《磁场》教学设计与反思

《磁场》教学设计与反思（精选17篇）

1.《磁场》教学设计与反思 篇一

本节课主要讲述电流和电路，明确电流的产生、方向，电路的构成、电路的状态、电路图。

（一）本节课的成功之处：

1、新课引入环节中选用的材料，符合初中学生年龄特征和已有的生活经验，是发生在学生身边的物理现象。本节课一大亮点就是利用手电筒引入新课，整节课围绕手电筒这一主线展开。首先出示塑料外壳手电筒和金属外壳手电筒，提出，“对于手电筒在电学方面你最想了解什么？”用大家非常熟悉的，而且生活中经常使用的手电筒把同学们带入神密的电学世界，就因为选用的材料非常贴近生活，是学生熟悉的手电筒，所以他们感到亲切。这有助于点燃学生兴趣的火花，同时也消除了他们对电的恐惧感。在结课时又回扣到引课的问题中，课件展示内部结构，学生感觉本节课学习对于手电筒的大部分问题都解决了，收获丰富，兴趣盎然，激发起进一步探索的兴趣。

2、趣味小实验利用的比较好，同时引起了师生的兴趣。这个实验不仅由新奇的实验现象能引起学生的兴趣与注意，更重要的是能突出做这个小实验的目的，让学生知道电流是有方向的。

3、 “电流形成”的视频材料选择的较好。电荷这种微观粒子人们是无法看到的，再好的实验也不能看见电荷极其运动。利用多媒体模拟电荷及其运动，向学生展示电流的形成过程，使得抽象的物理知识变的具体想形象，更便于学生理解电流。

4 、对简单的电路连接及画电路图，采用先让学生探索，教师再纠错的教学方法，这样做达到了以下效果。

（1）、 能充分曝露学生学习上的问题，使教学更有针对性；

（2）、 不约束学生的思维，适合中学生好表现的年龄特点，有助于激发学生的求知欲，培养终身探索的兴趣；

（3）、 让学生在探索并解决问题过程中，体味成功的快乐。

因此在今后的教学中一定要注重学生能力的培养，加强素质教育，以课程改革为标准，做到教师的主导作用，发挥学生的主体地位。

（二）本节课的不足之处：

1.学生巩固、练习这一环节训练还不到位。由于安排了实验，学生对本节课电荷量、电流的公式的训练只是草草收场。

2.在电流和电路的基础知识上花费了大量的时间，过于重视基础知识的传授。

（三）改进的地方：

1、备课时应充分考虑学生的基础，注重课堂上时间的分配。

2、课堂练习还要精挑细选，作为教师要学会选择更有利巩固本 总之，如何在初中学生头脑中植入物理思维，提高学生对物理的兴趣，提升他们对科学的向往和对自然界探索的渴望，课堂教学中的引入显得尤为重要。针对初中生好奇心和求知欲都较强，自我控制能力较差，注意力容易分散的特点，每一章的第一节课的授课以及每一堂课的课前五分钟的把握，这些对于吸引学生上好这一堂课，启发学生对这一章节的兴趣和自发的对知识的探索起到了至关重要的作用。

2.《磁场》教学设计与反思 篇二

一、教学创新实践

(一) 构建以提升创新与创业能力为向导的培养方案

大学生人才培养方案的制订要兼顾好课内外、校内外、知识传授与能力培养的关系。

1. 优化课程体系

《电磁场与电磁波》与《微波技术》《电磁学》等课程在教学内容上有重叠的部分, 因此在教学过程中需对这几门课程进行优化整合, 教学内容上做好划分与衔接, 做到相关课程内容紧凑, 理论连贯, 利于教学。需要学生高度重视《高等数学》《大学物理》等前续课程的学习, 一定要打好基础, 在教学内容上做好衔接。

2. 更新课程内容

随着时代发展, 信息科学与技术日新月异, 这就需要不断删减那些陈旧的知识, 增加本学科最新科学技术成果, 使教学内容不断更新、与时俱进。在有限时间内使学生掌握最具生命力的基本知识和必要技能, 培养创新人才。强化实践教学, 适当压缩理论教学学时。如实践教学上增加静电除尘和磁通球实验, 使学生对静电场和恒定磁场的理论在实际中的应用有直观的认识。

3. 考核方式改革

提高平时成绩比重, 注重对整个学习过程的监控与考核, 加大了实践环节所占分数, 改变以往期末全凭一张卷的做法。降低期末卷面分数在总评成绩中的比重, 如占总成绩60%, 将平时成绩所占比重提高到40%。

(二) 改进教学方法与手段提升大学生创新能力

1. 精选布置作业, 改进收作业的方式

做作业也是一种实践过程, 通过做作业可以复习巩固课堂所学内容, 以达到将所学知识融会贯通、学以致用的目的。但近年来大学生普遍对作业不重视, 敷衍了事、互相抄袭现象严重。因此必须规范写作业的每个环节, 严把作业质量关, 杜绝抄袭现象。我们采取随堂作业、随机抽查、现场问答等方式取得了较好的效果。

2. 精心设计教学过程

内容安排上应难点分散, 由浅入深, 循序渐进, 课内与课外结合, 理论与实践相结合。讲课时对那些繁琐的数学推导应该从简, 将基本理论、概念阐述清楚, 突出对数学解析的物理意义。为提高学生的学习兴趣, 我们开展讨论式教学, 让学生先预习, 鼓励学生大胆提出自己的看法, 然后围绕问题展开课堂讨论, 形成师生互动, 最后教师根据学生的讨论情况进行归纳整理。教师要善于倾听学生建议, 多与同学沟通, 及时调整讲课速度、方式等, 力争取得最佳课堂效果。

3. 更新教学手段

应充分发挥多媒体的优势, 使之与传统板书完美结合。多媒体可集图、文、音、动画于一体, 给学生最直接的视觉、听觉的冲击, 可使抽象复杂问题简单化, 使枯燥难懂的知识形象化。再配以教师生动的讲解, 可最大限度地吸引学生的注意力, 激发学生学习的积极性。同时, 也节省了板书时间, 提高了课堂效率, 增加了信息量。

4. 科研促教学

科学研究可以促进学科建设, 提升教师综合素质。通过开展科研活动, 能加深老师对本学科知识的理解、应用与升华, 这样在教学过程中才能生动讲解, 游刃有余。教师可以把自己的科研项目情况介绍给学生, 通过具体应用, 使学生明白本门课到底学什么、如何学、怎么用等问题, 这样定会激发起学生学习本课程的积极性。

(三) 构建多样化的创新实践教学体系

以往实践教学中, 学生按照实验指导书上要求的步骤机械地应付性地完成实验, 不主动思考。以验证性实验为主, 不能发挥学生的设计创造能力, 极易产生厌学的情绪, 且与实际应用脱轨。理论老师和实验老师相互联系不够, 内容安排上重难点不对应。俗话说“兴趣是最好的老师”, 在做电磁场与电磁波实验前, 给学生举些与本次实验内容相对应的应用实例, 最好是日常生活中的例子, 并让学生参与, 使他们对电磁场与电磁波的概念有个直观的认识, 激发起他们的好奇心, 这样可使学生积极主动地投入接下来的学习中。几年来, 为了提高学生的学习积极性, 我们作了如下创新。

1. 注重电磁场仿真软件的应用

目前仿真专业软件Ansoft HFSS比较流行, 可分析仿真任意三维无源结构的高频电磁场, 可直接得到传播常数、特征阻抗、S参数及辐射场、天线方向图等结果, 功能极其强大。在教学实践中, 教师要注意介绍和引入该软件的应用内容, 提高了学生的兴趣。

2. 开设综合设计性实验

以前大部分都是验证性实验, 需要学生自由发挥的空间几乎没有, 每次做实验就像“照着菜谱点菜”一样, 按步就班地做, 实验效果较差。为此, 我们把实验内容进行了改革, 开设了一些培养学生创新能力的综合性实验。

3. 改进和规范实验报告写法

以前学生写实验报告就是直接抄写指导书上的内容, 全班同学的报告基本都一样。这种现象必然导致他们不重视实验报告, 报告质量差。现在我们要求学生重点突出实验分析。首先把实验中用到的知识原理归纳总结, 做到条理化, 记录并深入分析实验现象, 借助相关资料就实验现象进行深入研究, 寻求科学合理的解释。这样能培养学生透过实验现象看本质的本领。

4. 实验课中进行设问

实验教学中的设问可引导学生带着问题去研究思考, 去实践, 能提高他们的实验主动性。可以是老师设问学生回答, 也可以是学生设问老师或其他学生回答。老师要对积极参与并能正确回答问题的学生给予表扬, 并在实验考核成绩上有所体现。对积极思考并能提出有意义有代表性问题的学生也要给予表扬和适当加分。

5. 调动实验指导教师的积极性, 加大实验室开放力度

对于那些学有余力和动手能力强的学生, 在完成理论学习和大纲规定的必做实验项目后, 可在实验室里给他们安排一些内容稍难的选做实验, 培养他们的实践动手能力和创新能力, 达到因材施教的效果。

6. 鼓励学生参与教师的科研项目, 成立科研创新小组

按照学生自愿的原则, 在老师的引导下组建科研创新小组, 紧密结合《电磁场与电磁波》理论知识, 定期开展大学生科技创新活动。鼓励学生利用课余时间来实验室或研究所, 同老师一起做科研, 经过一年或两年的科研实践, 他们的业务知识、动手能力, 以及创新创业素质均有大幅度提高。实践证明, 这项措施成效非常显著。

7. 毕业设计中拟定和电磁场与电磁波课程相关的课题

教师要指导学生制作实物, 并要求学生熟练掌握相关软件的运用, 这样有助于启发学生对本课程内容的深层次思考, 达到融会贯通的目的, 培养他们的创造性思维和实践的能力, 全面提高学生的专业素质。

(四) 以科研活动为载体推进创新与创业教育

创新教育是一种高层次的素质教育, 创新型人才除了具有开拓创新精神和团结协作精神外, 还应具有很强的实践操作能力、工程设计能力、综合应用能力、科学研究能力。学生参与科学研究是有效提高学生创新能力的一个重要环节。让同学们以“大工程”的眼光来参加科研活动, 不仅仅是让学生所学的专业知识与现场的具体实践相结合, 还要让学生在以真实世界为广阔背景的实践活动中了解“现代工程师”所面临的方方面面问题。

学生参与科研可有两种方式:一种是学生参加教师科研项目的研究工作。例如, 华北科技学院信息与控制技术研究所课题组在做“煤矿井下大容量铅酸蓄电池智能充电器装置的研制”项目过程中, 有十多名高年级学生参加了科研项目。通过该项目的科研实践, 他们的创新与创业能力有了极大提高, 提高了就业率和考研的被录取率。

另一种是学生根据社会实际需要提出项目研究方案, 学校经过评审后给予一定的经费资助, 同时他们可参加全国性的电子设计大赛。2009年华北科技学院在全国大学生电子设计大赛中就取得了可喜成绩, 有3名学生获得一等奖, 3名学生获得优秀奖。

以高校学科为依托, 集产学研于一体, 采用校企结合、联合培养的模式, 形成创新人才培养的良性循环。如华北科技学院于2006年建成了“煤矿安全生产监控实训基地”, 为教师和学生开展科研提供了一个良好的基地。

二、结语

针对《电磁场与电磁波》课程教学现状及存在的不足, 从理论教学、实践教学、科研促教学等几方面入手进行了一系列改革与创新, 并取得了较好的教学效果, 提高了学生的创新创业素质。在我国高等教育强势发展的今天, 提高教学质量是重中之重, 而提高教学质量的途径是优化课程体系与进行教学改革。提高教学质量是无止境的, 教学改革也是无止境的, 而教学改革的核心是创新。我们在教学改革创新方面虽取得了一定的成绩, 但仍需在实践中不断探索与创新, 不断提高教学水平, 提高学生的创新与创业素质。

参考文献

[1]田秀荣, 桂志国.电磁场与电磁波课程教学改革探索[J].安徽理工大学学报, 2010, 27 (1) :137-139.

[2]顾洪军, 薛顶柱.“电磁场与电磁波”课程改革教学研究[J].长春理工大学学报, 2009, 22 (5) :850-851.

[3]李文翔, 熊庆国.“电磁场与电磁波”课程教学方法改革研究[J].中国冶金教育, 2007 (6) :26-28.

