大学物理恒定磁场总结精选(九篇)

前言：一篇好文章的诞生，需要你不断地搜集资料、整理思路，本站小编为你收集了丰富的大学物理恒定磁场总结主题范文，仅供参考，欢迎阅读并收藏。

第1篇：大学物理恒定磁场总结范文

关键词：动生电动势；洛伦兹力；教学探讨

在高中阶段，学生已经学习了电磁感应现象，对相关概念如磁通量以及磁通量变化、楞次定律以及法拉第电磁感应定律等都有所了解。大学物理的学习是在此基础上的加深和拓展。大学物理教材一般直接给出电磁感应定律，然后进入感应电动势的学习。下面是关于动生电动势内容的课堂讲授设计。

一、用类比法讲解电源电动势的概念

由于大学物理课时少，许多内容包括恒定电流（电动势概念）都被忽略了。因此，在介绍感应电动势之前，教师应先讲解电源电动势的概念。电源电动势的概念比较抽象，采用类比法引入，便于学生接受和理解。例如：学生对高山滑雪运动都比较熟悉，可以理解为，人站在山坡高处，在重力作用下沿坡道下滑，到达地面后，若要回到高处起点再次滑行，靠重力是不行的，需要向上的外力来克服重力的作用，如借助升降装置将人带到高处，此过程外力做正功，重力做负功，忽略阻力作用，两个功大小相等。电荷在电场中持续运动情形与质点（人）在重力场中的循环滑雪运动情形极其类似。

二、电源电动势的的定义与表达式

电源非静电力所做的功与所移动的电荷量的比值为电源的电动势。前面章节中已学过力做功的表达式：W=■F非・dl，类比静电场的表达形式来表示非静电力：F非=qE非，E非表示非静电场强度。电源电动势：ε=■=■E非・dl=■E非・dl，单位为伏特V。方向：电源内部从负极指向正极。

对于闭合回路L，由于有静电场安培环路定理即■E非・dl=0，则电源电动势可写成

ε=■E非・dl。方向：ε>0，与dl方向一致；ε

三、动生电动势是由洛伦兹力作功引起的

由电磁感应定律可知，只要回路的磁通量变化，回路中就有感应电动势产生。导线在磁场中的运动所产生的电动势叫做动生电动势。以一段直导线在均匀磁场中运动且运动方向与场强垂直为例，经过分析，产生动生电动势的非静电力是洛伦兹力F=q（v×B），动生电动势是由洛伦兹力做功引起的，由此求出动生电动势ε=■（v×B）・dl，方向与dl方向一致。

四、两个例题展示动生电动势的求解过程

教材中选取的例题是：一截长度为l的直导线在磁场中平动或转动，求解动生电动势。而笔者选择了另外两个例题，一个是一根铜棒在匀强磁场中在与磁场方向垂直的平面上作匀速转动，求铜棒两端的电动势。根据动生电动势的计算公式，得出结果。

另一个是将一根铜棒弯成矩形线圈在均匀磁场中绕轴转动，转轴与磁场垂直，求铜棒两端的电动势。

几乎所有的大学物理教材中，该例题是作为练习法拉第感应定律而出现的，无需分析感应电动势的起因，只需求出磁通量的变化率，就能计算感应电动势。

■

穿过线圈内的磁通量φ=BScosωt，由法拉第感应定律得到ε=-■=BSωsinωt，若线圈构成闭合回路，电阻为R，则回路内的电流强度i=■=■sinωt.

而笔者利用动生电动势公式去求解：ε=■LE非・dl=■（v×B）・dl+■（v×B）・dl+■（v×B）・dl+■（v×B）・dl，铜棒两端电动势可以分解矩形线圈四根直导线以相同的角速度在磁场中转动所产生的动生电动势的代数和。若线圈面积S最终计算结果ε=BSωsinωt，闭合回路i=■sinωt.

线圈在磁场中转动，洛伦兹力作功，推动电荷在导线内移动，产生随时间正弦变化的动生电动势，进而产生了随时间正弦变化的交流电，开启了人类电气化时代的序幕。

两种方法的计算结果一致，说明ε=-■=■LE非・dl.

