比较全面和系统的认识和正确的理解，将微积分知识具体地、灵活地应用于物理问题之中，培
3、养学生分析、解决实际问题的能力，并为后继课程的学习作必要的知识准备；4了解各种理想物理模型，并能够根据物理概念、问题的性质和需要，抓住主要因素，略去次要因素，对所研究的对象进行合理的简化；5了解近代物理学的有关基础知识。三、学时分配表章序章题讲授学时实验学时实践学时上机学时小计1第8章 静止电荷的电场16122第9章 恒定电流的磁场12123第10章 电磁感应 电磁场理论674第11章 电磁振荡和电磁波425第12章 光学136合计5151四、教学教法建议建议本课程以课堂讲授为主，采用启发式教学法。教学中可充分利用录像、演示实验及多媒体等手段。为加强学生对所学内容的理解，掌握解题方法、技巧，教
4、师应推荐相应的参考书，课后留作业，按时辅导答疑。学生课前应预习，上课认真听讲，适当记笔记，课后及时复习，独立完成作业。注意知识之间的联系，利用类比、推理、归纳等方法理解和记忆物理规律。五、课程考核及要求1考核方式：考试（ ）；考查（ ）2成绩评定：计分制：百分制（）；五级分制（ ）；两级分制（ ）成绩构成：总成绩=平时考核（10）+中期考核（20）+期末考核（70）本文第8章静止电荷的电场教学目标1了解静电屏蔽及其应用，了解电源的电动势；2理解处于静电平衡状态的导体的性质，理解静电平衡条件下导体上电荷的分布的特点；3理解电位移矢量及介质中的高斯定理，理解电容器的电容及电场能量的概念；4掌握电荷
5、的量子化、电荷守恒定律和库仑定律，掌握用点电荷的场强公式和场强迭加原理求场强分布的方法；5掌握电场强度、电通量的概念和静电场高斯定理，掌握电势和电势差的概念，电场力作功的特点。教学重点1电场强度、电势概念的建立，电场强度和电势的计算，场强叠加原理、电势叠加原理的应用；2高斯定理、环路定理及应用；3导体静电平衡条件和特点的理解；4电容的计算，有电介质时的高斯定理的应用。教学难点1高斯定理的应用、电场强度和电势的计算及它们之间的关系；2电介质极化机理，电极化强度以及极化电荷和自由电荷的关系；3电容的计算，有电介质时的高斯定理。教学时数16学时教学内容1物质的电结构 库仑定律2静电场 电场强度3静电
6、场的高斯定理4静电场的环路定理 电势5电场强度与电势梯度的关系6静电场中的导体7电容 电容器的电容8静电场中的电介质9有介质时的高斯定律 电位移10静电场的能量教法建议课堂教学运用“板书+PPT”，将传统的课堂教学与多媒体教学相结合。习题与演练相结合，讲授与联系相结合。考核要求1正确理解静电场的E、U、U的定义；2熟练地应用静电场的高斯定理和场强迭加及场强与电势的微分关系计算E，从而计算U、U；3理解电势和电势差的概念，理解电场力作功的特点，能够在已知电场强度分布的情况下利用线积分求解空间电势分布；4会计算电场能量的方法；5 正确理解导体的静电平衡条件、熟练计算静电平衡时导体上的电荷分布及场强
7、与电势的分布；6熟悉静电屏蔽的应用；7熟悉介质对电容的影响、电介质的极化现象和极化机理、电极化强度、电极化强度与极化电荷的关系，掌握有介质时的高斯定理，会计算电介质中的电场、电位移矢量；8了解电场能量、电容器储能，掌握电容器电容量的计算；9掌握电流密度的定义，理解电流密度和电流强度的关系；10了解电源的电动势，掌握欧姆定律的微分形式。第9章恒定电流的磁场教学目标1了解磁场对载流导线的作用和电流单位“安培”的定义，了解霍耳效应，了解顺磁性和抗磁性物质的磁性及其微观解释，了解在各向同性介质中H和B之间的关系和区别； 2理解毕奥萨伐尔定律，理解磁通量的物理意义及计算方法，理解稳恒电流磁场的规律、磁场
8、高斯定理和安培环路定理；3理解介质中的安培环路定理；4掌握磁场的基本性质和磁感应强度的概念；5掌握安培定律和洛仑兹力公式，掌握磁场对载流线圈的作用的磁力矩的物理意义及其计算方法。教学重点1. 磁场概念和性质的认识，毕一萨定律及其应用；2. 磁感应强度和磁通量的计算，安培环路定理的理解及应用；3. 磁场对载流线圈的作用；4. 磁介质中的安培环路定律的应用。教学难点1. 电流元的选取、磁感应强度和磁通量的计算；2. 安培环路定理的应用，洛仑兹力与安培力的理解及两者的相互联系；3. 磁介质中的安培环路定律的应用。教学时数12学时教学内容1恒定电流2磁感应强度3毕奥-萨伐尔定律4稳恒磁场的高斯定理与安