3.电磁场与电磁波教学策略的探索 篇三

关键词：整体性；系统性；实例教学；恰当的评价；教学反思

针对电子、通信类专业毕业的学生对电磁场与电磁波知识运用的实践、创新能力存在比较弱的现象，我们在电磁场与电磁波的教学上进行了一系列的探索。电磁场与电磁波的教学活动传统上是以教师讲授、学生听讲为主的教学方式，而多数学生学习电磁场与电磁波课程主要是采用表层学习的方式，而没有对所学的知识进行分析、整合和反思，这样造成了学生毕业后在工作中运用电磁场与电磁波知识解决实际问题的实践、创新能力差的结果。从教师方面来看，采用按照所选定的电磁场与电磁波的教材清单零碎式地教学，把事实和知识割裂；且采用了有可能激起学生抵触情绪的教学、评价方法等[1]。

由于深层学习总是与批判性思考、新旧知识联系、自我反思、意义探寻、问题解决等联系在一起，要求学生运用高于熟记的高级心智进行学习的活动。因此，我们采取支持大学生进行电磁场与电磁波深层学习的大学教学策略主要有：

一、采用了整体性方式进行课程内容的教学[2]

电磁场与电磁波课程的重点是介绍电磁波的数学描述、传播特性以及辐射特性，理论性强，概念抽象，我们采用了较容易接受的演绎法，如电磁场与电磁波课程整体性教学课程内容由电荷开始，先介绍电荷产生的静态场（电场（点）→（线）→（面）→（体））性质，并将其推广到时变场的麦克斯韦方程组。

例：电场的分布是由

点E（x）→线E（l）→面线E（s）→体（空间）

点→面→体

E（x）→■E（l）dl→■E（s）ds

■■=?荦×E ■■=?荦·E

而后采用归纳法，从麦克斯韦方程组（即时变场E（t）出发，反思静态场（E（t）=E（0）），这时可把静态场归结为时变场的一种特殊情况，用麦克斯韦方程组和其辅助方程来解决我们所遇到的具体的电磁问题，这样就让学生加深了对麦克斯韦方程组的理解和应用。

二、采用系统性教学方式强调与过去所学知识的衔接与区别

采用系统性的教学方式以信息在整个通信传输系统中传输为例，让学生认识电磁场与电磁波的知识是解决信息在整个通信传输系统中收发信机间存在的表现形式问题，即信息在收、发信机里是以电压u（t）或电流i（t）的形式体现，而在收发信机之间是以电磁场的E（t）或H（t）形式体现，这是电磁场与电磁波课程知识和以往所学知识的不同之处；相同之处是研究的数学模型都是以余弦或正弦函数的形式呈现（x（t）=A（t）cos（?棕t+θ（t）），按照这样系统性的教学方式让学生建立电磁场与电磁波课程知识与已学知识的联系，学生就有了基于理解、深入钻研、学用结合的动力。

三、采用了实例教学模式以提高学生运用电磁场与电磁波知识的实践能力和创新能力

实例教学符合学生实践能力成长的客观规律。在教学上我们把应用背景与理论学习结合起来，通过启发和引导学生进行思考，促使其将书本和课堂的知识用于分析和研究实际问题，做到学以致用，加强学生的学习积极性。例如在学习静电场时，我们以电场与电位的关系式E（r）=-?荦φ（r）出发，提出在实际工程中在无电场强度测量仪而有电位表的情况下如何得到电场强度的空间分布规律的问题？在讲均匀平面波的传播知识之前，先问学生如何才能防止室内电子设备免受外界电磁波干扰？如何使建筑物免遭雷电的侵袭？他们在学了这部分知识后，就可按公式R=■的配置设计制作建筑物的接地器；按公式δ=■来设计选择材料防电磁辐射。在授课过程中经过了多次这样提出问题、解决问题的过程，学生们对电磁场与电磁波知识运用的实践能力和创新能力也得到了明显的提高。

四、采用恰当的评价方式[1]

我们采取整体性评价取向，对学生不仅仅是评价学生的学习结果，还要评价他们的学习动机和学习方式，引导他们反思自己的学习动机和学习方式形成对学习本身的兴趣、好奇心和探索欲，少采用表层学习的方式，多采用深层学习的方式。我们采用了学生课程总成绩的60%来评价学生的学习动机与方式，这主要是从学生参与对开放性使用电磁场与电磁波相关原理的问题的理解和表现中获得。

五、教师形成教学反思习惯进行课程教学

反思是教师改进教学技能、提高教学质量、提升自身素养的重要方式。在从事电磁场与电磁波的教学过程中，我们通过批判性检查所运用的教学资源、提问学生、设计和布置的作业的方式，以及评价学生学习质量的方法等，反思这些方面是导致了学生的表层学习还是深层学习。与此同时，我们也引导和支持学生反思自己，从而改进学习方式，提高学习质量。

六、结束语

我们通过采用了上述的电磁场与电磁波深层学习的大学教学探索策略，近几届电子、通信类毕业的学生对运用电磁场与电磁波知识解决相关实际问题的能力有了明显的提高。

参考文献：

[1]叶信治，杨旭辉.深层学习与支持深层学习的教学策略[J].中国大学教学，2008，（7）.

[2]郑娟.《电磁场与电磁波》教学改革研究[J].科技教育创新，2009，（16）.

4.磁场对电流的作用教学反思 篇四

昆山学校 陈姜

这一块的知识有点抽象, 如磁场本身是看不见的, 摸不着的, 所以学生在直观上有点不 好。电流又是不能眼见,这样加深了学生对这一块的不好理解。

当然在上课时本人做了相应的实验, 学生在看和分析实验的过程中, 理解了磁场对电流 是有力的作用的,所以实验在教学中有着重要的意义。具体的收获: 1.学生掌握了磁场对电流有力的作用,通电的导体在磁场中能受力运动,而且受力的方 向与电流的方向有关、与磁场的方向有关。2.在演示直流电动机的模型时,加深了学生对三者方向之间的判断,同时学生还进一步 从实验的结果中得到电动机的转动速度与电流的强度和磁场的强度有关。

3.学生在自已安装直流电动机时出现的故障能够进行分析和排查。有电压太低、接线柱 接触不良、线圈在平衡位置、换向器太紧等原因。

5.《磁场》教学设计与反思 篇五

【教学目标】

1、知道磁体与磁性的概念．

2、知道磁极的概念及磁体指南北的性质．

3、知道磁极间的相互作用．

4、知道磁化的概念．

5、知道磁体周围存在着磁场．

6、知道磁场方向的规定．

【教学重点】

磁体的性质、磁体周围存在着磁场．

【教学难点】

磁场方向的判别．

【教学程序】

〖新课教学〗

一、磁性及磁体

实验演示

1、磁性：能够吸引铁、钴、镍等物质的特性称为磁性，它是物质的一种属性．

2、磁体：具有磁性的物体．

3、磁极：

（1）磁极：磁体中磁性最强的部分．

（2）分类：南极（S极）、北极（N极）（磁体具有指南北的性质）

任何一个磁体无论其大小、开关如何，都有两个磁极（N极和S极）

（3）磁极间相互作用：同名相斥，异名相吸

二、磁化

实验演示

定义：原来没有表现出磁性的物体获得磁性的过程叫做磁化．

三、磁场

实验演示：用纸隔开磁体和大头针（硬币）时，观察到磁体对大头针（硬币）仍有作用．

1、磁体周围存在着磁场

活动：用小磁针探究磁体周围的磁场

研究方法：磁场看不见、摸不着，我们可以根据它对放入其中的`小磁针产生磁力的现象来认识它．

2、磁场的方向

规定：小磁针静止时，N极所指的方向就是该点的磁场方向．

四、磁性材料

磁带、录像带、磁盘（U盘等存储器）、电冰箱门封条、商用磁卡

〖小结〗

磁性、磁体、磁极、磁化、磁场

〖练习〗

1、 有两根钢棒，一根有磁性，另一根无磁性，不用其他器材，请你判断哪根具有磁性．

2、下列各种情况中，哪种情况可以确定钢棒原来是否有磁性？并说明理由。

（1）将钢棒的一端接近磁针的南极，两者互相排斥。

（2）将钢棒的一端接近磁针的北极，两者互相吸引。

（3）将钢棒的一端接近磁针的北极，两者互相吸引，将钢棒的这一端接近磁针的南极，两者互相吸引。

（4）将钢棒的一端接近磁针的南极，两者互相吸引。

A.磁针甲 B．磁针乙 C．磁针丙 D．磁针丁

6.电磁场与微波技术实验心得 篇六

我们班连续观摩了三个《电磁场与微波技术》课程的实验，通过观看视频，老师讲解和演示，以及自己的一些操作，使我们加深了对这三个实验的一些了解。

实验

一、电磁波极化

在这个实验我们主要了解电磁波极化、天线极化的概念；了解电磁波的分解与合成原理；了解圆极化波产生的基本原理。这个实验主要用到的仪器是微波分光仪，里面包含支座、分度转台、喇叭天线、可变衰减器、晶体检波器、视频电缆及微安表、读书机构、栅网组件、三厘米信号源、分光介质板。

实验内容：

首先连接好实验仪器，三厘米固态信号源工作在等幅状态，按下电压按键使三位半数字表显示电压的示数，信号源的输出端通过同轴线连接到微波分光仪，此时的电信号通过同轴转波导经过隔离器、可变衰减器到达辐射天线的辐射喇叭（Pr0），辐射喇叭辐射出的波经过栅网组件的反射和吸收到达接收喇叭（Pr3），经由晶体检波器，通过同轴线与微安表相连。垂直栅网（Pr1）与辐射喇叭在同一条水平线上，通过长铝质支柱固定在基座上；水平栅网（Pr2）正对着辐射喇叭，并与垂直栅网成直角，通过读数机构和短铝质支柱固定在基座上。接收喇叭与辐射喇叭成45º角。然后开始实验，打开信号源开关，这时转动接收喇叭Pr3，当Pr3喇叭E面与垂直栅网平行时收到E⊥波，经几次调整辐射喇叭Pr0的转角使Pr3接收到的｜E∥｜=｜E⊥｜，实现圆极化的幅度相等要求。然后接收喇叭Pr3在E∥和E⊥之间转动，将出现任意转角下的｜Eα｜≤｜E∥｜（或E⊥）。这时改变Pr2水平栅网位置，使Pr3接收的波具有｜Eα｜=｜E∥｜=｜E⊥｜，从而实现了E∥和E⊥两个波的相位差为±90º，得到圆极化波。

实验心得：

通过老师的细心讲解以及在老师的指导下，我们进行了一些简单的操作，熟悉了实验仪器的名称，以及一些仪器的作用以及工作原理，如三厘米信号源, 它是一种使用体效应管作振荡源的微波信号源，能输出等幅信号及方波调制信号。它有许多优点：可以长期工作、耗能少、体积紧凑、功率输出较大、价格低廉。这个实验给我的总体感受是比较复杂，难理解，需要充分理解实验原理和对实验现象进行联想。

实验

二、驻波比的测量

通过这个实验我们了解测量驻波比的原理和常用方法。主要仪器有微波信号源、隔离器、波长表、可变衰减器、波导测量、被测件（电容膜片、电感膜片）、匹配负载、选频放大器。实验内容：

1、打开微波信号源使其工作在方波状态，调节频率旋钮使其工作频率在8.60-9.60GHz，并根据频率的大小调节波长表的刻度。打开选频放大器，选择输入电压为x1档，频率为1K，量程为x0.1。

2、调节可变衰减器和波导测量线，使选频放大器有示数。

3、旋转波导测量线旋钮，观察选频放大器测出位于相邻波腹和波节点的错误！未找到引用源。和错误！未找到引用源。并记录下来。当检波晶体工作在平方律检波情况时，驻波比S为错误！未找到引用源。，通过多次测量取平均即可得出结果。

实验心得：

通过这个实验我知道了驻波产生的原因是由于负载阻抗与波导特性阻抗不匹配。这个实验用到的仪器很多，而且大多都要反复调节，容易遗漏步骤，造成错误结果或者较大误差。这也再次提醒我，一个实验结果的正确性除了要有精密的仪器和没有干扰的环境外，人的主观因素也很重要，所以我们每次做实验都要保持清醒的头脑和认真的态度。

实验

三、波导波长的测量

通过这个实验我们了解求波导波长的测量方法。主要仪器有微波信号源、隔离器、波长表、可变衰减器、波导测量、可变电抗器、选频放大器。

实验内容：

1、打开微波信号源使其工作在方波状态，调节频率旋钮使其工作频率在8.60-9.60GHz，并根据频率的大小调节波长表的刻度。打开选频放大器，选择输入电压为x1档，频率为1K，量程为x0.1。

