电生磁十篇

电生磁篇1

1、电可生磁，磁也能生电，电能一般是在线圈之中转化为磁能的，电能转化为磁能后，磁在同极性产生磁力矩作用，即做功的原动力，电能转化为动能。

2、磁生电是英国科学家法拉第发现的。原理是闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，在导体上就会产生电流的现象叫电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流。发电机便是依据此原理制成。

（来源：文章屋网 ）

电生磁篇2

本节课的教学将引导学生在已有的电学和磁场知识的基础上自主认识电和磁之间的联系，认识这种联系是提升学生认识“事物是普遍联系的”这一辩证唯物主义基本观点和“不同的物质和不同的运动形式之间又发生着相互作用”的物理观念的绝好实例。本节课包括电流的磁场、安培定则两个严谨的基础知识，是本章的核心内容之一，是学习后续的电磁铁、电磁继电器、通电导体在磁场中受力作用等知识的基础，也是学生高中阶段学习电磁学知识的基础。通过本节课的教学，学生还可进一步巩固上节课学习的认识磁场的技能和方法，其教学过程也是实现三维教学目标融合的绝佳教育契机。本节课所涉及的电流的磁场概念抽象、生疏，笔者在教学过程中，创设了“模拟奥斯特实验学生发现电流的磁效应”和“设计制作螺线管”的学习情境，通过情境激发学生的学习情趣，使其在情境中发现现象，质疑现象，在质疑过程中猜想、探究、交流，最后建构出电流的磁效应和安培定则。

二、教学要求

知识技能：学生通过实验，了解电流周围存在磁场，探究并了解通电螺线管外部磁场的方向，会画螺线管外部磁场。

过程和方法：会用磁针和铁屑探究通电螺线管外部的磁场。

情感态度价值观：认识“事物是普遍联系的”这一辩证唯物主义基本观点，了解掌握“不同的物质和不同的运动形式之间又发生着相互作用”的物理观念。

实验器材：小灯泡、干电池、开关、导线、小磁针、玻璃罩。

三、教学过程

（一）在模拟奥斯特实验的情境中发现电流的磁效应

1.发现通电导线周围存在磁场

教师创设情境：你能连接一个让小灯泡发光的电路吗？(将一个小磁针放在玻璃罩中，平行放置于直导线下方)

学生：连接电路，闭合开关，小灯泡发光。

教师：在小灯泡发光时你还有什么发现？

学生发现：小磁针偏转。

（如果学生不能发现小磁针偏转的实验现象，则教师反复闭合、断开开关，引导学生发现开关闭合时小磁针发生偏转的实验现象）

教师：关于这一现象你可以提出什么问题？

学生：小磁针为什么会偏转？

教师：谁能回答他的问题？

学生：电流周围有磁场，使小磁针发生偏转？

教师：你根据什么现象，认为磁场是有由电流产生的？

学生：因为开关闭合时，有电流，小磁针偏转；开关断开时，没有了电流，小磁针回到原来的位置。

教师：都听清楚了吗？还有什么问题要问吗？如果你们没有的话，我来提一个问题：小磁针的偏转可不可能是由于教室中的微风引起的？或者是由于电流的热效应使周围的空气流动所引起的呢？

学生思考讨论后，得出结论：不可能，因为小磁针是放在玻璃罩中，不会受到空气流动的影响。

教师：看来你的发现确实是新发现,请你把结论写在黑板上。

学生板书：通电导体周围有磁场。

自评：本环节的教学以奥斯特实验情境的创设为切入点，有效地实现了三维目标的融合,即引入了知识,实现了知识目标。在实验中，学生通过自主的观察、发现、质疑、猜想现象发生的原因，自主建构通电导体周围有磁场的规律，培养了学生提出问题并进行科学猜想的能力。情境的创设既让学生感到惊异，又合乎情理，激发了学生的学习兴趣。

2.电流磁场的方向和电流方向有关

教师：关于电流产生的磁场，你还有什么想法或猜想？依据什么?

学生：电流磁场的方向和电流的方向有关,因为电流磁场是由电流产生。

教师：你能设计一个实验来验证你的猜想吗？

学生讨论设计方案：闭合开关，观察小磁针的偏转方向，断开开关，改变电流方向，再闭合开关，观察小磁针的偏转方向。

教师：谁能到前面来做个演示？

一名同学操作，其他同学观察。

教师：还有没看清楚的吗？你从这个现象能够得出什么结论？

学生：电流磁场的方向和电流的方向有关，电流的方向改变，电流磁场的方向也改变。

教师：其他同学还有没有质疑？请将你的结论写在黑板上。

学生板书：电流磁场的方向和电流的方向有关，电流的方向改变，电流磁场的方向也改变。

教师归纳电流的磁效应，介绍奥斯特实验及有关信息。

自评：猜想有两个层次，一是凭借直观的感觉的猜，二是在已有的知识经验基础上经过合理的推理和想象的想。教师的引导作用重点就应该体现在要引导学生的思维从直觉的猜过度到理性的想，这是学生创新的开始。