这种相等关系又说明什么呢？电动势的公式是严格推导出来的，而法拉第感应定律是根据实验总结出来的，两种方法得出的结果相同，证明法拉第感应定律是正确的。

此外告诉我们：动生电动势的求解可以采用两种方法，一是利用“动生电动势的公式”来计算，二是设法构成一种合理的闭合回路以便于应用“法拉第电磁感应定律”求解。

五、关于洛伦兹力是否做功的两个结论统一

“动生电动势是由洛伦兹力作功引起的”是这节课得出的一个结论。而学生早已知道“洛伦兹力对运动电荷永不做功“的结论，这两个结论看似矛盾，实则不然。

有匀强磁场，垂直纸面向内，纸面内有长度金属棒ab，垂直磁场方向放置，b端在上，当棒以速度v水平向右匀速移动，导线中的每个电荷随着以速度v向右匀速移动，电子受到洛伦兹力F=q（v×B），大小F=Blv，方向由ba，推动电子沿导线向上运动，即电子又有一个向上的分运动，其分速度v′。

在磁场中，电子的运动实际是水平方向的匀速运动和竖直向上匀速运动的合运动，用i代表水平向右单位矢量，用j代表竖直向上单位矢量，则电荷的运动速度v总=vi+v′j。由于电荷在磁场中竖直方向的分运动，又使得电荷受到一个大小F′=Blv′方向向左的洛伦兹分力，所以电子在磁场中受到总洛伦兹力是两个分力的合成，F总=F+F′=Bl（vj-v′i），从几何图形上很容易看出洛伦兹合力与电子合运动方向总是垂直的，所以洛伦兹力对运动电荷不做功。

产生动生电动势的只是竖直分力F，它移动电荷，做正功。而同时另一个水平向左的分力阻碍电荷向右运动，做等量负功。若保持金属棒一直向右运动，必须施加外力来克服水平向左的洛伦兹分力，如此才能持续产生动生电动势。总之，外力做功将其他形式能量转变为电能的过程中，洛伦兹力起到了能量转换的媒介作用。

参考文献：

[1]夏兆阳.大学物理教程（下册）[M].北京：高等教育出版社，2010.

第2篇：大学物理恒定磁场总结范文

关键词： 大学物理 中学物理 几何光学 衔接

中学物理课程与大学物理课程在教材上有着一定程度的重复，更有着深度、广度与难度的提高和拓展，不可避免地在大学物理与中学物理之间存在着内容和环节上的一些脱节。因此，找到大学物理教材和中学物理教材内容上的衔接点，然后抓住衔接点使大学新生顺利完成从中学向大学的过渡，不仅可以提高学生学学物理的兴趣，而且有助于大学后继课程的学习，有利于学生综合素质的提高。因此，对现行大学物理课程和中学物理课程的衔接情况进行研究具有一定的必要性。

本文中，以理工科类所采用的大学物理教材、普通高中理科生所采用的人教版物理教材和初中生采用的人教版物理教材（主要是前两者）为参考，对大学物理的几何光学部分（大学物理下册第17章几何光学［1］）如何与中学物理中相应知识（选修2―3的第1章光的折射和第2章光学仪器［2］）衔接的问题进行了分析和探讨，理清这些问题将有助于促进大学物理课程改革健康有序地发展，同时也希望为中学物理课程改革提供一定的借鉴。

1.大学物理课程和中学物理课程基本要求的对比

对照《大学物理基本要求》［3］与《全日制普通高中物理课程标准》（简称为《新课标》），从教学目标看，《中学物理课程标准》把基础物理知识与技能学习、自主探究的过程训练和方法体验、情感与价值观的培养有机地结合起来。而《要求》则强调在系统掌握物理知识和方法的同时，还要注重培养学生分析问题和解决问题的能力，培养学生的探索精神和创新意识，努力实现学生的知识、能力、素质三方面的协调发展。显然，大学物理教学要求是在高中物理要求的基础上加以提高。