2、调节可变衰减器和波导测量线，使选频放大器有示数。

3、为了提高实验精度，采用等指示度法多次测出最小点错误！未找到引用源。对应的错误！未找到引用源。，即可测出错误！未找到引用源。（错误！未找到引用源。略大于错误！未找到引用源。），相对应的两个位置错误！未找到引用源。、错误！未找到引用源。，则 错误！未找到引用源。，错误！未找到引用源。

4、多次测量计算结果并求其平均，即可求得精度较高的波长。

实验心得：

7.《磁场》教学设计与反思 篇七

1 教材内容创新

传统教材只强调电磁场经典理论和传输原理以及单纯公式推导,知识过于枯燥,形式上也较为单一,缺乏应用背景和紧密跟踪最新前沿发展的内容,这样不但导致理论与实际应用脱节,也很难激发学生的学习热情。针对教学中出现的情况,任课教师花费大量的时间准备本门课程多媒体课件,把电磁场用图片、动画、声音形象地描述出来,使抽象概念完全图形化、可视化,让学生能比较容易地理解抽象复杂的内容,充分激发了学生的学习兴趣,提高了学习效率。

针对学生的猎奇心理特点,教学过程中任课教师把与电磁场、微波技术相关的国内外事物在本课程教学中穿插,做到与所讲内容密切联系与交叉。从古籍《论衡》中曾有关于静电的记载,到古代“司南”照片,都展示了我国古代人民对电磁科学的贡献。美国科学家富兰克林著名的风筝“捕捉天电”实验,1800年著名“伏打电池”,英国物理学家法拉第对电磁学研究,以及19世纪麦克斯韦方程,到赫兹的“电火花”,都展现了国外科学家对电磁场发展贡献。这些知识学生十分感兴趣,通过这些事物还能使学生联想到上课的内容起到加强记忆的作用。

对于电磁场在当今现实生活中的应用,我们展示的应用实例为电视机、移动电话、微波炉,隐形飞机、微波武器和我国神舟飞船导航等,用于帮助学生认识微波与射频技术在当代的发展状况和应用前景。在课堂教学中我们还穿插当前热点研究和任课教师自己的最新科研成果,如手机对人脑辐射、3G和4G手机通信应用的电磁频谱、隐形衣、电磁黑帐等,并且配以大量相关图片和动画,使学生十分直观地看到本门课程的应用前景。

2 教学方法改进

为了培养学生理论联系实际,解决具体工程问题的能力,使学生加深对理论知识的理解与应用。我们在教学方法上增加电磁场理论与微波技术的应用实例,以提高学生的工程实践素质。本课程采用以下两种教学方法的结合,取得了较满意的教学效果。

2.1 把现场实践教学方法应用于本课程教学中

利用任课教师与相关电磁场微波器件厂家(主要制作微波无线通信发射,传输和接收器件)多年的产学研结合优势,在教学中安排多个课时把学生带到工厂,由厂方技术主管进行现场教学,让学生直接体会到所学知识如何用到企业产品研发中。在工厂里学生不仅能看到各种微波器件如天线、传输波导、功分器等,而且还可以现场看到工厂研究人员如何进行微波器件设计并使之成为产品的过程,通过学生亲眼所见和亲身体会,给他们很大的冲击,让学生了解学习本课程的重要意义,学生的学习兴趣高涨,教学效果提升明显。

2.2 充分利用学院Ansoft-HFSS软件仿真设计实验室开展实践教学

采用小班教学(即自然班)授课方式,在讲授到微波器件(传输波导、滤波器、功分器、天线)内容时,让学生到实验室上课,每人一台计算机,学生一边学习一边对微波器件进行建模、仿真与设计。通过仿真设计获得性能优越的微波器件几何尺寸参数。应用部分教学经费让学生开发产品进行并加工与测试,让学生在进行理论知识学习的同时进行实践锻炼。这样的教学方式已经不再是单纯的照本宣科,而是让学生与同学和教师进行探讨交流,通过设计一些新型微波与射频器件,消化课堂知识,激发了学生参与研究的渴望,培养了学生的自学能力、研究创新能力,达到真正提高学生综合素质的目的。图1和图2分别为学生仿真计算的波导结构和制作的微波器件实物照片。

3 考试方法改革

在学生成绩评价上,实现了从“一张试卷定高下”到按照学生在整个课程中的实际表现和能力来综合评定成绩的转变,本门课程采用三种方法对学生进行考核,即器件设计+回答提问、提交研究报告+答辩、考试。学生可以根据自己的具体情况在课程中期进行选择。学生对本课程测评满意度达到99.99%以上。

3.1 器件设计+回答提问

学生在实践课程中通过自己阅读资料,采用一种新型结构实现一种微波功能器件,完成器件的仿真、设计、制作和测试,分析所设计器件的性能和影响因素,完成一份总结报告。课程组教师安排提交总结报告的学生在课程结束后一周内到实验室现场调试,并回答教师提出的相关问题。对于能条理清晰交流微波器件设计心得的学生,本课程期末成绩评定为优秀或良好。对能够回答教师提问,但是部分概念还不够清晰的,成绩评定为中。如果发现有模仿别人已设计的微波器件结构行为,生本门课程的成绩将被取消。

3.2 提交研究报告+答辩

任课教师设置30~40个与电磁场理论及微波技术课程相关的研究小课题,每个题目设定研究目标。学生可以根据自己的能力和兴趣选择课题,每个课题要求2名学生组成一个小组进行研究。学生通过查阅文献,按照课题设定目标完成研究后在课程结束前一周提交一份报告,教师安排这些研究小组进行讲解并接受提问,最后根据每名学生的表现给出小组成绩。

3.3 改进式的期末考试

把平时课堂上讨论、提问、随堂测验等各种考核成绩以50%~60%比例计入总评成绩。同时建立由30余套试卷组成的试题库,学校教务处随机抽取试题作为期末考试试卷,促进学生考核更加公平和公正。

随着无线通信技术高速发展,国内外对掌握微波射频技术人才需求日益迫切。通过合理运用现场实践教学与实验室教学相结合的教学手段,改变了以往电磁场理论与微波技术课程教学中存在的枯燥、繁杂等问题,解除了学生对本课程的畏惧心理,让学生了解学习本课程的重要意义,激发学生对本课程的学习兴趣,充分发挥学生的积极性、主动性和创造性,提高了教学质量,达到了预期教学目的。

参考文献

[1]林相波,刘军民.电磁场与电磁波课程教学中的几点思考[J].电气电子教学学报,2009,31(2):95-96.

[2]张会芝,刘艳芳.通信工程专业电磁场理论课程教学探索[J].中国现代教育装备,2009,8:107-108.

[3]袁明辉.电磁场理论教学研究[J].科技创新导报,2010,5:184.

8.《磁场》教学设计与反思 篇八

【关键词】电磁场与电磁波 小班教学 教学方法

【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）18-0040-01

1.引言

《电磁场与电磁波》是电磁场与无线技术、电波传播与天线、广播电视工程、通信工程等电子信息类专业的必修基础课程，该课程的教与学对于专业人才培养十分重要。《电磁场与电磁波》课程内容主要包括静态场、时变电磁场、平行电磁波、导行电磁波和电磁辐射等5部分，涉及矢量分析、微积分、微分方程等数学知识，与大学物理课程中的电磁学部分紧密相关，内容繁多而复杂。面对数学知识基础薄弱、大学物理知识不牢固的学生，采取规模较大的教学班组织教与学的效果十分不理想。在各类实验班教学模式改革的基础上，我校尝试着在小班教学中对《电磁场与电磁波》课程的教学模式和方法进行新的探索，对改善本课程的教与学效果具有重要意义。

2.《电磁场与电磁波》小班教学的探索

2.1 调整教学内容安排，灵活安排授课学期

由于《电磁场与电磁波》课程内容对《大学物理》、《高等数学》等课程的依赖性较大，课程的学习需要大学物理知识和数学知识的支撑[1]。因此，很多高校该课程的授课学期安排在第4或第5学期（大二下或大三上）。但是，一般说来，在整个大学四年的学习中，第4、5学期是学业任务最重的2个学期，难教难学的课程很多，客观造成了学生投入到《电磁场与电磁波》课程上的精力相对减少，学习效果不好。为了改变这一现状，在简单介绍矢量基本运算的基础上，重新整合教学内容，构建从现象到理论再到应用的层次显明的教学内容，形成以电磁现象及规律、电磁理论构架和电磁工程应用三大模块构成的课程体系，降低课程学习对《大学物理》、《高等数学》等课程的依赖，将《电磁场与电磁波》课程安排学期提前在第2学期（大一下学期），将极大的保证学生学习该课程的时间，为该课程学习效果的提高奠定基础。

2.2 小班教学，活跃课堂学习气氛

由于招生规模的扩大，目前高校课程的教学班规模也随之逐渐扩大。在我校《电磁场与电磁波》课程的教学班多是2到3个自然班构成，人数多时可达到100名以上。由于学生水平基礎不同，在数学基础、学习能力和自觉性方面有较大的差异，因材施教十分困难。教师与学生互动较少，课堂气氛沉闷，难免造成教与学的乏味。可以预见，各类实验班小班教学的模式，将有力的改善《电磁场与电磁波》课程的教与学效果。目前我校各类实验班均采用小班教学的模式，人数为25人左右。小班的规模有利于老师熟悉每个学生的情况，便于因材施教，同时，有利于教师与学生的课堂互动，活跃课堂气氛，提升学生学习的兴趣，提高课程学习的效果。

2.3 分组教学，提升学习动力

由于课程内容的抽象性和理论性，学生对此课程的学习一般兴趣不够浓厚，该课程的挂科率、重修率一直较高。另外，多数教师采用的仍然是“填鸭式”、“灌输式”等传统教学方式[2，3]，限于教学内容与学生互动较少，课堂气氛沉闷，造成教与学的乏味，不易唤起学生的学习兴趣。在小班教学中根据人数，可将学生分成几个小组，每个小组4-5名学生。小组式的教学便于授课老师根据教学内容分配教学任务，便于学生通过搜集、分析资料和课堂分享的方式参与课堂教学，便于缓解理论课堂教学的乏味，提升课堂教与学的效果。

2.4 “问题式”与“探究式”教学相结合，提高学习效果

由于是小班安排教学，教师可以采用“问题式”与“探究式”教学相结合的教学方法，引导学生积极参与课堂活动。知识点的讲授分成3个阶段，第一阶段提出问题。教师根据内容，提出3-5个与知识相关的问题，引导学生去思考，调动学生的学习热情；第二阶段学生自学课程内容。学生根据教师提出的问题，短时间内自我学习教材内容，可在小组内讨论，初步理解、掌握知识点；第三阶段教师讲解知识点。教师根据学生对知识点理解和掌握的情况，有针对性的做出讲解，并辅以习题讲解、实例分析等，全面分析知识点。通过该过程，学生可以积极参与到课堂教学中，在“问题式”和“探究式”教学方式的引导下，充分调动自己的学习动力，变被动为主动，有利于课堂教与学效果的提升。

3.结束语

面对大班《电磁场与电磁波》课程教与学的困境，施行小班组织教学的模式将成为该课程教学发展的方向。在小班教学的基础上，通过教学内容的调整、分组教学和“问题式”与“探究式”等教学方法的综合应用，必将充分调动学生的学习热情，极大的改善课程教学的效果。

参考文献：

[1]潘长宁，何军，周昕，“电磁场与电磁波”与“大学物理·电磁学”教学衔接问题的探讨[J]，教育教学论坛，2015，3：159-160.

[2]管爱红，《电磁场与电磁波》课程教学思考[J]，教育教学论坛，2015，14：227-228.

9.东亚地磁场模型的计算与分析 篇九

根据中国、前苏联和蒙古等地区的地磁复测点和地磁台站资料,使用泰勒多项式方法和冠谐分析方法,计算东亚地磁场(X,Y,Z)的泰勒多项式模型和冠谐模型,以及东亚剩余磁场(ΔX,ΔY,ΔZ)的冠谐模型和泰勒多项式模型,并绘制了相应的理论地磁图. 泰勒多项式模型的展开原点位于45°N和100°E,截断阶数为7.地磁场泰勒多项式模型的均方偏差为:X分量是133.0nT,Y分量是107.4nT,Z分量是148.0nT. 球冠极点位于45°N和100°E,球冠半角为42°,冠谐模型的截断阶数为10. 剩余磁场冠谐模型的`均方偏差分别为131.2nT(ΔX),112.6nT(ΔY)和138.7nT(ΔZ). 对比分析了上述两种模型. 提出了确定区域模型截断阶数的判据.