（二）制作螺线管，探究通电螺线管的磁场

1．制作螺线管，建构螺线管的模型

教师创设情境：将小磁针靠近正在放光的220V的白炽灯的导线旁。（下转第57页）

（上接第46页）

教师：小磁针偏转了吗？

学生：没有。

教师质疑：为什么没有偏转？

学生在实际体验的基础上观察、发现、猜想，是因为其电流太小，导致其产生的磁场太弱。

教师提出问题：怎样在电流一定的情况使用一根导线得到较强的磁场？

学生思考讨论得出：将导线缠绕起来，初步建立了螺线管的模型。

教师：这个装置叫螺线管，我们现在一起制作一个螺线管好吗？

学生利用导线制作螺线管，体会螺线管的绕法。

教师：谁能到黑板上画出你绕的螺线管？

学生：学生画出两种不同绕法的螺线管。

教师在学生画出的图上标出电流流进、流出的情况，并提问：谁能画出螺线管中的电流方向？

学生：画出螺线管中的电流。

自评：通过学生制作螺线管、画螺线管弥补学生从未接触过螺线管这一经历体验上的空白，在头脑中建构起了螺线管的模型，突破学生画出螺线管和标出螺线管中电流的难点。

2.探究螺线管外部的磁场

电生磁篇3

[关键词] 电磁 继电器 具体应用

电磁继电器是电磁铁的具体应用,是电磁铁的继续和延伸。电磁继电器是电铃、电话、自动控制系统的重要部件,其实质是由电磁铁控制的开关,在电路中起着类似开关的作用。从原理上分为控制电路和工作电路。控制电路由电磁铁、低压电源和开关组成。工作电路由电动机(或电灯等)、高压电源和电磁继电器的触点部分(相当于活动开关)组成。继电器是利用低电压、弱电流的通断来间接控制高电压、强电流电路的装置。它的原理是一定的,但在自动控制系统中,纷繁多变,它与我们生产、生活有紧密而广泛的联系,是属于“物理走向社会”的内容,是物理知识向生活的回归。下面,简要说明电磁继电器在自动控制系统中具体应用。

一、水位自动报警器

图1是一种水位自动报警器的原理图。水位没有达到金属块A时,绿灯亮:水位到达金属块A时,红灯亮。说明它的工作原理。注意:纯净的水不导电,但一般水都能导电。

解析:水位没有到达金属块A时,继电器线圈没有电流通过,它的上面两个触点接触,工作电路中绿灯和电源构成回路,绿灯亮;水位到达金属块A时,继电器线圈有电流通过,产生磁性,吸引衔铁向下,下面两个触点接触,工作电路中红灯与电源构成回路,红灯亮。

二、自动空气开关

如图2是家庭用自动空气开关的原理图,以下说明它的工作原理:

当电路由于短路或者用电器总功率过大等原因导致电流过大时,电磁铁P磁性变强,吸引衔铁Q的力变大,使衔铁转动,闸刀S在弹力作用下自动开启,切断电路,起到保险的作用。

三、锅炉压力报警器

如图3所示,该装置为一监测锅炉内压力大小的报警器。在压力小于某个安全值时,绿灯亮;当压力超过安全值时,红灯亮、电铃响而报警。以下说明其工作原理:当锅炉内压力小于某个安全值时,活塞与1、2断开,控制电路中没有电流通过,触点3与4接触,绿灯与电源构成回路,绿灯亮;当锅炉内压力大于安全值时,活塞推动金属片,使开关1、2接通,继电器线圈有电流通过,产生磁性,吸引衔铁触点3和5接触,红灯、电铃与工作电源接通,故红灯亮、电铃响而报警。

四、自动增氧系统

当夏天大气压偏低时,鱼塘需要增氧,以防鱼缺氧而死亡。图4为某同学设计的自动增氧系统,他把实验用的水银气压计进行改装,在气压计顶端密封一根铜导线,气压计左端水银面上方为真空,当气压偏低时,左边水银面下降,右边水银面上升,水银柱两边的铜导线接通,使得电磁继电器的控制电路形成通路,电磁铁将衔铁吸下,工作电路接通,增氧泵自动工作。

此系统实际为电磁继电器的具体应用,分为控制电路和工作电路两部分,控制电路由蓄电池、电磁铁、水银气压计组成。工作电路由增氧泵、低压供电线(电压为220V)和电磁继电器的动、静触点组成,因而控制电路的连接为“+”和2、1和3、4和“-”;工作电路中“火线”和6、5和7、8和“零线”依次连接。

五、恒温箱

这是某养殖场需要一种温度可调的恒温箱,以下为工作原理:这种恒温箱实际是电磁继电器的又一应用。如图5所示,为其设计制作的恒温箱电路示意图,电热丝是恒温箱的加热元件,图中的水银温度计为导电温度计,上面的金属片A的高度可以调整,下面的金属片B与温度计中水银接触,该温度计的水银泡放置到恒温箱内。

恒温箱的工作原理为:通电后当恒温箱内温度未达到规定温度时,电热丝被连接在电路中,使恒温箱温度升高;当温度计中水银柱上升到金属片指示的温度时,电磁继电器线圈被接通,衔铁被吸下,电热丝断电停止加热。温度降低后线圈电路断开,衔铁被释放,电热丝再次被接入电路,从而保持恒温箱内温度恒定。

六、应用型电磁继电器在考题当中的典型模型

图6是火警自动报警器原理图,发生火警时,将会发生下列变化,其变化顺序是( )

①温度升高使双金属片向下弯曲,从而接通电磁铁电路;②接通触点使报警电路中有电流通过;③电磁铁具有磁性;④衔铁被吸下;⑤红灯亮、电铃响发出警报。

电生磁篇4

关键词：高中物理；生活；电磁学；兴趣

引言：

相较于初中，高中学习时间紧张，学习任务繁重。很多学生对知识用处的认识发生了改变，认为所学知识仅仅是用来参加考试的。而物理的电磁学又具有很强的逻辑性，如果不结合实际很难理解。通过利用生活中的材料学习电磁学，不仅能让学生对电磁学产生兴趣，更能让他们明白知识来源于生活，并将运用于生活。有助于他们养成从实际出发，从兴趣出发的好习惯去学习的好习惯。