所以，将《要求》和《新课标》中对几何光学部分的基本要求做比较，分析大学物理中几何光学部分知识点的分布特点，结果见下表。

通过对比可以发现，大学物理几何光学部分中有60%以上的知识点在中学物理中出现过。然而，大学物理的内容既不能是对中学物理知识的重复讲解，又不能完全抛开中学物理的内容，直接引入新的知识，否则就会出现知识连接脱轨的现象，那么大学物理应该如何衔接中学物理知识，并顺利引入新的知识呢？下面我将针对部分典型问题进行具体分析。

2.共同涉及知识点的相关要求及教材衔接处理

通过对比，大学物理中几何光学部分的知识点在中学物理中已涉及的主要有以下几个：几何光学基本定律、折射率、光在平面上的反射和折射、全反射、薄透镜及其成像公式和作图法、光学仪器。

1）几何光学基本定律包括：光的直线传播定律，光的反射定律（镜面反射和漫反射），光路可逆性，光的折射定律。前三个定律一带而过，做衔接的铺垫。

2）折射率：在折射定律中将中学的折射率细分为：①相对折射率=n=（第二种介质相对于第一种介质的折射率）；②绝对折射率n=（相对于真空的折射率）。然后斯涅耳定律是折射定律的另一种常用形式，由相对折射率和绝对折射率两个公式推导而来：nsini=nsinr。

3）光在平面上的反射和折射：大学物理教材上点了一下实像和虚像，由同心光束在折射时被破坏导出一种现象叫像散，从而接入新知识“视深度”，视深度是入射光线交主光轴的点离界面距离P与折射光线反向延长线交主光轴的点离界面距离p′，得p′=p。

4）全反射、薄透镜，薄透镜的作图法和光学仪器部分：除了基本的定义和条件外，还介绍了一些全反射的用途和薄透镜的一些内容，其他只做了解用。

3.新增知识点的相关要求及教材衔接处理

大学物理几何光学部分知识点中新引入的知识点主要有以下几个：斯涅耳定律、视深度、光在球面上的反射和折射、薄透镜的横向放大率、薄透镜的光焦度与焦距。下面以一个典型例子分析大学物理教材对该部分知识的设计。

如图，从光源S发出光线SA到半径r、曲率中心为C、顶点为O的球面反光镜AOB上，反射光线交主轴于S′。则光线SAS′的光程为=nl+nl′；其中（余弦定理）：

光程是角度φ的函数，根据费马定理，物象间的光程应取极值或常量。故对其求导并令其倒数为零。

=n［2r（r-p）sinφ］+n［-2r（p′-r）sinφ］=0；

化简得-=0

在近轴条件下，φ很小，可认为cosφ≈1，此时l≈和l′==-p′；带入上式得+=

当入射光是平行光时即p=-∞，得p′=，此时p′即是焦点，焦距f′=可得近轴区域的球面反射成像公式：+=，是一个普遍适用的物像公式。

就像这样的推导方法一样，先由中学的知识开端，加进大学物理的内容，使定律从理想状态的使用条件推广到普遍适用的公式。

4.结语

大学物理中几何光学部分的内容除一些知识外，绝大多数概念学生在中学阶段已有接触，故教材设计中的展开应适度，避免重复。

对于大学物理中的新增知识点，由于大学生都已初步具备了独立思考、分析和应用知识的能力，就不能像对待中学生一样，应用图画或大量例子使其理解的设计方法，大学教材对新知识的设计，应注重知识点之间的联系，注重综合分析能力和知识应用能力的锻炼，还应突出设计手法上的灵活多变。总之，大学物理教材的设计在知识的衔接上既不能繁琐地重复讲解，又不能出现知识的断点，这样才能真正做到大学物理教材设计的最优化。

参考文献：

［1］尹国盛，彭成晓.大学物理（下册）［M］.北京：机械工业出版社，2010.