作 者：安振昌 N.M.Rotanova 作者单位：安振昌(中国科学院地质与地球物理研究所,北京，100101)

N.M.Rotanova(IZMIRAN, Russian Academy of Sciences, Moscow 142092, Russia)

10.电磁场与电磁波实验报告2 篇十

实验一电磁场参量的测量 实验目的 1 1、在学习均匀平面电磁波特性的基础上，观察电磁波传播特性互相垂直。2、熟悉并利用相干波原理，测定自由空间内电磁波波长，并确定电磁波 的相位常数和波速 实验原理 两束等幅、同频率的均匀平面电磁波，在自由空间内从相同（或相反）

方向传播时，由于初始相位不同发生干涉现象，在传播路径上可形成驻波场 分布。本实验正是利用相干波原理，通过测定驻波场节点的分布，求得自由 空间内电磁波波长 的值，再由 2，f 得到电磁波的主要参量：

和 等。

本实验采取了如下的实验装置

设入射波为 E i E）

e j，当入射波以入射角!向介质板斜投射时，则在 分界面上产生反射波 E r 和折射波 E t。设介质板的反射系数为 R R,由空气进入 介质板的折射系数为 T o，由介质板进入空气的折射系数为 T c，另外，可动板 P r2 和固定板 P r1 都是金属板，其电场反射系数都为--1 1。在一次近似的条件下，接收喇叭处的相干波分别为 E M

RT o T c E oi e j 1，RT o T c E^e j 2

这里 1 2L ri L r3 L ri ； 2

2L 「 2 L“ 2L ML L r3 L 2

； 其中 L L 2 L L i|。

又因为为定值，L 2 则随可动板位移而变化。当 P r2 移动 L L 值，使 P r3 有零 指示输出时，必有 E M 与 E r2 反相。故可采用改变 P r2 的位置，使尺 3 输出最大 或零指示重复出现。从而测出电磁波的波长 和相位常数。下面用数学式 来表达测定波长的关系式。

在 P r3 处的相干波合成为 E r E M

E 「 2 e j 1

e j2

j 1 2 / 或写成 E r

2RT 0 T c E 0i

cos 2 e 2

（1 1--2 2）

式中 1 2L 为了测量准确，一般采用 P 3 零指示法，即 cos 2

0 或（2n 1），n= 0,1,2…… 这里 n n 表示相干波合成驻波场的波节点（E r 0）数。同时，除 0 n=0 以外的 n n 值，又表示相干波合成驻波的半波长数。故把 0 n=0 时 E r 0 驻波节点为参 考节点的位置 L。又因 2 — L（1 1--3 3）故 2n 1 2 — L 或 4 L（2 n 1）

（1 1--4 4））

由（1 1--4 4）式可知，只要确定驻波节点位置及波节数，就可以确定波长的 值。当 0 n=0 的节点处 L。

作为第一个波节点，对其他 N N 值则有：

n n =1, 4 L 4L 1 L 0 2 , ,对应第二个波节点，或第一个半波长数。

n=1，4 L 4 L 2 L!2 , ,对应第三个波节点，或第二个半波长数。

n=n , 4 L 4 L n L n i 2 , ,对应第 1 n+1 个波节点，或第 n n 个半波长数。

把以上各式相加，取波长的平均值得 2 L n L。

n 代入得到电磁波的参量，等值。

三、实验步骤 (1)

整体机械调整：调整发射喇叭 P ro，接收喇叭 P r3，使其处于同种极化 状态。

(2)安装反射板，半透射板：注意反射板 用与 p r2 轴向成 0 90 度角，半透射 板轴向与n Pn 轴向成 5 45 度角，并注意反射板 P ri 与 F >2 的法向分别与 P r3 ,P r0 轴向重合。

(3)将所有调整到位部分用螺钉锁紧，调整发射端的衰减器以控制信号电平，使 P r3表头指示为 80。

(4)

旋转游标使可移动反射板 P P r2 的起始位置在最右侧(或最左侧)，用旋 转手柄移动 P r2 使所有节点位置处，P r3 表头指示都为 0.此时说明整个 系统调整到位。

(5)测量：用旋转手柄使反射板移动，从表头上测出 1 n+1 个零点，同时从 读数机构上得到所有节点位置 L。

到 L n，并记录。

(6)

连续测量 3 3 次，用公式(1 1--5 5)计算波长，并将 3 3 次波长求平均值，取 3 3 或 4 4 即可。

(7)用所测波长计算，值。

(1--5 5)

四、实验数据 试验次数 n 1 2 3 4 微安表零指示(mm)11.342 26.458 43.039 58.692

五、实验结果整理，误差分析 43.039 58.692 11.342 26.458

-----

15.983(mm)2 4 31.966mm ； f 9.3787GHZ c 理论上 31.987(mm)误差= 31.987 31.966

100% 0.0657% 31.987 误差分析：原因可能有：

⑴ 系统误差。由某些固定不变的因素引起的。在相同条件下进行多次测量，其误差数值的大小和正负保持恒定，或误差随条件改变按一定规律变化。

⑵ 随机误差 由某些不易控制的因素造成的。在相同条件下作多次测量，其 误差数值和符号是不确定的，即时大时小，时正时负，无固定大小和偏向。随机 误差服从统计规律，其误差与测量次数有关。随着测量次数的增加，平均值的随 机误差可以减小，但不会消除。

例如：微安表读数存在一定的误差；装置摆放多靠目测，难以保证垂直、对准、水平等条件严格满足，如两个喇叭口不水平； ⑶ 粗大误差 与实际明显不符的误差，主要是由于实验人员粗心大意，如读 数错误，记录错误或操作失败所致。这类误差往往与正常值相差很大，应在整理 数据时依据常用的准则加以剔除。

减小误差：

（1 1）选定合适的实验仪器。工欲善其事，必先利其器，需要仔细考虑。

（2 2）严格按照实验步骤、方法操作。

（3 3）熟练掌握各种测量器具的使用方法，准确读数。

（4 4）创新，直接改进测量方法

六、思 考题 用相干波测电磁波波长时，如图若介质板放置位置转 90 度，将出现什 么现象？这时能否测准 答：原测量方法时 ？为什么？ Er1=--Rn TnO Tn Eie--i 1 Er2=--Rn TnO TnEie--i 2 转后 Er1=--Rn Eie---1 Er2=--Rn TnO TnEie---i2 这将使得由 n TnO Tn 所产生的幅度 相位变化也计入两相的和中，因此很可能无法产生明显的驻波分布。因此不能准确测量入值

七、心 得体会 本实验初步研究学习了电磁波基本参量的测量方法，从直观上得到了电 磁波作为一种非机械波但仍具备波的基本特性的结论。

本次实验进行得较为顺利，期间得到的结果也比较理想。我和我的搭档 在进行第一次实验就得到了理想的结果，误差在十分微小，这主要是我们开 始调节装置时就非常到位，就像老师在课上所说的“欲速则不达”的道理。

这次实验是第一次做电磁场与电磁波实验，在熟悉了电磁波参量的测量 手段和仪器的使用方法的基础上，从很多方面学习和加深了对理论知识的理 解。

实验二 均匀无耗媒质参量的测量 实验目的（1 1）

应用相干波节点位移法，来研究均匀无损耗媒质参量 r 的测试。

（2 2）

了解均匀无损耗媒质中电磁波参量，与自由空间内电磁波参量 0 , o ,c 的差别。

（3 3）

熟悉均匀无损耗媒质分界面对电磁波的反射和折射的特性。

实验原理 媒质参量一般应包括介电常数 和磁导率 两个量。它们由媒质方程

D E 和 B H 来表征。要确定，总是要和 E E, H H 联系在一起，对于 损耗媒质来说，和 为复数，而且与频率有关。本实验仅对均匀无损耗电介 质的介电常数 进行讨论（r 1），最终以测定相对介电常数 r /。来了 解媒质的特性和参量。

用相干波原理和测驻波节点的方法可以确定自由空间内电磁波参量 0 , o ,C。对于具有 r（r 1）的均匀无耗媒质，无法直接测得媒质中的 ，值，不能得到媒质参量值。但是我们利用类似相干波原理装置如图所 示

在 P r2 前，根据对 r 板放置前后引起驻波节点位置变化的方法，测得相对 变化值，进而测得媒质 r 的值。首先固定 P ri，移动 P 2 使 P r3 出现零指示，此 时 P r2 的位置在 L 3 处，由于 r 板的引入使得 巳指示不再为零。

我们把喇叭辐射的电磁波近似地看作平面波。设接收喇叭处的平面波表 达式为 E r2 E or2 e j Z

由于 F >2 处存在厚为 的 r 媒质板（非磁性材料的媒质 r 1）使 P r3 处的 曰，巴 2 之间具有相位差（因 「 板为无损耗，可认为 E rl 与 E r2 幅度近似相等）。

这里相当于板不存在时，相应距离所引起的相位滞后，因此得到时媒质板内

总的相位滞后值为 “ 0 2.1(2 2--1 1)为了再次使实现相干波零指示接收，必须把连同板向前推进，造成一个相位 增量，其值是(2--2 2)从而补偿了板的相位滞后，使整理上述式子得 2 r 1 1

—

(2 2--3 3)(2 2--4 4)(2--5 5)(2--6 6)根据测得的值，还可以确定该媒质与空气分界面上的反射系数和折射系数 T T。当平面波垂直投射到空气与媒质分界面时，利用边界条件得 R R，R o(2--7 7)(2--8 8)当平面电磁波由媒质向自由空间垂直投射时，相应的反射系数和折射系数为(2--9 9)0 0 r 1 r 1 R o(2--10)由表达式可看出，当测出的值时，也可确定相应材料的的值。

三、实验步骤 (1)整体机械调整，并测出 r 板的平均厚度(2)根据图安装反射板、透射板，固定 Pn 移动 P r2、使 P r3 表头指示为零, 记下 P r3处 L L 的位置。

(3)

将具有厚度为待测 r 介质板放在 P P 2，必须紧贴 r，同时注意在放 进板 r 之后，P 2仍处于波节点 L L 的位置。此时指示 P r3 不再为零。

(4)

将 P P r2 和 r 共同移动，使 P P r2 由 L L 移到 L”处时 巳再次零指示，得到 L L L “。

(5)

计算 r、、，V V、R R、T 的值。

四、实验数据 板的厚度(cm)0.6.00 0.578 0.578 0.588平均值(cm)0.586

L0 L1 L2 L（无 r）

（cm）

26.458 43.039 58.692 L（有 r）（cm）

22.988 38.515 54.532 L |L” L（CM）

3.470 4.524 4.160 L平均值(cm)4.051 r 1 / 2

2.535 3.140 2.924 r平均值(rad/m)2.866

五、数据处理、误差分析 (1)由上次试验 o

31.966mm , 0

0.1966 Xr(mm)20.077 18.039 18.694 的平均值（mm）

18.937 r o 寸 r(rad/m)313.020 348.376 336.180 r 的平均值（rad/m）

332.525 冷(m/s)1.884 10 8

1.693 10 8

1.754 10 8

V 的平均值（m/s）

1.777 10 8

R1少厂-0.228-0.279-0.262 R 的平均值-0.256 T久 0.772 0.721 0.738 T 的平均值 0.744

（2 2）误差分析：实验存在一定的误差，原因分析：

1.实验中实验台一起摆放可能达不到严格的标准要求； 2.游标卡尺读数存在误差； 3.仪器精度没有达到要求； 介质的相对介电常数的测量误差：

1.介质板的厚度不均，导致测出了 d d 有误差。造成实验的误差。

2.电表的灵敏度造成实验误差。

3.两个喇叭口不水平4.读数时存在读数误差 六、思考题 本实验内容用 卩 r=1,测试均匀无损耗媒质值。可否测卩 r r 工 1 1 的磁介质？试说明 原因。

答：本实验的方法不可以。因为本实验的所有推导公式均假设卩 r r= 1 1,才能满足 非磁性介质材料，因此不可。若卩 「 工 1 1,会影响电磁场的原有分布，则需要确