一、从书本上了解电磁学

（一）什么是电磁学

电磁学以电流的磁效应和变化的磁场电效应两个实验为基础，融合了电学和磁学的知识的学科。高中阶段主要研究变化的电流产出磁场、电荷以及磁场规律等。

（二）电磁学在生活中的运用及意义

电磁学已经运用于生活的方方面面，电磁学在改善着我们的生活，提高了我们的生活质量，提高了我们的工作效率。深入了解生活中的电磁学对我们的生活是非常有必要的。

二、通过对生活中遇到的问题，培养对电磁学学习的兴趣

只有对电磁学从心理上产生兴趣并拥有想要了解的强烈愿望，我们才会积极的投入到电磁学的学习中去。我们或许认为电磁学可能离我们的生活很远，生活中很难遇到与此相关的实际问题，然而我就遇到了。

一次家里的微波炉坏了，妈妈说要找人来修，我脑中瞬间闪过这样一个想法：微波炉的知识我好像在高中的知识里学过，不就是用微波来加热食物吗。我看一下说明书，没准就能把它修好了。于是我便拦住妈妈，说我能修。妈妈犹豫了一下便同意了。当我拿到说明书发现自己完全看不懂时，才发现自己把话说大了。还有一会，我想用我家的砂锅给父母煲个鸡汤喝，却发现这个电磁炉就是不能用，以为是电磁炉坏了。后来这件事被爸爸知道了，爸爸狠狠的嘲笑了我这个高中生的没文化和没常识，居然不知道电磁炉只能用来加热铁制炊具。

通过在生活中出的糗，我深感自己所学知识之浅薄，离实际的应用还差的远，分数考的高有什么用，还不就是个书呆子而已。因而我开始对生活中的电磁学产生了浓厚兴趣，便开始通过对生活中的材料来分析理解来学习电磁学。

三、通过分析生活中的实际运用学习电磁学

（一）电磁炉

通过观察我们发现电磁炉的表面被一块耐热陶瓷板所覆盖，耐热陶瓷板下方是线圈。根据生活经验我们发现电磁炉只能用来加热金属炊具，陶瓷炉和石锅等都不能用电磁炉来加热，根据所学知识分析当交变电流通过耐热陶瓷板底部的线圈时，由于交变电流的方向和大小随着时间的变化也在发生着变化，导致通过线圈的磁通量不断发生着改变，因而线圈周围产生的磁场强度不断改变，这时当金属锅身靠近磁场时金属锅身内产生涡流从而发热达到烹饪食物的效果。如此看来电磁炉为什么不能加热非金属类的炊具的原因就显而易见了。根据我们的分析我们可以得知电磁炉只能用于加热金属炊具，只能在交变电流中使用。

（二）微波炉

和电磁炉一样微波炉也是家庭生活中常见的厨具，给我们的生活带来了许许多多的便利。通过高中的课本我们仅仅只能知道微波炉是依靠产生微波来加热食物的电器，要想完全弄懂微波炉的工作原理依靠高中的知识是完全不够的，这恰恰证明仅仅依靠课本的知识是完全不能满足我们的好奇心的，可见好奇心这个老师比起课本还是要强很多。通过手机查阅资料，我们大概可以这样简单理解：微波炉中存在一个叫磁控管的东西，磁控管中有一个永磁体能够产生磁场，同时微波炉中存在一个几千伏的高电压和另一个灯丝的电压。灯丝在受热时，金属分子中电子脱离原子的控制成为离散的电子，在永磁体产生的强磁场和微波炉中高压的作用下，电子被送入磁控管中最终经过一系列的复杂原理微波就产生了【1】。微波是一种电磁波，均匀集中的微波持续作用于食物是，食物内的分子会发生振荡，宏观上的表现就是食物会熟。

（三）磁悬浮列车

一开始我想：相对于微波炉复杂的原理，大致了解磁悬浮列车的原理应该会简单的多吧。当我去实际了解是我发现并不是我想的那样，还真是应了那句古话：纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。就我们高中所学知识来看根据同名磁极相互排斥，轨道与列车相互排斥，列车因而悬浮在轨道上【2】。然后根据实际了解磁悬浮列车同样也利用了异名磁极相互吸引的原理，在磁悬浮列车的车体底部和两侧转向上的顶部均按有磁体，配合安装在轨道上方和升臂下方反作用板和感应钢板，使得列车与轨道间的距离维持在十至十五毫米之间。相比于普通列车磁悬浮列车消除了列车与轨道间的摩擦力，让磁悬浮列车的速度更快。

四、结束语

电磁学作为一门以电学与磁学为基础的理论性极强的学科，如果只是学习课本上浅显的知识是很难真正在实际中有所利用的【3】。高中生要从自己的长期发展出发，从生活中遇到的問题出发，培养自己的学习电磁学的兴趣，并试着去了解电磁学在生活中的运用，弄清楚这些运用的原理。这样我们不仅能深入理解那些复杂的理论做到学以致用，而且也可以让我们从容的面对考试，不再为物理学这个难点感到苦恼。

参考文献： 

[1]刘家鑫. 高中电磁学在生活中的实际运用[J]. 教育现代化-知网， 2017（15）：0181-0181. 

[2]贵新旸. 高中电学在电路发展中的应用[J]. 数理化解题研究， 2017（25）：59-60. 