第3篇：大学物理恒定磁场总结范文

关键词：新课程；探究性学习；案例设计

1引言

传统的授课中，学生是在层层点拨下得出了产生感应电流的条件，结论比较牵强，学生积极性不高，是以教师为主体进行教学。针对这一问题，笔者尝试通过创设情景、提问设疑――学生实验、合作探究――讨论归纳、巩固提高，实现以学生为主体，教师为主导，探究为主线的教学模式。课堂上学生们以小组为单位，积极参与，讨论充分，达到了教学目标。

2案例的主要设计思想

在介绍法拉第发现电磁感应现象的一些事迹后，提出问题：电能产生磁，那么磁能否产生电呢？

3实验探究

1.闭合电路的部分导体切割磁感线

学生操作演示：导体左右平动，前后运动、上下运动。观察电流表的指针，把观察到的现象记录在表中。

2.向线圈中插入和拔出磁铁

学生操作演示：把磁铁的某一个磁极向线圈中插入，从线圈中拔出，或静止地放在线圈中。观察电流表的指针，把观察到的现象记录在表中。

3.模拟法拉第的实验

学生操作演示：线圈A通过变阻器和开关连接到电源上，线圈B的两端与电流表连接，把线圈A装在线圈B的里面。观察以下几种操作中线圈B中是否有电流产生。把观察到的现象记录在表中。

4分析论证

演示实验1中，部分导体切割磁感线，闭合电路所围面积发生变化（磁场不变化），有电流产生；当导体棒前后、上下平动时，闭合电路所围面积没有发生变化，无电流产生。

演示实验2中，磁体相对线圈运动，线圈内磁场发生变化，变强或者变弱（线圈面积不变），有电流产生；当磁体在线圈中静止时，线圈内磁场不变化，无电流产生。

演示实验3中，通、断电瞬间，变阻器滑动片快速移动过程中，线圈A中电流变化，导致线圈B内磁场发生变化，变强或者变弱（线圈面积不变），有电流产生；当线圈A中电流恒定时，线圈内磁场不变化，无电流产生。

通过以上一系列问题讨论，并利用表格（如下表），把三个实验产生感应电流的操作过程、实验现象和初步分析进行汇总，引导学生从个性中寻找共性，比较有感应电流和无感应电流的情况，使学生自行发现了感应电流产生的条件。

5归纳总结

引起感应电流的表面因素很多，但本质的原因是磁通量的变化。因此，电磁感应现象产生的条件可以概括为：只要穿过闭合电路的磁通量变化，闭合电路中就有感应电流产生。

6小结

本节内容使用探究式教学，通过学生的动手、动脑、合作和讨论等方式，让学生设计实验方案，增强了学生的主体活动，达到了锻炼学生探究问题的能力和实验动手的能力。在学生探究过程中让学生从表格中寻找共性，充分调动了师生的互动、交流与沟通。

参考文献：

[1]姚奇杰.学生物理探究性面临的困难及其教学策略实验研究.中国知网，2003，8.

第4篇：大学物理恒定磁场总结范文

关键词 工程电磁场 教学方法 教学改革

中图分类号：G424 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdkz.2015.09.063

Research and Practice on the Theory of Engineering Electromagnetics

LI Hai[1]， YU Wenli[2]， WANG Pingjian[1]， WEI Shutian[1]

（[1] College of Information and Electronic Engineering，

Shandong Institute of Business & Technology， Yantai， Shandong 264005;

[2]College of Computer Science and Technology，

Shandong Institute of Business & Technology， Yantai， Shandong 264005）

Abstract "Theory of Engineering Electromagnetics" is a major basic course for electronic information specialty in high school， which mainly introduces the basic concepts， rules and the properties of electromagnetic field on the engineering applications. Combed with the features of discipline and the problems existing in the teaching practice we find an effective classroom teaching pattern which could improve the teaching quality highly.

Key words Engineering Electromagnetics; teaching methods; teaching reform

0 引言

关于电磁现象及其电磁理论的研究最早可以追溯至18世纪。随着麦克斯韦电磁理论的建立以及现代科技的发展，电磁场理论已越来越广泛地渗透到了通信、医疗、科学研究等人类生活的各个方面。因此，“工程电磁场理论”被物理、通信、控制、光电、遥感等众多理工类专业列为专业基础课而开设。

“工程电磁场理论”课程主要涵盖宏观电磁场的基本性质和变化规律、电磁场与物质间的相互作用以及场的基本分析方法。通过对本课程的学习，希望使学生掌握电磁理论基本概念与规律，为后续课程如电磁兼容，天线理论等学习奠定基础;同时，培养学生利用场的思维方式去分析和解决一些实际工程问题的能力。然而，在我们的实际教学过程中却碰到了各种问题，影响着教学质量的提高。如何能有效地提高工程电磁场理论课程的教学质量一直是许多高校教师关注的课题。经过多年的教学探索实践，我们找到了一些有益的教学经验与方法对提高教学质量非常有效。