定卩 r r =y / /卩 0 0,方法更为复杂，无法测得正确的结果 七、心得体会 本次实验我学习研究了测量均匀无损耗媒质参量的基本方法，更进一步 巩固了理论课学习的知识。并且学到了利用间接法测量均匀无损耗媒质参量 的方法，加深了对此的认识和理解，熟悉了均匀无损耗媒质分界面对电磁波 的反射和折射的特性。

由于这次实验是建立在前一次的基础上，而第一次实验误差比较小，为 这次实验打下了很好的基础，熟悉了游标卡尺的使用，总体来说依然比较简 单，唯一需要注意的地方就是测量厚度的时候，把介质板夹在装置上的时候, 要注意四周夹紧，不要出现缝隙，否则会出现较大的误差。

实验三 电磁波反射、折射的研究 实验目的(1)研究电磁波在良好导体表面的反射。

(2)研究电磁波在良好介质表面的反射和折射。

(3)研究电磁波发生全反射和全折射的条件。

实验原理 1、电磁波斜入射到两种不同媒质分界面上的反射和折射 均匀平面波斜入射到两种不同媒质的分界面上发生反射和折射，以平行 极化波为例：

：

⑴ 反射定律 ：匸=匕.(3 3--1 1)2、平行极化波入射到两种媒质分界面上发生全折射(无反射)的条件⑵折射定律 :曲 Z 厂亠卞 心③(3--2 2)

平行极化波在两种媒质分界面上的反射系数!--1“ j ■ ■ J r.t ■ 一分别为:

平行极化波斜入射时发生全反射，即、=0 ,由上式应有

可 以 解 出 全 折 射 时(3--6 6)二称为布儒斯特角，它表示在 TH —

|--■全折射时的入射角平行极化波斜入射到厚度为 d d 的介质板上，如下图所示：

当— ♦ 时，入射波在第一个界面上发生全折射，折射波入射在第二个 界面上，仍然满足条件发生全折射，在介质板后面就可以接收到全部的 入射信号。1、垂直极化波不可能产生全折射（无反射）

垂直极化波入射到两种媒质的分界面上，反射系数 I I--..和!”分别为：

(3--7 7)(3--8 8)对于一般媒质-：，^

阴，可以证明，垂直极化波无论是从光疏媒 质射入光密媒质，(3--3 3)(3--4 4)(3--5 5)

射波电场..1--L L

•。然后把玻璃板放在转台上，使

还是从光密媒质射入光疏媒质，总有：

cos 9 丰

所以不可能发生全折射。

沿任意方向极化的平面电磁波，以化一 入射到两种媒质的分界面上时 反射波中只有垂直极化波分量，利用这种方法可以产生垂直极化波。4、电磁波入射到良导体表面的反射 对于良导体，所以匠 f f ：

< 〔丁 ■-

所以：在良导体表面上斜投射的电磁波，其反射场等于入射场，反射角 等于入射角。

三、实验步骤 (1)调试实验装置：首先使两个喇叭天线互相对正，他们的轴线应在一条 直线上。具体方法如下：旋转工作平台使丁刻线与固定臂上的指针对 正，再转动活动臂使活动臂上的指针对正工作平台上的-汇：刻线，然 后锁定活动臂。打开固态信号源上的开关，连接在接收喇叭天线上的 微安表将有指示，分别调整发射喇叭天线和接收喇叭天线的方向，使 微安表的指示最大，这时发射天线与接收天线互相对正。

(2)测试电磁波入射到良导体表面的反射特性 首先不加反射板，使发射天线与接收天线互相对正，调整固态信号源，测出入射波电场(可使微安表指示 0 80 亠〔)。然后把良导体反射板放在 转台上，使导体板平面对准转台上的 T °刻线，这时转台上的丁刻线 与导体板的法线方向一致。改变入射角陶，测在反射角寫=广；时的反 射波场强二…(仍用微安表指示的电流表示)，最后可把接收天线转到 导体板后(.：„「刻线处)，观察有无折射波。

(3)平行极化波斜入射到介质板上的全折射实验

把发射天线和接收天线都转到平行极化波工作状态。首先，测量入 玻璃板平面对准转台上的 0 90 度刻线。转动转台改变入射角，使“忌.-同时得到斜投射时，反射波场强为零的入射角，这时 &.-，把测量数 据填入表中。

把发射天线和接收天线都转到垂直极化波工作状态，重复上述实验，观察有无全折射现象。

把发射天线喇叭转到任意方向，使入射角 厲一曾，在反射波方向分 别测量水平极化波和垂直极化波，记录实验结果，把测量的数据填入表 中。

四、实验数据 （1）

电磁波入射到良导体表面的反射特性数据 入射场 E E ai

80|iA 入射角禹 30® 40° 50^ 60° 反射角 Oi”

40* 50& &

60& &

反射场 E E □/ 80 79 90 94

（2）

A、平行极化波的全折射现象 全折射现象 3 P

入射场 E 01

反射场 En/ 折射场民 a 测量值 计算值 80 0 94 65° 63.4 th

B、发射天线喇叭在任意方向（如 二亠）

位置 入射场 E C1

入射场% 1 反射场岳厂 反射场焉』

（水平）

（垂直）

冰平）

（垂直）

顺时针旋转 45th

0 28

由垂直极化波的反射系数 1 使分母为 0 0，则:

五、数据处理、误差分析 由数据（1 1）可以看出：良导体表面上投射的电磁波满足反射定律 _ : 在一定范围内，反射场基本上等于入射场。

由（2 2）中 A A、发射天线和接收天线都在平行极化波工作状态 可以看出：平行极化波以..入射到两种媒质分界面上，会发 生全折射，无反射场。

B B、发射天线喇叭在任意方向（如■ “）

可以看出：沿任意方向极化的平面电磁波入射到两种媒质的分界 面上时，反射波只有垂直极化波分量，无水平极化波分量，利用 这种方法可以产生垂直极化波。

误差分析：

1„发射喇叭和接收喇叭无法严格控制一条轴线上，存在一定的角度偏移。

2.读数的误差：如微安表和分度盘读数。

3.周围环境因素会影响到本次实验结果的精度，如微小的震动以及光线的干扰都 会引起实验的误差，影响精度。

六、思考题 在介质板表面，斜投射垂直极化波时能否发生全折射（即无反射），为什么? :不能发生全折射。

COS R R l 2 i「 Sin

R N

COS ♦ iin nir cos — sin ■1

所以只有当& 2 2 时才成立，所以不可以 综上：垂直极化波不能发生全折射。

七、心得体会 本次实验我研究了电磁波在良好导体表面的反射，掌握了电磁波发生全 反射和全折射的条件，进一步的巩固了理论知识的记忆和理解。本次实验进 一步的巩固了实验仪器的操作方法。

总体来说，作为第一次有机会做电磁场与电磁波的实验的我们来说我们 很幸运，意味着我们可以更好结合实际学习理论知识，学的更轻松，更快，接受的也更快。虽然只有一个下午，大家都很珍惜这次机会。我也不例外。

去实验室看到实验仪器，和想象的有点不一样。构造比较简单。实验也比较 简单。在老师讲解过后就开始了这次的实验。

11.断裂磁场与地震预报 篇十一

继而我把上述发现推广到地下25千米至地表的铁磁性岩层。因为处于南北弱地磁场中的地球板块不停发生拉伸、挤压运动，具备了产生断裂磁场的条件；如果某地质断层存在着磁异常，特别是地震前夕岩层必然出现拉伸、挤压裂缝，伴随有瞬时磁异常及磁泄漏，疑为断裂磁场不是没有可能。断裂磁场的发现不仅为地球断层(力学)一地磁异常(磁学)找到了因果关系，而且为地球断层(力学)—UFO(光学)、地磁异常(磁学)—UFO(光学)找到了合乎逻辑的解释。断裂磁场学说可以用来解释地震磁异常、特殊地区地磁异常、UFO磁现象，特别是揭示了广为人们流传的、分布在地球南北纬30。的10个“怪异区”的异磁现象。例如百慕大三角的地质异磁现象，可以把南美洲—北美洲的断裂和北美洲—非洲的断裂，比做两对拉伸断棒，在大陆板块亿万年漂移过程中形成断裂磁场。而且地球除了南北1对地磁极外，还存在亿万年大陆漂移形成的其他5对地球断裂磁场。地球上那10个“怪异区”，实为5对断裂磁场的地磁极。令人惊讶的是，10个磁异常区中相隔最远的1对，像地磁南北极一样关于球心对称分布。在大陆持续漂移的过程中，它们可能会充当地磁南北极移荡、互逆轨迹路线上的驻点。

经过2年的观察与思考，1988年5月我把上述断裂磁场学说写成《从断裂磁场的提出到百慕大三角的异磁现象》一文，投送到北京《地球物理学报》杂志编辑部。不久得到一位地质学家的回信，建议我另投别的学术刊物。他并未否定我做的实验、推论及其假说，但他却否定我在文中试图用作逆效应的“磁致伸缩”这一金属学界公认的理论。当时看来，断裂磁场学说也许在100年以后会被人们承认，君不见魏格纳的大陆漂移学说过了100年才被后人从故纸堆里捡了回来?所幸1989年6月《西北师范大学学报》(自然科学版，Vol.36，1989，No.2)刊登了这篇文章，继而1990年1月《飞碟探索》 (vol.55，1990，No.1)以《从断裂磁场的提出到百慕大三角的异磁之谜》为题刊登了我的文章，文章最后还增加一条珍闻：1989年3月16日，《人民日报》以“闻所未闻，见所未见”报道远离南北地磁极的阿根廷南部与古巴全境同时出现极光的奇异现象，实为地球多磁极论之佐证。

在以后漫长的20个岁月里，我忙于所从事专业的教学与科研，无暇顾及断裂磁场学说是否得到回应。最近上网偶然发现，多年前就已经陆续有一些专家学者开始关注这一学说：如2007年6月Zhangruichong在中国国家天文论坛《挑战大爆炸》一文中说：“地球板块断裂磁场说。坚持的人认为地球上的磁异常区，包括百慕大在内都是地球地质结构自身断裂造成的。对此深有研究的厉树忠博士曾做实验证明并撰文论述……正是从这个现象出发，有可能引导我们进一步揭开百慕大三角和地磁极移荡等世界之谜。”

2005年12月，科普作家涂建华在《大海的坟场》一章中说：“《飞碟探索》介绍厉树忠的断裂异磁理论说，世界上已知的三角区，均处在地壳板块的撕裂处或撞击处，这是形成地磁异常的原因。”

断裂磁场“是一种很不错的假说。但是，假如这些地区的磁异常不是持续不断的现象，则又如何解释”?对互联网上评论“断裂磁场唯一不能解释的就是为何奇异海域发生不测事件是突发性而不是经常性的”，实际上，20年前我做实验时，已经观测到试棒断裂瞬间产生的就是突发性的强磁，但很快磁强度降低至稳定，可惜当时没有把这一点写进论文里去。

本文要说的是，我惊闻了33年前唐山被地震夷为平地的骇闻，目睹了1年前汶川地震山崩地裂的险境，令人揪心的是直到今天预报地震的成功率极低。面对当前世界科学界“地震不可测”的悲观论调，我一直在问自己：地震究竟能不能预报?断裂磁场学说能否有助于预测地震?中国著名地质学家李四光1971年临终前遗憾地说，如果再给他半年；可能解决地震预报问题。一批老科学家认为，“对于地震来讲，现在不可知是正确的；未来不可知，那就是错误的”。汶川地震以后，我看到网上盛传“1976年唐山地震后耿庆国、张闵厚先生抱头痛哭——他们测出来了，报不出来”。确实在1990年2月15日，当时在国家地震局分析预报中心做地震磁情预报的张闵厚先生，写信给甘肃科学技术出版社《飞碟探索》编辑部的刘兰生，通过高文波编辑转给我～封信，说他在《飞碟探索》杂志上看到了我那篇文章。我复信后他几次来信寄来了他用异常地磁成功预报国内外数十例地震的报告，特别是1976年预报唐山地震的经过。震前几天他与同事曾向上级紧急报告说“北京将发生4级地震，外围7级以上地震”，但专家会商认为他的磁情预报无理论根据，不能公之于众。我在1986年看过作家钱钢在《解放军文艺》上发表的报告文学《唐山大地震》，其中也言及张闵厚等人临震预报“不能公布”的史实。张闵厚的遭遇并未阻止他苦苦探求磁预报理论，1990年见到我发表的断裂磁场学说后，他在来信中说：“我有预感，相信在您的理论指导下，探索地震预报的难题经过几年的努力可能有本质性的突破，我俩的结合，可能会加速突破进程!”当时我几次复信给他，毫无保留地提供了断裂磁场学说可能预报地震的理论研究，包括我尚未发表的一些学术观点。我俩都非常感谢《飞碟探索》杂志为人类探求地震预报课题所做的贡献。张闵厚先生lO年前已经退休，我尚不知他过去多次用磁情成功预报地震的经验是否有人继承。