电生磁篇5

关键词：计算机 电磁辐射 危害 防护

一、概述

电磁辐射就是能量以电磁波形式从辐射源发射到空间的现象。对我们生活环境有影响的电磁辐射分为天然电磁辐射和人为电磁辐射两种。大自然引起的如雷、电一类的电磁辐射属于天然电磁辐射类，而人为电磁辐射污染则主要包括脉冲放电、工频交变磁场、微波、射频电磁辐射等。

目前，能造成大面积污染的人为电磁辐射主要有高压输配电系统、发射设备、微波设备、家用电器、计算机等等。其中高压输电系统的电磁辐射强度最大，对人体的危害最明显。为了保障从业者的健康，在辐射环境下的工作时间有着严格的限定。相比之下，诸如彩电、手机、微波炉、空调机、电冰箱、计算机等等家庭必需的电气设备所影响的人群更广泛。在上述常见的电气设备中，与人们工作、生活息息相关的计算机更值得关注。许多上班族和沉迷于网络世界的网虫每天面对计算机的时间往往超过8小时。而计算机本身就是一个不可小觑的辐射源：微处理器、主板、显卡、声卡、内存、硬盘、光驱、显示器、USB接口等主要部件在工作时都会向外界辐射电磁能量。计算机所产生的电磁辐射，对那些长期接触计算机的人的身心健康有不小的危害。

二、计算机电磁辐射的危害

计算机已成为现代社会的各行各业和千家万户不可缺少的一部分，它给人们的工作、学习、生活带来了极大的方便。但计算机造成的疾病也与日俱增，严重的影响了人们的身心健康。“计算机病”的症状表现为神经衰弱综合癌（头晕、头痛、疲劳、失眠或噩梦、记忆力减退、情绪低落等）、肩颈腕综合症（骨骼不适、手指麻等、感觉异常、震颤、有压痛），以及腰背酸痛、抗病能力降低、易感冒等。许多人连续注视计算机屏幕，长时间近距离盯着闪烁的荧光屏，易使眼睛充血、干燥、怕光，严重者还会使眼球视网膜的感光功能失调，晶体受损，暗适应能力降低，造成视力减退，甚至可导致微波自内障、夜盲症等。如人体受辐射还可导致人体循环系统异常，男性生殖能力下降，人体激素分泌异常等。孕妇、儿童、心脏起搏器佩戴者和老人是电磁辐射的易感人群，而心脏、眼睛和生殖系统等是电磁辐射敏感器官。近年来的畸形儿出生率和儿童的白血病增多，都与电磁辐射有着很大的关系。

三、计算机辐射的主要来源

计算机的微处理器、主板、显卡、声卡、内存、硬盘、光驱、显示器、USB接口等主要部件在工作时都会向外界辐射电磁能量。根据有关数据表明，我们所受到的辐射大部分来自显示器和主机。

显示器又分为CRT显示器和LCD显示器。CRT显示器通过电子枪发射电子束实现画面显示，对外发射电子本身就会产生严重的电磁辐射，尽管厚厚的含铅玻璃屏幕可在一定程度上阻隔辐射，但仍然有不少电子穿透阻隔层而直接照射到使用者。所以，如何削弱这部分辐射至关重要。

按照物理学的定义，来自CRT显示器的辐射伤害主要可分为光辐射、低能x射线、无线电场、静电场和低频电磁场。其中光辐射为电子枪打在屏幕背后荧光层而发出的可见光和少量紫外线，只有少量的紫外线会对人体造成危害。X射线由电子束碰撞阴极射线管的内部前屏所产生，但因为能量极低，其辐射程度也可忽略不计。无线电场主要从CRT的控制电路部分发出，强度非常弱，经过短距离后基本上就衰减到零。静电场则是从CRT电子枪内部的加速电场所产生，最直接的体现就是会让屏幕吸附灰尘。而被认为对人体健康损害最严重的应该是低频电磁场，它主要由显示器的电源部分（高压包）和垂直/水平扫描电场所产生，电磁场频率在5Hz～400kHz之间。

LCD电磁辐射相对低很多。从原理上说，LCD显示器以液晶材料作为光线通过的开关来控制光线照射屏幕，进而获得画面输出。而这个过程并没有涉及紫外线、静电场、高压电源等容易产生辐射的部件，因此从这个方面考虑可以说LCD正面几乎是零辐射。另外，LCD和CRT显示器一样，机内同样需要一个高压电源，只是电源驱动的并不是电子枪，而是LCD背光模组中的冷阴极荧光管。此种荧光灯管其实和我们常见的日光灯一样，都需要较高的电压才能驱动，只是点亮之后电压会迅速回落到较低的水平。因此，LCD的电源只需要维持一定时间的高压状态（可达到l000V），然后转为常压甚至低压状态，而不必像CRT显示器的高压包一样始终得保持高电压状态。因此相对而言，LCD显示器电源部分对外辐射的低频电磁波会比CRT要弱很多，加上LCD的摆放位置往往贴近墙面.所以不会背对着人体，这种辐射对人的影响可减弱到零。

显示器之外，第二辐射源就是主机。众所周知，金属机箱对电磁辐射可起着屏蔽的作用，但不同材料，不同设计、不同工艺的机箱的防辐射能力并不相同，如果设计不良，主机外泄的电磁辐射仍可能超标。

