《大学物理C（II）》教学大纲

College Physics C（II）

课程编码：17A00060 学分： 2 课程类别：专业基础课（必修课）

计划学时：32 其中讲课：32 实验或实践：0 上机：0

适用专业：材料类、水利类

推荐教材：东南大学等七所工科院校编，马文蔚等改编《物理学》（第六版），高等教育出版社，2014年7月

参考书目：

1.吴百诗主编，《大学物理学》（上、下册），西安交大出版社，2009年10月

2.吴锡珑主编，《大学物理教程》（第二版），高等教育出版社，1999年1月

3.马文蔚等，《物理学原理在工程技术中的应用》，高等教育出版社，2015年4月

4.李艳平，申先甲，《物理学史教程》，科学出版社，2003年1月

课程的教学目的与任务

《大学物理》作为本科层次工科各专业的一门公共必修课程，是学生学习自然科学和工科科学的重要基础。物理学是研究物质的基本结构及其相互作用的学科，研究物质的性质、运动和转化，从而认识物质结构的组成及其运动、转化的基本规律。通过本课程的学习，让学生对物理学的基本内容有较全面、较系统的认识，具有比较完整的自然界物理图像，对物理学发展、成就和物理学在工程技术中的应用及物理思想有初步的了解。

本课程内容对于提高学生科学素养，培养学生的科学思想和方法论，开阔思路、激发探索和创新精神、提高人才素质起到积极作用，既为学生进一步学习专业知识打下必要的物理学基础，也为学生将来接受、应用和管理高新技术提供必要的基础。

课程的主要任务：在教学过程中培养学生一定的独立思考、分析和解决基本的物理学问题的能力，从知识上和方法上为学习后继课程和从事科学技术研究与应用打下良好基础。

课程的基本要求

本课程设置期末考试与平时成绩。要求学生参加课程讨论、小组发言等；要求学生参与一定的课堂教学，自己准备课件，课堂上讲解；课堂表现活跃、积极回答老师问题等表现优秀的学生，可适当给予增加平时成绩；作业不得抄袭，发现作业抄袭的，当次作业按零分记录。

对该课程知识点的掌握分为了解、理解、掌握、熟练应用等几个层次，要求学生按不同知识点分别达到上述要求。

各章节授课内容、教学方法及学时分配建议（含课内实验）

第五章：静电场 建议学时：8

[教学目的与要求]

1. 掌握库仑定律、电场强度、电场强度叠加原理，理解电场概念，能计算一些简单问题中的电场强度；

2. 理解电通量概念，掌握高斯定理并能分析计算简单问题中的电场强度；

3. 理解环路定理；

4. 理解电势能概念，掌握电势概念及电势叠加原理；

5. 能计算简单问题中的电势。

[教学重点与难点]应用高斯定理、微元积分法计算电场强度和电势。

[授 课 方 法]以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。

[授 课 内 容]

第一节电荷的量子化电荷守恒定律

一、 电荷的量子化

二、 电荷守恒定律

第二节库仑定律

第三节电场强度

一、 静电场

二、 电场强度

三、 点电荷的电场强度

四、 电场强度叠加原理

五、 电偶极子的电场强度

第四节电场强度通量高斯定理

一、 电场线

二、 电场强度通量

三、 高斯定理

四、 高斯定理应用举例

第六节静电场的环路定理电势能

一、 静电场力所做的功

二、 静电场的环路定理

三、 电势能

第七节电势

一、电势

二、点电荷电场的电势

三、电势的叠加原理

第六章：静电场中的导体与电介质 建议学时：8

[教学目的与要求]

1. 理解导体静电平衡条件及性质；

2. 熟练有导体存在时电场强度和电势的计算；

3. 了解电介质的极化和束缚电荷的概念；

4. 掌握介质中的高斯定理并能分析计算简单问题中的电场强度；

5. 理解静电场的能量，会计算常见电容器的电容及电场能量。

[教学重点与难点]导体的静电平衡条件；介质中的高斯定理。

[授 课 方 法]以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。

[授 课 内 容]

第一节静电场中的导体

一、静电平衡条件

二、静电平衡时导体上电荷的分布

三、静电屏蔽

第二节静电场中的电介质

一、 电介质对电场的影响相对电容率

二、 电介质的极化

三、 电极化强度

四、 极化电荷与自由电荷的关系

第三节电位移有电介质时的高斯定理

第四节电容电容器

一、 孤立导体的电容

二、 电容器

三、 电容器的并联和串联

第五节静电场的能量能量密度

一、电容器的电能

二、静电场的能量能量密度

第七章：恒定磁场 建议学时：8

[教学目的与要求]

1. 理解磁感应强度的概念，了解毕奥—萨伐尔定律；

2. 理解磁场的高斯定理；

3. 理解安培环路定理并掌握用其计算磁场、磁通量；

4. 了解磁矩的概念；掌握带电粒子在均匀电磁场中的受力和运动；

5. 理解霍尔效应；

6. 掌握简单几何形状载流导体和载流平面线圈在均匀磁场中或在无限长直载流导线产生的非均匀磁场中所受的力；

7. 理解磁介质的极化原理；

8. 理解铁磁质的极化原理和分类。

[教学重点与难点]磁感应强度和磁通量的计算方法，安培环路定理，运动电荷在磁场中受力及运动的规律，磁场对载流导线的作用。

[授 课 方 法]以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。

[授 课 内 容]

第一节恒定电流

一、 电流电流密度

第二节电源电动势

第三节磁场磁感强度

第四节毕奥－萨伐尔定律

一、 毕奥－萨伐尔定律

二、 毕奥－萨伐尔定律应用举例

三、 磁矩

四、 运动电荷的磁场

第五节磁通量磁场的高斯定理

一、 磁感线

二、 磁通量磁场的高斯定理

第六节安培环路定理

一、 安培环路定理

二、 安培环路定理的应用举例

第七节带电粒子在电场和磁场中的运动

一、带电粒子在电场和磁场中所受的力

二、带电粒子在磁场中运动举例

三、带电粒子在电场和磁场中运动举例

第八节载流导线在磁场中所受的力

一、 安培力

二、 磁场作用于载流线圈的磁力矩

第九节磁场中的磁介质

一、磁介质磁化强度

二、磁介质中的安培环路定理磁场强度

三、铁磁质

第八章：电磁感应电磁场 建议学时：8

[教学目的与要求]

1. 掌握法拉第电磁感应定律，理解楞次定律；

2. 理解电动势的概念；

3. 理解动生电动势，掌握动生电动势的计算；

4. 理解感生电场及感生电动势；

5. 掌握自感系数和互感系数，会计算较简单情形的自感与互感。

[教学重点与难点]法拉第电磁感应定律和楞次定律，动生电动势的计算。

[授 课 方 法]以课堂讲授为主，课堂讨论和课下自学为辅。

[授 课 内 容]

第一节电磁感应定律

一、电磁感应现象

二、电磁感应定律

三、楞次定律

第二节动生电动势和感生电动势

一、 动生电动势

二、 感生电动势

第三节自感和互感

一、自感电动势自感

二、互感电动势互感

撰稿人：张中士、李欣 审核人：张海鹍