在本文结束时，我想结合唐、汶地震简要谈谈断裂磁场与地震预报的关系，主要是：

1，受南—北方向拉应力(或分量)作用，大略东—西走向地质断裂及其地磁异常是断裂磁场的表征现象，特别是富集铁磁性矿藏的地质更甚。例如发生于燕山断裂带西北走向的唐山地震是较为典型的一例。

2，地质变形过程中就可能递增致磁，产生裂缝后可能向地面空间漏磁，断裂瞬间(地震)磁强变弱并趋于稳定。地质裂缝产生时是临震短期预测的最好时机，张闵厚先生磁预测恰好在唐山地震前几天，处于地质裂缝向地表漏磁阶段，他观测磁情的地点在北京，距唐山较近，理当有明显的磁情异常。

3，南—北地质断裂走向发生的地震，沿南北地磁场方向的拉、压应力分量较小，或者处于非铁磁性地质带，断裂磁场极弱以致有可能测不出地磁异常。2008年发生在南—北地震带的四川汶川地震裂缝扩向西北，不知地方监测部门是否在做磁预测?如果临震前没有捕捉到磁异常就可能是这个原因。

12.《磁场》教学设计与反思 篇十二

一、教材体系

目前, 国内外教材体系中电磁场与电磁波分为两类:一类是先讲授静态场后讲授时变电磁场和电磁波, 另一类是先讲授时变电磁场, 后讲授静态场和电磁波。第一类体系用较大的篇幅介绍了大学物理中的内容并进行一定的提升, 所以起点较低, 由易到难, 循序渐进, 学生容易接受。第二类是直接从麦克斯韦方程入手, 将静态场归结为时变场的一种特殊情况进行介绍, 这种体系虽然压缩了静态场, 充实了时变场内容, 但要求学生对大学物理和高等数学知识掌握很牢固, 所以起点较高, 学生不易接受[2]。从我校学生的实际出发, 由于学生学习《大学物理》普遍感觉较难, 掌握不够理想。为了符合绝大多数学生的实际水平, 我们选择采用第一类教学体系, 选用杨儒贵编著的《电磁场与电磁波》 (第二版) 作为教材[3]。该教程注重基础, 由浅入深, 理论讲解清楚完备, 体现了电磁场理论的严谨性和完整性。

二、教学内容

根据我校几个不同电子信息类专业该门课程的教学大纲中《电磁场与电磁波》课程的要求和特点, 将课程内容大致分为三部分:矢量分析、电磁场和电磁波, 共56学时, 教学内容具体安排如下。

1. 矢量分析的教学内容。

矢量分析是该课程的数学基础, 主要讲授矢量运算, 如矢量的加法、减法、标积、矢积和重要恒等式的证明;标量场和矢量场的相关概念, 如梯度、散度、旋度;几个重要的定理:散度定理、旋度定理、场的唯一性定理、亥姆霍兹定理。由于学生对不同坐标系中矢量运算的理解较为困难, 我们加大讲授直角坐标系、圆柱坐标系和球坐标系, 以及各坐标系中梯度、散度和旋度的公式。本部分安排8个学时。

2. 电磁场的教学内容。

电磁场包括静态场和时变场两部分。静态场的教学内容由静电场、恒定电流场和恒定磁场组成。各部分分别从大学物理中场的积分形式推导出微分形式。重点围绕真空和介质中场的散度、旋度和边界条件讲解, 同时扩展介绍电容、电感、电阻、矢量磁位、标量磁位、用虚位移法求电场力和磁场力、电场和磁场的能量等内容, 其中静态场的解这部分内容常采用的是镜像法、分离变量法、格林函数法等[4,5,6]。由于分离变量法和格林函数法相对镜像法较难, 大纲未做要求, 所以将该部分作为选学部分, 建议学生自学, 老师可以在课外答疑。该部分内容安排16个学时。时变电磁场主要介绍的内容包括:电磁感应定律、位移电流、麦克斯韦方程的积分和微分形式、时变电磁场的边界条件、时变场的能量与能流、位函数及位函数方程、复矢量表示和计算等。本部分重点和难度是麦克斯韦方程组的建立、位函数方程建立与求解、复矢量计算等。时变电磁场是承上启下的关键章节, 本部分的内容共安排8学时。

3. 电磁波的教学内容。

电磁波的教学内容包括平面电磁波、电磁波的辐射和导行电磁波, 该部分为全新内容, 有许多新的知识点, 包括电磁波的极化、色散和群速、辐射和滞后位, 互易定理, 矩形波导, 同轴线, 谐振腔等。由于平面电磁波是电磁波传播部分的基础, 所以该部分的内容重点介绍, 计8学时。由于光纤是作为电磁波的传输载体之一, 它正在得到广泛的应用, 同时考虑到后续课《光纤通信》中需要用到波导, 所以对于导行电磁波这章安排了8学时。而电磁波辐射这一章是《波导理论》、《电磁兼容》、《天线理论与技术》的基础课程, 为了保证后续课程具有扎实的基础, 因此这一章安排8学时。

三、教学方法与手段

1. 注重板书与多媒体相结合, 加深学生的理解。

板书是该门课程的重要教学手段, 是多媒体技术无法替代的。对该课程中重要和复杂的公式进行详细的板书推导和讲解, 可以引导学生思路, 与学生互动, 有助于学生理解, 能到达较好的教学效果。例如矢量恒等式的证明、散度和旋度定理的证明、边界条件的推导、位函数方程的推导等。对于学生容易理解或可自行推导的公式和定理可以通过多媒体播放, 这样可以节约课时, 满足总课时量减少的要求。由于“电磁场与电磁波”课程是一门概念抽象、公式复杂、推导烦琐、知识体系严密的理论课, 形象、直观、生动地讲授课程能加深学生的理解, 能激发该课程产生兴趣。为此, 我们利用图片、视频、动画等手段进行较为直观的演示。对于较为复杂的场可以借助MATLAB、Mathematic、有限元仿真软件进行电磁场仿真和数值计算, 直观呈现场的分布和波的传播, 使抽象的问题形象化, 促进学生对理论知识的学习, 激发学生的学习兴趣。

2. 注重理论联系实际, 激发学生兴趣。

该课程具有很强的工程背景, 应用面非常广, 在教学过程中结合实际应用能激发学生的学习兴趣。为此, 我们在各章教学中专门安排一节介绍该章中所学知识的实际应用。在静电场中, 介绍了静电放电、静电感应、静电屏蔽和电场力的应用, 静电场的危害等。例如, 闪电的放电过程;电容式传感器是利用静电感应原理工作的;解释为什么高压线上的检修工可以带电作业;静电除尘、静电喷漆、静电复印、静电电动机是如何工作的。静电场对生物的危害性, 如静电场会影响植物的同化和异化, 造成细胞的生长和染色体的畸变。在恒定电流场中, 介绍其在电镀工艺、电力工程、地质勘探、油井测量以及超导技术中的应用。例如, 工业中的电焊和点焊技术利用了材料的有限电导率, 当强大电流通过时, 产生的热量使金属熔化粘结;在电法勘探中, 由于地层中含有水分、矿物或油气, 其电导率各不相同, 通过多个地表电极测量两个电极之间的电流及电位分布可以得到地层状况;介绍超导技术时, 可以讨论其中的电场和电路情况, 介绍超导体的完成抗磁性。在介绍电磁波时, 例如讲解电磁波在介质中的透射、穿透深度时, 结合目前在日常生活中普遍应用的微波炉, 微波对食物加热的原理;介绍电磁波的反射现象时, 以隐形飞机如何隐身展开讨论等。

3. 注重启发式教学, 提高学生逻辑思维能力。

该课程理论知识较深, 较难理解, 以教师为主的教学方式往往导致学生难跟上节奏, 出现开小差和睡觉的现象, 所以, 采用启发式教学, 引导学生参与思考, 积极互动显得尤为重要。为此, 在课堂设计中需要针对重点和难点内容设定问答式互动环节, 适时地向学生提出一些综合性和灵活性的问题, 使课堂生动活泼, 吸引学生的注意力。例如, 讲到位移电流时, 提出“为什么麦克斯韦要提出位移电流?”等问题。又如讲到电磁波在导电介质中传播衰减时, 提出“为什么核潜艇不能用电磁波通讯?”等问题。再如, 介绍麦克斯韦方程的伟大时, 提出“你如何评价麦克斯韦的电磁场理论, 为什么它被誉为19世纪物理学最伟大的成就之一?”等问题。通过启发式教学, 让学生成为课堂的主体, 引导其积极思考问题, 能明显提高课题氛围和教学效果。

四、考核方式

《电磁场与电磁波》课程的考核方式分为开卷和闭卷两种。采用开卷考试无形中降低了课程要求, 并且会出现考前临时突击复习, 考试时乱翻书乱抄答案等现象。采用闭卷考试导致学生死记硬背公式和定理, 不注重理解知识点之间的联系。这两种考试效果都不够理想。为此, 有些高校采用在试卷后面列出主要参考公式的方式考核, 取得了较好的效果。但这种考核方式存在老师为学生挑选公式的弊端。为了正确地引导学生积极主动地学习和梳理该课程的内容, 我们提出一种新考试形式:半开卷考试。半开卷考试是指允许学生在考试时携带一张写好真实姓名和学号的草稿纸 (不超过A4纸大小) , 学生可以在考试前在这张纸上抄写自己觉得重要的公式和定理。半开卷考试既能促使学生理解知识点联系, 全面系统的复习、归纳和总结知识体系, 还能促使教师提高自身的教学水平以及命题质量, 要求教师在教学中引导学生把主要心思和精力放到提高自己对知识的理解、分析和运用上来, 注重培养学生运用知识分析与解决问题的能力。

本文对《电磁场与电磁波》的课程特点和难教难学的现状进行了一些思考, 并在教学过程中进行了采用新的教材体系、教学手段和方法、改进考核方式等教改实践, 提高了教学质量, 取得了良好的效果。

参考文献

[1]王家礼, 朱满座, 路宏敏.电磁场与电磁波[M].西安:西安电子科技大学出版社, 2003.

[2]郭业才.通信工程专业“电磁场与电磁波”课程教学实践[J].科技情报开发与经济, 2006, 16 (6) :247-249.

[3]杨儒贵.电磁场与电磁波[M].北京:高等教育出版社, 2007.

[4]郭辉萍, 刘学观.电磁场与电磁波[M].西安:西安电子科技大学出版社, 2007.

[5]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.