首先，机箱的材料至关重要，目前大多数机箱都是使用镀锌铜板，它可起到良好的屏蔽效果。不少高档机箱采用更轻的铝合金材料，同样具有良好的防辐射能力。材料仅是防辐射要求的基本方面，更关键的地方在于机箱制造工艺，只有模具精细，制造工艺好的机箱才会具有良好的电磁屏蔽效果。这方面主要体现在机箱面板、前置接口，后侧挡板及其他所有存在任何接缝的地方，劣质机箱与优质机箱在这方面差异甚大，前者的接缝处通常很不严密，设计、制造过程中都没通过辐射实验室进行严格检测、电磁辐射外泄情况严重。尤其是在前置接口方面，电磁辐射很容易就直接影响到用户。而优质机箱在这些细节都比较严谨，基本不存在接缝不够密合的问题，样品制造出来后都必项在电磁实验室中测量辐射是否达标，选标之后方可进行大批量制造。

四、计算机辐射的防护措施

为了尽可能的降低计算机所产生的电磁辐射对人体带来的额危害，可以根据情况采取下列措施。1.避免长时间连续操作计算机，姿势合适，保持眼睛和屏幕的局里；2.保持室内舒适的温度和清洁的空气等；3.室内光线要适宜，不可过亮或过暗；4.使用玻璃或者高质量的塑料滤光器；5.注意保持皮肤清洁，保持室内通风；6.平时饮食应选择富含维生素类的食品，保持营养以降低辐射的危害；7.使用计算机时，调整好屏幕的亮度，一般来说，屏幕亮度越大，辐射越强，但也不可调的过低，以免造成眼睛疲劳。

电生磁篇6

[关键词]电磁干扰 屏蔽 电磁兼容 衰减 导磁率 导电衬垫

中图分类号：TN876 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）36-0361-01

一、电磁干扰的来源和传播

所有电器和电子设备工作时都会有间歇或连续性电压电流变化，有时变化速率还相当快，这样会导致在不同频率内或一个频带间产生电磁能量，而相应的电路则会将这种能量发射到周围的环境中。

电磁干扰（EMI）有两条途径离开或进入一个电路：辐射和传导。信号辐射是通过外壳的缝、槽、开孔或其他缺口泄漏出去；而信号传导则通过耦合到电源、信号和控制线上离开外壳，在开放的空间中自由辐射，从而产生干扰。

二、电磁干扰的防护措施

要实现电磁兼容设计，可以从以下两方面入手：一是从源头处降低干扰，将干扰源产生的EMI强度降低到能接受的水平；二是传播途径，将干扰源与扰电路之间的耦合减弱到能接受的程度，通过屏蔽、过滤或接地等防护措施可以实现。本文仅就EMI的屏蔽措施进行简单的论述。

三、电磁干扰缝隙屏蔽的设计

对设计工程师而言，采用屏蔽材料是一种有效降低EMI的方法。如今已有多种外壳屏蔽材料得到广泛应用，如：薄金属片、箔带、在导电织物或卷带上喷射涂层及镀层（导电漆及锌线喷漆等）。导磁率高的材料能在极低频率下达到较高屏蔽效率，这些材料的导磁率会随着频率增加而降低，另外如果初始磁场较强也会使导磁率降低，还有就是采用机械方法将屏蔽罩做成规定形状同样会降低导磁率。

在高频电场下，采用薄层金属作为外壳或内衬材料可达到良好的屏蔽效果，但条件是屏蔽必须连续，并将敏感部分完全遮盖住，没有缺口或缝隙（形成一个法拉第笼）。由于屏蔽罩要分成多个部分进行制作，通常还得在屏蔽罩上打孔以便安装与插卡或装配组件的连线，这样就会有缝隙需要结合，因此在实际中要制造一个无接缝及缺口的屏蔽罩是不可能的。尽管沟槽和缝隙不可避免，但在屏蔽设计中对与电路工作频率波长有关的沟槽长度作仔细考虑是很有好处的。

任一频率电磁波的波长为：波长（λ）=光速（C）/频率（Hz），当缝隙长度为波长（截止频率）的一半时，RF波开始以20dB/10倍频（1/10截止频率）或6 dB/8倍频（1/2截止频率）的速率衰减。通常RF发射频率越高衰减越严重，因为它的波长越短。当涉及到最高频率时，必须要考虑可能会出现的任何谐波，一般只需考虑一次及二次谐波即可。一旦知道了屏蔽罩内RF辐射的频率及强度，就可计算出屏蔽罩的最大允许缝隙和沟槽。例如如果需要对1GHz（波长为300mm）的辐射衰减26dB，则150mm的缝隙将会开始产生衰减，因此当存在小于150mm的缝隙时，1GHz辐射就会被衰减。所以对1GHz频率来讲，若需要衰减20 dB，则缝隙应小于15mm（150mm的1/10），需要衰减26dB，缝隙应小于7.5mm（15mm的1/2以上），需要衰减32 dB时，缝隙应小于3.75mm（7.5mm的1/2以上）。

四、导电衬垫的设计：

由于接缝会导致屏蔽罩导通率下降，因此屏蔽效率也会降低。要注意低于截止频率的辐射其衰减只取决于缝隙的长度直径比，例如长度直径比为3 时可获得100dB 的衰减。在需要穿孔时，可利用厚屏蔽罩上面小孔的波导特性；另一种实现较高长度直径比的方法是附加一个小型金属屏蔽物，如一个大小合适的衬垫。

导电衬垫的作用是减少接缝或接合处的槽、孔或缝隙，使RF 辐射不会散发出去。EMI衬垫是一种导电介质，用于填补屏蔽罩内的空隙并提供连续低阻抗接点。通常EMI衬垫可在两个导体之间提供一种灵活的连接，使一个导体上的电流传至另一导体。