9、培环路定理5带电粒子在电场和磁场中的运动6磁场对载流导线的作用7磁场中的磁介质8有磁介质时的安培环路定理 磁场强度教法建议课堂教学运用“板书+PPT”，将传统的课堂教学与多媒体教学相结合。联系静电场相关的内容比较教学。串讲与自学相结合。考核要求1掌握稳恒电流的磁场的规律；2掌握应用毕奥-萨伐尔定律计算B的方法，掌握计算运动电荷的磁场的方法3熟练应用安培环路定理计算磁场；4正确分析带电粒子在外磁场中受到的力及其运动，磁场对载流导体的作用，掌握计算磁场对载流线圈的力矩的方法；5理解有介质时磁场的规律；6能够应用有磁介质时的安培环路定理计算B、H、M。第10章 电磁感应 电磁场理论教学目标1. 认识
10、电磁感应现象、自感现象与互感现象；2. 理解掌握麦克斯韦方程组；3. 学习掌握感应电动势、感应电流、自感和互感的基本概念及其计算方法，掌握拉第电磁感应定律并理解其物理意义；4. 掌握涡旋电场的概念，并理解它与静电场的区别；5. 掌握磁场的电磁场能量密度的计算，理解位移电流的概念和其实质。教学重点1. 法拉第电磁感应定律和愣次定律的应用；2. 动生电动势、感生电动势及磁场能量概念的理解。教学难点1. 对感生电场的概念的理解和认识；2. 动生电动势、感生电动势和磁场能量的计算。教学时数6学时教学内容1. 电磁感应定律2. 动生电动势3. 感生电动势4. 自感和互感5. 磁场的能量6位移电流 电磁场
11、理论教法建议课堂教学运用“板书+PPT”，将传统的课堂教学与多媒体教学相结合。讲练结合。考核要求1. 能透彻分析法拉第电磁感应定律的物理意义、应用其求解感应电动势及感应电流；2. 掌握动生电动势产生的原因及计算方法，理解感生电动势的本质；3. 能运用自感、互感的定义式计算自感、互感及自感电动势和互感电动势；4. 掌握磁场的能量和磁场能量密度的计算，理解位移电流的概念和其实质；5. 明确记住麦克斯韦方程组的积分形式。第十五章 电磁振荡和电磁波教学目标1. 学习掌握无阻尼电磁振荡的振荡方程；2. 理解电磁振荡的能量,了解电磁波的基本特性；3. 学会计算电磁波的能量。教学重点无阻尼振荡电路教学难点无
12、阻尼振荡方程教学时数4学时教学内容1. 电磁振荡（教材10-4）2. 电磁波（教材11-6）教法建议本章节宜采用多媒体课件展示开展教学。考核要求1. 了解典型的振荡电路，即无阻尼自由振荡电路；2. 掌握无阻尼电磁振荡的振荡方程，能计算无阻尼电磁振荡的能量；3. 了解电磁波的产生、传播和特性,并掌握电磁波能量的计算公式；4. 了解从麦克斯韦电磁方程导出平面电磁波的波动微分方程的推导过程。第12章光学教学目标1了解光的相干性及获得相干光的方法，了解惠更斯菲涅耳原理了解夫琅禾费、圆孔衍射的结论以及光学仪器的分辨率，了解反射和折射时光的偏振现象；2理解劳埃德镜光干涉规律及半波损失的概念，理解单缝夫琅禾
13、费衍射，能用半波带法分析单缝夫琅禾费衍射条纹分布规律，理解光的偏振性、自然光、线偏振光及线偏振光的获得方法和检验方法；3掌握杨氏双缝干涉、薄膜等厚干涉（劈尖干涉、牛顿环干涉）的干涉条件、条纹分布规律及应用，掌握光程和光程差概念、光程差和相位差的关系，掌握薄膜干涉条纹分布规律及应用；4掌握光栅衍射公式、光栅衍射条纹的分布位置、光栅常数及波长对条纹分布的影响；5掌握马吕斯定律和布儒斯特定律。教学重点1. 相干光的光路的分析和光程差的计算；2. 杨氏双缝干涉、劈尖干涉和牛顿环的定量计算，半波损失的计算；3. 菲涅耳半波带法的理解；4单缝夫琅禾费衍射、光栅夫琅禾费衍射、光栅衍射中谱线缺级和重叠现象的分
14、析；5布儒斯特定律和马吕斯定律的应用。教学难点1光程及光程差的计算；2光的相干叠加及其条纹分布位置的确定；3菲涅耳半波带法的理解，干涉与衍射区别的认识；4单缝衍射和光栅衍射相关公式的理解和运用，光栅条纹的形成、谱线缺级和谱线重叠情况的分析；5布儒斯特定律和马吕斯定律的应用。教学时数13学时教学内容1光源 单色光 相干光2双缝干涉3光程与光程差4薄膜干涉5光的衍射 惠更斯菲涅耳原理6单缝夫琅禾费衍射7圆孔衍射 光学仪器的分辨率8光栅衍射9光的偏振状态10起偏和检偏 马吕斯定律11反射与折射时光的偏振教法建议课堂教学运用“板书+PPT”，将传统的课堂教学与多媒体教学相结合。注重问题的展开和综合适时应用。考核要求1了解光的干涉、光的单色性和相干性；2理解几种由分波阵面法产生的光的干涉的实验，能由已知条件计算所求的光学量；3掌握光程和光程差、半波损失的概念及计算方法；4了解由分振幅法产生的光的干涉的几种实验，能由已知条件计算所求的光学量。5掌握单缝衍射、光栅衍射实验，能由已知条件计算所要求的光学量；6了解光栅光谱，了解光学仪器的分辨本领；7. 掌握布儒斯特定律和马吕斯定律；