1 工程电磁场理论课堂教学问题分析

在工程电磁场的实践教学过程中，我们发现对课程教学形成压力和问题的因素大体可归纳为以下几个方面：（1）当前课程改革引起教学课时大幅减少的压力。根据我校课程改革计划工程电磁场理论课程教学课时设置为32学时。如何在这么少的课时内完成本课程的教学任务并使学生有效地掌握各知识点，这一直是许多教师面临的问题;（2）本课程教学内容的特点给学生顺利学习带来的压力和问题。与大学物理和电路等课程相比，本课程具有涉及数学知识较多，理论推导复杂以及物理概念更抽象等特点。①②③因此，在学习的过程中许多学生有种畏惧的心理，特别是对数学基础掌握的不扎实的学生会感到本课程越学越难并很容易中途产生放弃继续学习的想法;（3）学生对本课程重要性认识不足以及在学习过程中积极性的缺乏。一些学生经常片面地认为课时少的课程一般不重要，往往表现出思想涣散、课堂上注意力不集中以及不认真完成课后作业等问题;（4）传统单一的教学模式和教学方法未能有效激发学生学习的兴趣。经过多年的不断探索实践，我们发现在工程电磁场教学的过程中沿用传统的教学方式如仅仅采用粉笔加黑板或多媒体课件教学方式，往往给学生学习带来不同的困难。前者容易使学生陷入繁杂数学的推导中从而忽略对物理图像以及实际应用的直观认识;后者则由于教学速度快，信息量大以及教学内容多等特点，使得许多学生在课堂上的思路跟不上教师从而严重影响课堂教学效果。此外，采用多媒体授课由于包含更多的授课内容和信息量，若处理不当很容易给学生消化所学内容带来困难。以上这些是我们在实际课堂教学过程中经常碰到的问题。

2 课堂教学方法探索与改革

基于以上课堂教学中存在的各种困难与问题，我们重点围绕学生、教学内容和教学手段和模式等几个个角度进行了探索与改革。

（1）调动学生学习的兴趣，充分重视第一次课堂教学。基于电磁场理论这门课程的最突出的特点：数学与物理高度结合、物理概念较为抽象且物理图像不易建立等，我们应充分备好第一次课，包括查阅电磁场研究进展文献、收集电磁场在工程以及生活中各方面的应用实例和视频材料等并精心组织材料、撰写讲稿和制作多媒体课件。通过对电磁场理论发展历史和趣事讲解、电磁场在工程和科技应用中的视频动画演示（如静电喷涂、避雷针的实际安装、高压作业、磁悬浮技术应用以及电磁弹射与微波武器等）、课堂交流互动等多种有趣的形式将电磁场理论在我们日常生活以及科学研究中的重要性最大程度地展现给学生，让学生感受到电磁场的有趣性和重要性并初步形成对电磁场整体的感性认识。通过第一次课堂教学，我们要实现的目标不仅仅是让学生简单理解电磁理论发展历史，更重要的是充分激发学生对电磁场的兴趣，为学生在后续知识学习中提供足够的动力。正如人们常说的“一日之际在于晨，一年之际在于春”，那么要使学生保持一种持续良好的学习势头，第一次课堂教学则显得更加重要。