上述原理及其在多缝情况下的推广构成多孔屏蔽罩设计基础。

多孔薄型屏蔽层：多孔的例子很多，比如薄金属片上的通风孔等等，当各孔间距较近时设计上必须要仔细考虑。下面是此类情况下屏蔽效率计算公式

SE=[20lg （fc/o/σ）]-10lg n 其中 fc/o：截止频率 n：孔洞数目

注意此公式仅适用于孔间距小于孔直径的情况，也可用于计算金属编织网的相关屏蔽效率。

接缝和接点：电焊、铜焊或锡焊是薄片之间进行永久性固定的常用方式，接合部位金属表面必须清理干净，以使接合处能完全用导电的金属填满。不建议用螺钉或铆钉进行固定，因为紧固件之间接合处的低阻接触状态不容易长久保持。

封孔EMI 衬垫的选用可参照以下性能参数：（1）特定频率范围的屏蔽效率； （2）安装方法密封强度；（3）与外罩电流兼容性以及对外部环境的抗腐蚀能力； （4）工作温度范围（5）成本

大多数商用衬垫都具有足够的屏蔽性能以使设备满足电磁兼容标准，关键是在屏蔽罩内正确地对垫片进行设计。

垫片系统：一个需要考虑的重要因素是压缩，压缩能在衬垫和垫片之间产生较高导电率。衬垫和垫片之间导电性太差会降低屏蔽效率，另外接合处如果少了一块则会出现细缝而形成槽状天线，其辐射波长比缝隙长度小约4 倍。

确保导通性首先要保证垫片表面平滑、干净并经过必要处理以具有良好导电性，这些表面在接合之前必须先遮住；另外屏蔽衬垫材料对这种垫片具有持续良好的粘合性也非常重要。导电衬垫的可压缩特性可以弥补垫片的任何不规则情况。

所有衬垫都有一个有效工作最小接触电阻，设计人员可以加大对衬垫的压缩力度以降低多个衬垫的接触电阻，当然这将增加密封强度，会使屏蔽罩变得更为弯曲。大多数衬垫在压缩到原来厚度的30%至70%时效果比较好。因此在建议的最小接触面范围内，两个相向凹点之间的压力应足以确保衬垫和垫片之间具有良好的导电性。

目前可用的屏蔽和衬垫产品非常多，包括铍-铜接头、金属网线（带弹性内芯或不带）、嵌入橡胶中的金属网和定向线、导电橡胶以及具有金属镀层的聚氨酯泡沫衬垫等。大多数屏蔽材料制造商都可提供各种衬垫能达到的SE 估计值，但要记住SE 是个相对数值，还取决于孔隙、衬垫尺寸、衬垫压缩比以及材料成分等。

衬垫有多种形状，可用于各种特定应用，包括有磨损、滑动以及带铰链的场合。目前许多衬垫带有粘胶或在衬垫上面就有固定装置，如挤压插入、管脚插入或倒钩装置等。

综上，可设计合适的缝隙并配合合适的导电衬垫使缝隙大小限定在规定尺寸内，从而实现电磁兼容的屏蔽效果。

参考文献

[1] 陈穷.电磁兼容性工程设计手册，国防工业出版社，1993.

[2] 赖祖武.电磁干扰防护与电磁兼容，北京：原子能出版社，1993.

电生磁篇7

主备人：

审核人：初二备课组

教学目标

一、知识目标：

1．知道电磁感应现象，知道产生感应电流的条件。

2．知道发电机的原理，知道发电机的能量转化。

3．知道什么是交变电流，能区别交流与直流。

二、能力目标：

1．经历探究磁生电条件的过程，提高学生观察分析能力及概括能力。

2．培养将科学技术应用于日常生活的意识和能力。

三、情感目标：

1．认识自然现象之间是相互联系的，进一步了解探索自然奥妙的科学方法；

2．认识任何创造发明的基础是科学探索的成果，初步具有创造发明的意识。

教学重难点

教学重点：电磁感应现象产生的条件；发电机的工作原理。

教学难点：发电机的工作原理。

教学手段

多媒体、小黑板等。

教学课时

两课时

教学过程

个人复备

一、情感调节

导入新课：师：奥斯特实验说明了什么？

生：奥斯特实验说明了通电导体周围存在着磁场。（电能生磁）

师：反过来想，磁能否生电呢？1831年，英国伟大的物理学家法拉第，在长达10余年的探索后，就实现了这一愿望。依据他的成就发明的发电机，开辟了电气化时代。视频播放：水力发电站、火力发电站，风能发电站。

电能在当今社会可谓是必不可少，发电站是如何产生巨大的电能的呢？

二、目标展示

三、新课学习

实验探究

设计实验装置：思考教师提出的引导性问题.

问题一：既然探究磁生电，一定离不开磁场，那么，选择什么样的磁体好呢？

联想通电导体的受力实验，选用蹄形磁体。

问题二：假设能够磁生电，必须具备怎样的电路呢？不要电源的闭合电路，为电流提供路径。

问题三：如何验证是否有电流存在呢？

串联小灯泡。但是当电流很弱时，不会发光，无法观察现象；串联普通电流表。因不知电流方向，无法正确连线；串联灵敏电流表。电流弱时，指针也会摆动，且接线时不分正负接线柱，同时，根据指针摆动方向，还可以判断电流方向。