13.《磁场》教学设计与反思 篇十三

【教学目标】

知识与技能：

1、知道电流周围存在磁场，知道通电螺线管对外相当于一个磁体，会用安培定则确定相应磁体的磁极和通电螺管的电流方向。

2、培养学生初步的观察能力、实验能力、分析概括、空间想象能力。过程与方法：

1.通过观察奥斯特实验了解电流的磁场，知道电流磁场方向跟电流方向有关系，培养学生的观察实验能力。2.通过观察通电螺线管的实验，发现通电螺线管的磁极跟电流方向的关系，总结出安培定则，培养学生的分析概括能力。3.从安培定则的应用，培养学生的空间想象能力。情感态度与价值观：

养成实事求是，尊重自然规律的科学态度，在解决问题的过程中，有克服困难的信心和决心，能体验战胜困难、解决物理问题的喜悦。

【教学重点】

奥斯特实验，通电螺线管周围的磁场，安培定则。【教学难点】

安培定则的运用 【教学准备】

小磁针，螺线管，铁屑，通电螺线管周围磁感线的演示教具，干电池组，铜导线，多媒体系统。【教学方法】

科学探究、启发式教学法 【教学过程】

一、引入新课

课件展示:电荷间的相互作用规律，磁极间的相互作用规律。

提出问题：从刚才的课件展示中，同学们可以发现电荷间的相互作用与磁极间的相互作用有些什么相似之处？

（学生思考、讨论，回答问题）

那么电和磁之间会有一定的联系吗？（学生进行猜想与假设）

演示实验：把导线缠绕在铁钉上，闭合开关，发现铁钉可以吸引几个大头针，断开开关，大头针掉下来。为什么？

那么，电和磁之间究竟有什么联系呢？由此导入课题。

二、进行新课

1、奥斯特实验

引导学生对上述问题进行猜想与假设。

总结学生的猜想与假设，然后指出：最早揭开这个奥秘的是丹麦物理学家——奥斯特。（通过多媒体展示，回顾历史）

指导学生分组完成奥斯特实验：（1）设计实验

在实验中需要用到哪些器材？怎样连接？在实验中同学们要注意观察什么？通过观察什么现象来探究电与磁联系？（多媒体展示实验电路图）

（2）进行实验，观察记录实验现象

将电源两极对调，改变电流方向，再做一次探究。（3）分析归纳，交流合作，形成结论：

小磁针在什么情况下偏转？什么情况下不偏转？ 小磁针为什么会偏转？

小磁针偏转方向跟什么因素有关？

学生汇报探究结果，教师进行总结。板书：

一、奥斯特实验：

1、通电导线周围存在着磁场。

2、电流的磁场方向跟电流方向有关。

2、通电螺线管的磁场

奥斯特实验用的是一根直导线，那么一根直导线通电后有多大的磁性？实际应用大吗？

（学生猜想和假设）

总结学生猜想和假设出来的问题。同时指出：一根直导线通电后磁性不大，实际应用也不大。

那么用什么方法可以增强通电导体的磁性？科学家们为此进行了一系列实验，他们让电流通过各种形状的导线研究电流的磁场，其中有一种后来用处最大的就是把导线做成螺线管再通电。（1）实验探究：

按如图所示的实验装置，进行实验演示。引导学生观察实验现象，并进行课文填空：

通电螺线管周围存在着，a端的小磁针N极被，b端的小磁针S极被，这说明通电螺线管a端为，b端为。

再按教材P120图16-10演示实验，将观察到的现象和分析结论填写在下面的空格线上：

通电螺线周围铁屑分布状态与条形磁铁，其周围的磁场与条形磁铁。

（2）安培定则

科学探究：通电螺线管的磁场的极性跟什么因素有关？（学生猜想假设，教师演示论证）

根据上述实验与观察分析和总结：通电螺线管两端的极性跟螺线管中的电流方向有关，电流方向改变，通电螺线管的极性也改变。

然后指出：通电螺线管的极性跟电流方向的关系，可用安培定则来判定，指导学生阅读教材，知道安培定则的规定。（p40--图16-17，图16--18）。

板书：

二、通电螺线管的磁场

1、通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样。

2、通电螺线管的极性跟电流方向有关——安培定则：

用右手握住螺线管，让四指弯曲，跟螺线管中的电流方向一致，则大拇指所指的那端就是通电螺管的N极。

三、小结

四、作业

（一）教材42页，作业（1—2题）

（二）补充练习

1、请在图1中标出通电螺线管的Ｎ、Ｓ极

2、在图2所示的通电螺线管上标出螺线管的电流方向和电源正负极。

图 １

图 2

3.根据如图3所示规定的条件画出两通电螺线管的绕线。

图 3

【板书设计】

§16.2

电流的磁场

一、奥斯特实验

1、通电导体周围存在着磁场

2、电流的磁场方向跟电流方向有关

二、通电螺线管的磁场

1、通电螺线管外部的磁场和条形磁体的磁场一样。

2、通电螺线管的极性跟电流方向有关——安培定则：

14.几种常见磁场教学案例 篇十四

几种常见的磁场

☆教学目标

（一）知识与技能

1．知道什么叫磁感线。

2．知道几种常见的磁场（条形、蹄形，直线电流、环形电流、通电螺线管）及磁感线分布的情况

3．会用安培定则判断直线电流、环形电流和通电螺线管的磁场方向。4．知道安培分子电流假说，并能解释有关现象 5．理解匀强磁场的概念，明确两种情形的匀强磁场 6．理解磁通量的概念并能进行有关计算

（二）过程与方法

通过实验和学生动手（运用安培定则）、类比的方法加深对本节基础知识的认识。

（三）情感态度与价值观

1.进一步培养学生的实验观察、分析的能力.2.培养学生的空间想象能力.☆、重点与难点：

1．会用安培定则判定直线电流、环形电流及通电螺线管的磁场方向.2．正确理解磁通量的概念并能进行有关计算

☆、教具：多媒体、条形磁铁、直导线、环形电流、通电螺线管、小磁针若干、投影仪、展示台、学生电源 ☆、教学过程：

（一）复习引入

要点：磁感应强度B的大小和方向。

1、电场可以用电场线形象地描述，磁场可以用什么来描述呢？ 类比电场线可以很好地描述电场强度的大小和方向，同样，也可以用磁感线来描述磁感应强度的大小和方向

（二）新课讲解 1．磁感线

（1）磁感线的定义 2）特点：

①引入磁感线的目的：

②磁感线是闭合曲线，其方向 ③任意两条磁感线不相交。

④可以表示磁场的方向。⑤可以表示磁感应强度的大小。

演示：用铁屑模拟磁感线的形状，加深对磁感线的认识。同时与电场线加以类比。注意：①磁场中并没有磁感线客观存在，而是人们为了研究问题的方便而假想的。

②区别电场线和磁感线的不同之处：电场线是不闭合的，而磁感线则是闭合曲线。2．几种常见的磁场

B A

C

2、几种常见的磁场：

1）条形磁铁和蹄形磁铁的磁场磁感线：

2）直线电流的磁场的磁感线：安培定则

Ｉ

3）环形电流的磁场的磁感线：安培定则

4）通电螺线管的磁场的磁感线

I

3、磁感线的特点

①用铁屑模拟磁感线的演示实验，使学生直观地明确条形磁铁、蹄形磁铁、通电直导线、通电环形电流、通电螺线管以及地磁场(简化为一个大的条形磁铁)各自的磁感线的分布情况(磁感线的走向及疏密分布)。

②展示:条形磁铁（图1）、蹄形磁铁（图2）、通电直导线（图3）、通电环形电流（图4）、通电螺线管以及地磁场(简化为一个大的条形磁铁)（图5）、※辐向磁场（图6）。

（1）条形、蹄形磁铁，同名、异名磁极的磁场周围磁感线的分布情况（图

1、图2）（2）电流的磁场与安培定则 总结：

①直线电流周围的磁场及特点，方向的判定 ②环形电流的磁场及特点，方向的判定 ③通电螺线管的磁场及特点，方向的判定

④电流磁场（和天然磁铁相比）的特点：可由通断电来控制；极性由电流方向变换；磁场的强弱可由电流的大小来控制。

3．例题分析

例1．如图所示，放在通电螺线内部中间处的小磁针，静止时N极指向右，试判断电源的正负极。

例2．如图所示，若一束电子沿y轴正方向移动，则在z轴上某点A的磁场方应该是[

] A．沿x轴的正向

B．沿x轴的负向 C．沿z轴的正向

D．沿z轴的负向

例3．在同一平面内，如图放置六根通电导线，同以相同的电流；方向如图，则在abcd四个面积相等的正方形区域中，指向纸外且磁感应强度最大的区域是。

例4．如果地磁场是由于地球表面带有电荷而产生的，试问：地球表面带何种电荷？

3．安培分子电流假说

（1）安培分子电流假说（P92）

对分子电流，结合环形电流产生的磁场的知识及安培定则，理解“它的两侧相当于两个磁极”； “这两个磁极跟分子电流不可分割的联系在一起”，这就是不存在磁单极的真正原因。（2）安培假说能够解释的一些问题

如回形针、酒精灯、条形磁铁、充磁机做好磁化和退磁的演示实验。再如磁卡不能与磁铁放在一起等等。

（3）磁现象的电本质：磁铁和电流的磁场本质上都是电流产生的． 4．匀强磁场

（1）匀强磁场：

（2）两种情形的匀强磁场：教材P92图3.3-7，图3.3-8。5.磁通量

（1）定义：

（2）表达式：φ=BS 注意①对于磁通量的计算要注意条件。

②磁通量是标量，但有正、负之分，可用磁感线来说明

③在某一面积中存在完全相反的磁场时，磁通量的计算方法。（举例说明）（3）单位：韦伯，简称韦，符号Wb

1Wb = 1T·m

2（4）磁感应强度的另一种定义（磁通密度）:即B =φ/S 上式表示磁感应强度等于穿过单位面积的磁通量，并且用Wb/m2做单位（磁感应强度的另一种单位）。所以：1T = 1 Wb/m2 = 1N/A·m 6．例题分析：

试求出下图（1--5）中的磁通量（大圆的半径为R，小圆的半径为r），图6在线圈下落过程中通过线圈的磁通量如何变化

（1）φ=

（2）φ=

（3）φ=

（4）φ=

（5）φ=

（6）φ的变化情况为

（三）巩固练习

15.电磁场与电磁波的教学改革研究 篇十五

关键词：电磁场,麦克斯韦方程,传播

0 引言

“电磁场与电磁波”是通信工程专业、电子工程专业一门专业主干课, 因为大多电子信息的传播都是通过电磁场和电磁波来传递的, 所以电磁波技术不仅广泛应用于通信技术、广播电播、电视技术、雷达测试技术、遥测遥控监测技术等众多领域中, 同时信息安全技术问题、电磁兼容、电子对抗和电磁屏蔽等技术问题的研究也必须依赖于电磁场理论。一些重要的发现和发明都是以电磁场理论的研究为基础的, 如指南针、电话、电报、电动机和发电机等, 特别是无线电技术, 完全是在电磁场理论研究的基础上发明、发展起来的。而且, 随着我国信息科学技术的迅速发展, 电磁场理论与微波技术在通信工程专业、信息工程专业、信息对抗专业和信息安全专业等人才的培养过程中显得尤为重要。

1 现状

“电磁场与电磁波”的主要内容包括:矢量分析、静态场分析、动态电磁场的概念、原理、分析方法和相关应用, 电磁波在无界空间中的传播, 电磁波在有界空间中的传播, 这是是一门难度系数较大的课程, 与前期相关课程联系紧密, 如求解场的大小和方向时涉及到高等数学和大学物理学的知识, 同时还要求学生具有一定的空间想象能力、抽象思维能力和逻辑推理能力。总的来说来说其难点主要体现在要求学生具有较高的空间想象力和较强的数学计算能力。

1.1 学习中的问题

学生在学习中存在的问题主要体现在两方面:一是, 推导和计算难, 课程中所涉及的公式多、表达式复杂、数学要求强。如果再在推导中运用到矢量运算、微积分方程以及复数运算, 过程繁杂, 往往顾此失彼, 学习吃力。二是, 概念抽象, 该课程理论性强, 概念抽象, 对一些定理及概念, 比如说惟一性定律、内自感、外自感等等概念难理解, 物理概念不熟悉, 学习难度大。三是, 解题困难, 很多学生反应上课认真听讲, 下课花大量时间推导公式, 可遇到习题又像到另外一个世界, 完全无从下手。长此以往, 失去学习的兴趣。

1.2 在教学中中存在的问题

第一电磁场与电磁波课程涉及大量的公式推导, 部分教师尤其是青年教师往往注重数学计算, 而忽略了其物理意义, 容易使该课程失去其意义。第二, 课程系统性强, 注重介绍其理论基础知识, 忽略与实际应用的联系, 容易让学生产生“学习这门课有何用”的疑惑, 不能调动起学生的学习积极性。第三, 由于电磁场与电磁波先修课程高等数学和大学物理, 由于一些原因在电磁场与电磁波的教学中有时会出现知识衔接的问题。

2 改革的思路

电磁系列课程教学内容和方法的改革必须从以下几个方面来进行:教育观念和理念的更新;专业技术基础课地位与内涵的再认识;课程体系和教学内容的改革;考试制度及方法的改革;网络课程和双语教学的初步尝试。通过这些方面的研究和实践, 以取得较好的改革效果, 电磁系列课程教学改革的实践应该采用全方位、立体化、多视角的教学模式, 发挥教师的主导作用, 确定学生的主体地位;想尽一切方法, 采取一切手段, 努力帮助学生开拓思路, 激发潜能;在教给学生专业知识和学习方法的同时, 全面培养他们的创新意识、实践能力和综合素质。