（2）合理选择教材、有效组织教学内容。面对教学改革带来的较短授课时数的压力，如何协调授课内容和课时量之间矛盾是我们必须考虑的问题。首先，在教材选取方面要结合所教授专业和授课学时数量对教材进行合理选择。教材选择要重点考虑几个方面：（1）教材重点教学内容设置是否与所教专业更吻合;（2）教材结构安排和知识点阐述等是否清晰简洁便于学生自学;（3）教材中重点内容设置是否完整且合适相应学时的授课等。其次，在教学过程中，我们一般选择一些比较经典的电磁场理论方面的教材如《电磁场与电磁波》（谢处方、饶克谨著），④《工程电磁场原理》（倪光正著），⑤《工程电磁场（英文版）》（Hayt，W.H，Buck，J.A）⑥和《Elements of Engineering Electromagnetics》（Rao， N. N， 6th Ed）⑦等作为参考，对课堂教学中的部分知识点进行扩充，促进学生对某些概念、规律更加深入的认识;同时，我们也通过网络搜索和查阅一些相关电子期刊文献了解电磁场在工程应用中的最新进展，并将其在相应的理论学习中引入介绍，不仅有助于学生对理论知识的深入认识、开阔他们的视野而且也有助于理论与实践结合提高他们学习的兴趣。最后，结合教材和参考资料认真撰写讲义，列出每节课的教学重点和难点并根据教学内容设计相应的教学方法。此外，为便于学生学习和理解，有时需要根据自己对教学内容的理解适当调整和重新组合各知识点的教学次序。如在介绍麦克斯韦微分方程组时多数教材都将四个方程分别作为独立的内容引出，这样显得有些零散;我们发现：如果在讲授完通量和环量积分以及散度和旋度定理之后就可以在引导的基础上让学生从两个积分公式（通量积分和环量积分）出发自己来导出麦克斯韦方程组，然后再对各方程暗含的电磁特性进行分析说明则效果更好。这不仅让学生体验了麦克斯韦方程组如何得来而且也使重点内容更加突出利于学生对麦克斯韦方程组的深刻理解。

（3）结合教学内容教学方法多样化。在教学的过程中，如果我们一味地采用传统的板书教学或过分依赖多媒体全部内容都采用PPT进行讲授则很容易让学生感到枯燥并产生畏难情绪。因此，为调动学生的学习积极性，充分发挥课堂教学的效率，我们需根据各部分教学内容的特点设计相应的教学方法，如在讲授电磁场的“场”和“源”的关系、静电场和恒定磁场的特性时，我们可以运用“比拟法”和“类比法”进行讲解;关于电磁波传播特性的讲授中，可以充分利用视频演示与理论推导结合的方法进行：在首先提出问题（电磁波在不同介质中有何特性？）的基础上，进行电磁波在不同媒质中传播的视频演示（如高频淬火、微波炉加热和海水中通信等），最后进行传播特性的理论推导说明;在讲授利用镜像法和分离变量法求解工程问题中，除通过板书推导展示问题的处理方法外，最好利用 Matlab 或 Mathematic 软件进行问题仿真以展示和分析场的分布特征等;此外，基于问题的启发式教学也是我们常用的一种教学方法，此方法针对某具体问题的拓展模型教学别适用，如点电荷或线电荷分布对不同特征的金属导体球与面的镜像以及点位、电场分布特征的讨论等。在教学方法的设计上，没有固定形式但要遵循几点原则：（1）讲授的知识要点突出，比拟、类比运用恰当;（2）对于需要进行理论推导的部分尽力简洁并重点注重对所推导数学表达式反映的物理含义以及表达式适用范围和条件的阐述与说明;（3）在教师引导下能有效调动学生的积极性，使课堂能体现“学生为主体”的指导思想。

3 结束语

工程电磁场理论在电子信息类专业中占据着非常重要的地位，如何能够有效地提高工程电磁场理论的教学质量――为相关专业学生打好理论基础并提高他们分析、解决实际问题的能力，这一直是许多高校教师不断探索实践的一个问题。本文通过对电磁场理论课堂教学实践的归纳与总结，希望能为提高高校工程电磁场理论课堂教学提供有益的参考。

基金项目：山东省自然基金项目（编号：ZR2013AQ013，ZR2013AL014）;山东工商学院博士启动项目（编号：BS201418）

注释

① 田雨波，张贞凯.“电磁场理论”教学改革初探[J].电气电子教学学报，2008.30（1）：11-13.

② 张华美，徐立勤.“电磁场理论”课程教学的几点认识[J].科技信息，2010（14）：3.

③ 彭麟，姜兴.中美高校电磁场教学比较研究[J].中国电力教育，2014（17）：73-74.

④ 谢处方，饶克谨.电磁场与电磁波（第4版）[M].北京：高等教育出版社，2006.

⑤ 倪光正.工程电磁场原理（第2版）[M].北京：高等教育出版社，2009.