猜想可能条件：引导学生猜想磁生电需具备的条件。如：闭合电路在磁场中静止即可；磁体的磁性要足够强；部分导体在磁场中要运动等。

设计实验步骤：

师：

将部分导线ab放置于磁场中，保持导线与磁场的相对静止，观察灵敏电流表指针。

更换强磁体，增强磁场强度，仍保持导线ab与磁场的相对静止，观察灵敏电流表指针。

保持磁场不变，将导线ab上下移动（平行于磁感线方向），观察灵敏电流表指针。

保持磁场不变，将导线ab左右移动（与磁感线方向垂直），观察灵敏电流表指针。

保持磁场不变，将导线ab与磁感线方向相交方向移动，观察灵敏电流表指针。

教师：操作实验：按以上步骤，尝试性操作实验，

学生：观察发生的实验现象并记录。

发电机

师：情景创设：（边演示边渲染气氛）我手里拿的就是一台手摇式发电机，注意观察灯泡是否发光，开始了！（由慢到快摇动摇把，会发现灯泡发光，逐渐变亮）

演示

1．观察手摇发电机构造：指导学生观察后板书：二、1、发电机构造：转子、定子、铜环、电刷等。说明：转子在定子中旋转，完成切割磁感线运动。铜环、电刷的配合，既始终形成通路，又避免了导线的缠绕，向外输送电流。

2.观察发电机转速对灯泡亮度的影响：加快转动速度时，灯泡会变得越亮，现象很明显。这表明：加快切割磁感线的速度，电流会变大。

3.检验手摇发电机电流方向的变化：a.将灯泡换成灵敏电流表，慢摇发电机，会发现：指针来回摆动；b.把两个发光二极管极性相反的并联起来，串联接入电路中，摇动摇把，会发现交替发光。这些都说明产生的电流其方向在发生规律性的改变。教师总结：板书：电流方向周期性变化的电流叫交变电流，简称交流。这和电池供电电流不同，电池供电电流方向总是从电池的正极流向负极，方向不变，称为直流。我国电网采用交流供电，频率为50Hz。

提出问题：这台发电机为我们提供了交流电，原理是什么呢？为什么电流方向还会发生规律性的改变呢？

播放动画：播放发电机发电时，线圈两个边框切割磁感线的慢动作动画，板书2、发电机原理：电磁感应现象。再仔细观察会发现：两个边框在同样的磁场中切割运动方向总是相反的，这正好在闭合通路中形成向外输送电流。但是，当线圈转过线圈平面与磁感线垂直的位置时，两个边框切割运动方向都发生了改变。因此，产生的电流方向也都发生了改变。于是电路中的电流方向出现周期性的变化。

播放视频：视频内容包括水力发电机组、转子、定子、水轮机、发电过程等内容。根据内容提出思考问题，由学生讨论后回答：大型发电机组为什么用多组线圈？（增大输出电流）。定子和转子各是什么？（线圈为定子，磁极为转较强的磁场是怎样获得的？（永磁体改为电磁体）。发电机的能量转化是什么？（3、发电机的能量转化：机械能转化为电能）。

小结

一、1、闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。

这种现象，称为电磁感应现象。此时产生的电流，称为感应电流。

2、感应电流的方向跟导体切割磁感线方向和磁感线方向有关。

二、1、发电机构造：转子、定子、铜环、电刷等。

电生磁篇8

高中物理教学的核心价值之一在于提高学生对于科学本质认识的同时发展思维能力，思维的各项品质能够得到全面优化，这是中外物理教育共同之处.爱因斯坦曾说：“学校教育的价值在于教会学生独立思考.”科学向着真理迈进的每一步背后都是富有效率的思维在起作用.如何优化学生的思维品质？高中物理教学中的若干教学内容都可以充分发挥作用.以高中物理最典型的教学内容之一 ――电磁感应部分的教学为例，在课堂教学中精选问题，进行精细的教学处理，完全可以使学生的思维在广阔性、逻辑性、批判性三个指标上产生显著的提升.

1引领学生多角度处理对貌似简单的“熟题”，培养学生思维的广阔性

思维广阔性意味着能够全面思考问题，不仅能从整体把握问题结构，也不会轻易遗漏问题的细节.反之，则思维狭隘，只注意到问题的某一个方面或某一点，造成以有限知识、经验、技能处理问题，窥一斑而不知全貌.如何培养物理思维的广阔性？物理教学的实践与教育心理学的研究都说明了，要从培养良好的思维习惯入手.物理教师可以在课堂教学中选择学生最易理解接受的材料，指导学生多角度思考.在电磁感应中，就有许多看似不显眼的素材即所谓“熟题”，可以成为训练思维广阔性的教学处理的抓手.试看下面的电磁感应教学中的教学案例.

案例1在教学正弦式交流电产生的过程时，一般教材中是通过介绍线框在磁场中围绕一根垂直于磁场的直线轴做匀速转动引起磁通量周期性变化引入正弦式交流电的产生，如图1所示矩形线圈abcd绕对称轴OO′以角速度ω匀速转动，在课堂教学中，教师指导学生按照课本介绍的思路最终可得：从线圈与磁场垂直的位置开始计时，线圈中形成的电流为：e=NBL1L2ωsinωt.

上述案例中实际上是由于切割速度矢量与B的夹角发生周期性变化导致产生正弦式交流电，学生很容易由此产生思维定势，在解决其它形式的正弦式交流电产生的情形时，思维不能变通，拘泥于原有的物理过程与参量关系.事实上，教师在介绍“线框在磁场中围绕一根垂直于磁场的直线轴做匀速转动引起磁通量周期性变化”应该进行多途径的变式，将这种特殊情形中的变量关系的本质揭示出来后多角度外推，并与之同时进行思维训练：

变式一如图2所示的发电装置，磁极与铁芯间区域形成的磁场对应的圆心角θ=4π/9，磁场均沿着线圈的半径方向，N匝矩形线圈abcd绕中心轴的角速度为ω，其中ab=cd=l，bc=ad=2l；bc和ad在运动中所经过的磁感应强度大小为B方向始终与两边运动方向垂直，外接电阻和线圈总电阻分别为R和r，试求：线圈中感应电动势的大小和回路中电流的有效值.