提高学生兴趣, 兴趣是最好的老师。比如, 在刚开始学习均匀平面波的传播时, 让学生们自由讨论现实生活中遇到的电磁波传播问题, 再向学生提出几个应用问题:为什么海水中潜艇之间的通信困难?如何防止室内电子设备受外界电磁波干扰?为什么在微波炉中牛肉能熟, 而盛牛肉的盘子确不会烤焦?中波广播天线架设为什么与地面垂直?学生带着这些问题学习, 当遇到这些问题, 他们无法解决时, 就想尽快知道解决问题的办法。通过这部分理论知识的讲授, 学生对这些问题有了较深的认识。经过了这样多次提出问题、解决问题的过程, 学生们对本课程的兴趣越来越浓厚, 学习目的也非常明确了。

3 改革的方法

改变教学重点, 对于静态场问题, 不做大量的讲解分析。通信工程专业在后续学习中, 更多的是应用电磁场的传播分析问题。大量的静态分析不仅耗费大量的时间和精力, 而且让学生一开始就陷入茫然畏难之中, 后面更实用的内容反而不能取得较好的教学效果。但静态场是动态场的基础, 所以不能直接从教学中划出, 实际教学中采用的办法是, 仅仅讨论点电荷的散度, 旋度, 其他复杂情况不做讨论。而麦克斯韦方程不做过多的推导, 直接给出结论, 视其为“公理”, 后续内容全部从麦克斯韦方程出发进行分析。

对于一些抽象的现象用Flash动画播放, 对于一些复杂公式则在黑板上板书推导。如讲解经典的Maxwell方程组时, Maxwell方程组第二方程即法拉第电磁感应定律, 借助一个Flash动画演示发电机的工作原理, 生动形象, Maxwell方程组的第一方程提出了位移电流的假设, 如果从理论上讲解会比较容易混淆, 把Maxwell测试位移电流的实验用Flash动画或Ansoft Maxwell软件演示, 学生一看就明白了, 且调动了学生的学习兴趣。

当然对于“电磁场与电磁波”课程而言, 全部采用多媒体课件教学效果不是很理想, 因为该课程数学基础要求高, 在理论教学中有大量的数学推导, 如果这部分内容完全采用多媒体教学, 学生很难跟上, 对知识点也是一知半解, 印象不深, 因此一些涉及到基本概念的推导、习题的讲解时, 我们采用板书教学。虽然板书的速度较慢, 但加强了与学生之间的互动, 提高了学生参与的积极性, 取得了较好的教学效果。因此在教学实践中, 我们将板书与多媒体课件教学有机结合起来, 发挥各自教学优势, 达到了提高教学效果的目的。

4 结论

16.与地磁场相关的物理问题分析 篇十六

关键词：地球；磁场；物理分析

中图分类号：G632.0 文献标志码：B 文章编号：1674-9324（2012）01-0017-02

一种假说认为是由地球自转造成地幔负电层旋转产生的，即“磁现象的电本质”。近几年的高考以及新教材中，不断推出联系生产、生活、现代科学技术应用和近代物理知识的试题，其中不少是与地磁场有关的问题，在解决这类问题时，学生往往出现这样那样的错误。笔者将常见的地磁场问题作如下归类，希望对广大考生的复习有所帮助。

一、地磁场，不易把握的磁场分布

例1：假如飞机在我国上空匀速巡航，机翼保持水平，飞行高度不变。由于地磁场的作用，金属钒翼上有电势差。设飞行员左方机翼未端处的电势为U1，右方机翼未端处的电势力U2，则（?摇?摇）。

A.若飞机从东往西飞，U2比U1高；B.若飞机从西往东飞，U1比U2高；C.若飞机从南往北飞，U1比U2高；D.若飞机从北往南飞，U2比U1高

解析：本题考查了地磁场的分布知识以及电磁感应知识，同时注重考查了空间想象能力和学科间的综合能力。

二、地磁场，谜一般的来源猜想

例2：物理学家安培认为磁场是由于运动电荷产生的。这种设想对地磁场也同样适用。目前，地球上并没有发现相对地球定向运动的电荷。由此可见，地磁场的产生原因是由于地球的（ ）。

A.自转，带负电?摇B.绕太阳公转，带正电?摇C.自转，带正电 D.绕太阳公转，带负电

解析：地磁场的南极在地理北极附近，地磁场的北极在地理南极附近，根据安培定则可以判定引起地磁场的电流是与地轴垂直的圆形电流，其方向是由东向西，而地球的自转方向是由西向东，故地磁场的产生原因是由于地球自转，带负电造成的。应选A答案。

三、地磁场，显示器的“大敌”

在某一电视机的显像管里，从电子枪射出的电子束经加速电场加速后沿水平方向从南朝北运动，该处的地磁场在竖直方向的分量向下，大小为已知电子的电量，即为电子的质量。（当数字很小时，可作零处理）

四、地磁场，地球生命的“超大保护膜”

磁感强度大小为B2，且B2>B1。（1）将粒子在出发点x=0处作为第零次经过x轴，试求粒子到第n次（设n为奇数）经过x轴的整个过程中，在x轴方向的平均速度υ。（2）若B2/B1=4，当n很大时，υ与υ0的大小之比趋于何值。（2）解析：设粒子的质量为m，电荷量为q，粒子在磁场中做匀速圆周运动。

五、地磁场，动物运动的“导航器”

做过这样的实验：把几百只训练有素的信鸽分成两组，在一组信鸽的翅膀下缚了一块小磁铁，而在另一组信鸽的翅膀下缚一块大小相同的铜块，然后把它们带到离鸽舍数十乃至数千米的地方，分批放飞。结果绝大部分缚铜块的信鸽飞回到了鸽舍，而缚着磁块的信鸽却全部飞散了。这个实验证实了人们的一个猜想——鸽子高超的认路本领是依赖于（ ）。

A.鸽子靠对地磁场的感应来判别方向。

B.鸽子的眼力和对地形地貌极强的记忆力来判别方向。

C.鸽子发射、并接收反射回来的次声波来判别方向。

D.鸽子发射并接收反射回来的超声波来判别方向。

解析：这道要求我们从阅读试题的过程中收集到的信息、分析处理信息的应用类题。

六、地磁场引起的自然现象

假如我们在北极地区突然发现正上方的高空出现了射向地球的、沿顺时针方向生成的紫色弧状极光（显示带电粒子的运动轨迹）。则关于引起这一现象的高速粒子的电性及紫色弧状极光的弯曲程度的说法中，正确的是：（?摇?摇?摇）。

A.高速粒子带正电?摇?摇?摇B.高速粒子带负电

C.轨迹半径逐渐减小?摇?摇?摇D.轨迹半径逐渐增大

解析：在高纬度地区的高空，太阳发射的高速带电粒子进入两极附近时，其速度方向与磁感线基本上平行，此方向上的速度不受到洛仑兹力作用，但是高速带电粒子的运动方向毕竟不可能完全与磁感线平行，一定有与磁感线垂直的分量，就是这一点点与磁感线垂直的速度分量也会受到地磁场竖直方向的作用，假如当我们俯视时，不管水平速度方向如何，由左手定则不难得出：如果是正电荷则必然会受到向左的洛仑兹力作用，即正电荷会沿逆时针方向做圆周运动，而当我们在下方仰视时，正电荷会沿顺时针方向做圆周运动；此外，随着带电粒子向下运动则地磁场强度越来越大，那么它做圆周运动的半径就越来越小。以螺旋形的运动方式趋近于地磁道南北两极，故选项为AC。

17.让情趣为阅读教学营造强磁场 篇十七

江苏省兴化市实验小学 薛 艳

低年级孩子的最大特点是好动，经常听到老师们这样抱怨：低年级孩子自我控制力太差，课上不是开小差，就是做小动作，真难教。我想：作为教师，面对这样的情况，我们是否应该好好地反思，孩子不听讲是不是因为我们的课堂吸引不了他，要知道，他们在干自己感兴趣的事情时可是很专注很投入舍不得分一点儿神的。古人云，感人心者莫先乎情。同样，要想吸引孩子置身于课堂学习亦莫先乎一个“情”字。只有让他们进入课堂情境，让他们产生情感需求，让教师、学生、文本产生情感共鸣，孩子们方能主动地融入课堂。孩子一旦融入了课堂教学之中，那他的“动”就是为学习而动，“动”得其所，“动”得其妙。这种情感需求的产生，有些来自于文本自身，但更多的要靠我们教师运用各种手段来“营造”。

《云房子》是苏教版二年级的一篇童话故事，语言优美，趣味盎然——雨后天空中留下朵朵白云，小鸟们用白云做成了各式各样的云房子，并在云房子间快乐地嬉戏玩耍。一阵风吹来，云房子也被吹散了，只留下一个笑咪咪的太阳和一片水汪汪的蓝天。我是这样实施教学使课堂充满魅力的。

一、课件先声夺人，引领学生入情入境

学习伊始，我首先通过课件让学生进入情境。随着美妙动听的音乐，朵朵白云悠悠地飘浮在蓝湛湛的天空中。顿时，“呀”“哇”“啊”

之类的惊叹声在教室里响起。平时再熟悉不过的蓝天白云现在竟然走进了课堂，孩子们格外新鲜，格外兴奋，他们发现了平时被忽略了的美丽。这时，学生们获得了最初的情感体验——“天空真美呀！”同时也情不自禁地迫不及待地关注这片天空会发生些什么事。

二、联系生活实践，引发情感共生共鸣

“小鸟们开始造房子了。”我告诉孩子们，小鸟们造云房子就像你们平时捏橡皮泥、搭积木、拼七巧板、做飞机模型一样有趣，它们动了好多脑筋才造出了各种各样的云房子来。由相似的实践活动自然能联想起相同的游戏活动相同情感体验。当他们看到了那么多奇形怪状的白云时，仿佛就像是看到了自己的杰作一样。有人指着一朵美丽的云彩，甜甜地读着：“有点像花儿一样美美地开着。”有人指着一朵胖嘟嘟的云彩，粗声粗气地读道：“有的像大冬瓜那样傻傻地横着。”还有人捏起两根小指头，眯缝着眼睛说：“也有一点点小的，小得只可以住进一只小麻雀”。当然，我没忘记让他们根据自己的喜好也来造座云房子。不一会儿工夫，诱人的冰激凌房子，可爱的雪娃娃房子，神秘的飞碟房子就都在孩子们的想象里诞生了。

三、借助即兴表演，玩出兴味玩出情趣

“小鸟们在云房子间嬉戏玩耍了。”孩子们学到这儿的时候，爱玩的天性表露得淋漓尽致。几个孩子已经按捺不住地站起来，扑扇着“翅膀”（双臂）。显然，他们已经坐不住了。与其让他们窃窃私语，偷偷摸摸地学小鸟飞，不如慷慨大方地让他们玩个够。你要玩吗？行！但你现在必须转换角色，您现在就是小鸟，小鸟是怎样串门怎样作客

怎样玩耍的？你得即兴表演。就这样，我放飞了一屋子的小鸟，也放飞了一颗颗童心。“你好呀，今天我想到你家作客，我们一起玩游戏，好吗？”“欢迎你到我家来作客，我带你参观我的云房子吧！”他们礼貌地去别人家作客，欢快地与伙伴玩耍，同时也获得了一个很好的口语交际的机会。此时，玩亦是学，学亦是玩，口语交际、美文朗读、即兴表演、嬉戏玩耍，一举多得，真是情趣盎然，其乐无穷！

四、珍视不同理解，抒发真情独感

“云房子被一阵风吹散了。”雨后的天空为一般人所喜爱，更何况课文插图中还有一片水汪汪的蓝天和一个笑眯眯的太阳呢。当我问道：“你喜欢雨后的天空吗？”很多同学都欢快地回答：“喜欢。”但也有部分学生因为前半部分有了情感的投入，角色的融合，所以他不再是用一般常人的眼光看这片天空了，而是能“想小鸟之所想，忧小鸟之所忧”，为小鸟失去云房子而感到遗憾。这份生成的情感是学生对课文的自我解读、自我理解，是学生的个人感受和独特见解，是情感碰撞的火花，是难能可贵的。如果按照我原本的设计齐读这一小节的话，不同的情感需求又怎能得到充分地宣泄呢？于是我立刻改成了分组朗读，在响亮愉悦的声音里有人感受到了雨过天晴的喜悦，在淡淡的遗憾声中有人感受到了小鸟失去云房子的失落，更让孩子们明白了，原来在读同一段文字时，可以从不同的角度进行不同的解读，他们的个性思考会得到老师充分的尊重。