变式与案例1相比较，变式之处在于把案例1中的“OO′B，abcd绕对称轴OO′以角速度ω匀速转动”导致线框切割的速度v与B的夹角周期性变化进行变化，变为“磁场均沿半径方向”导致的线框切割的速度v始终与B垂直，则e=NBL1L2ωsinωt中ωt实际上变为定值π/2，同时由案例1中“在连续磁场中切割”变为“在空间分布间断的磁场中切割”，但变式改变的只是形式，形成的仍旧是交流电，只不过不是正弦式，有效值的计算当然不能照搬正弦式的套路，必须从交流电的有效值的定义去求解.从一个侧面启迪了学生要全面理解电磁感应中正弦式交流电产生的过程及其参量变化特征.

2对“陌生新颖”的问题点拨学生理清过程特征及物理量的依存关系，培养学生思维的逻辑性

思维的逻辑性突出表现为能够对问题抓住本质特征，找准物理过程发生中各个物理参量之间的联系，发现问题中蕴藏的内在矛盾，进而深入思考从本质上解决问题，所获得的解决问题的方案往往“出乎意料”，但是细细回味，“入乎情理”；思维的逻辑性还表现在思考过程的层次分明，推理过程具有科学的内在美.笔者曾经遇到一道被部分教师称之为所谓“超纲题”的好题：

案例2如图3所示，水平面上相互平行的单位长度电阻r=0.01 Ω/m，间距d=0.20 m的金属导轨，AB是一段电阻不计的导线，存在一磁场B=kt(k=0.020 T/s，t指时间)，在t=0时，一个电阻不计的金属杆从AB端在外力作用下，以恒定的加速度向左滑动，试求：金属杆在t=6.0 s时所受安培力大小.

本题许多学生纠结于究竟是动生还是感生，在答题时一筹莫展；也有学生经过阅读思考后发现，动生电动势产生的同时也有感生电动势产生，但苦于平时完成物理习题时要么套用BLv或法拉第电磁感应定律求解.但是这道题中既然动生与感生同时发生，那就应该注意求解的是“t=6.0 s时”这个特殊时刻金属杆所受的安培力，因此，必须运用控制变量法，第一步先求t=6.0 s时瞬时速度切割此瞬间磁场产生的电动势；第二步运用磁场磁感应强度B 的变化率乘以此瞬间的面积求得此瞬间的磁通量变化率，进而得到瞬时感生电动势；最后综合前述求得的两类电动势，注意它们在电路上作用的效果是否相同或相反，求出总的电动势.这道题实际上考出考试能否对于E=BLv的瞬时性有较深的理解；此外要求平时教学中，教师必须注意法拉第电磁感应定律除了求某段时间内的平均电动势，更要教会学生如何从磁场瞬时变化率角度理解并求出瞬时感应电动势.

3指导学生对已学的物理理论与结论进行系统归纳并提出个人思考，培养学生思维的批判性

思维的批判性突出体现在在理解所接触的事物的基础上，能够缜密分析其知识结构，结合自己的思索与已经发现的事实，对自己和别人的结论作出实事求是的结论，特别是能够“步步有据”并能坚持自己的正确结论.而在高中物理教学中，教师应该注意指导学生对已学的物理理论与结论进行系统归纳，培养学生个人思考的良好习惯，并注意鼓励学生在理论或实验支持下大胆提出个人的见解.

高中物理从高一的牛顿运动定律、动能定理、机械能守恒定律到后来的动量守恒定律都存在一个隐含的参照系的问题，教材有些地方明确指出这些规律是在一定的参照系下运用的，也有些地方处理模糊，教师应该让学生系统归纳一下；在求解动生电动势和感生电动势时明确指出E=BLv中的v是金属导体相对于磁场的速度，而不是相对于地面的速度.在课堂教学中选用下面这道问题，可以很好体现这一特征：

案例3如图4所示为磁悬浮列车原理，直导轨间距L=0.4 m，匀强磁场的大小B1=B2=1 T，方向相反，当磁场B1和B2同时以v=5 m/s沿直导轨向右运动时，电阻为R=2 Ω金属框abcd也会随之运动，试求：线框abcd中电动势的大小.

电生磁篇9

【关键词】生物电磁场；生物场导；量子共振检测

植物幼苗的生物电磁场在姜氏场导舱内反射聚焦后，作用于人体能够诱发人体的潜在基因活动而导致人体抗衰老与保健效应，早已有论文报告，见

参考文献。新近我们找到了一种能够检测植物生物电磁波所载的功能信息的方法。使用的重庆天基权量子医学发展研究院生产的TJQQ-D型量子共振检测仪,所测得的数据准确率经北京301医院鉴定为86%以上，我们在研究过程中与血液化验的数据对比其符合率为89%。可见其所测得的数据能基本反映人体功能实际变化趋势。采用这种方法筛选出来的植物幼苗发出来的生物电磁波作用于该电磁场内的人体，使人体的保健功效倍增，在较短的场导时间内得到较高的生物学效应。

1 材料与方法

应用重庆天基权量子医学发展研究院生产的TJQQ-D型量子共振检测仪能够检测出生物体发出的功能信息的性能，筛选出来一组能够改善心肌供血与提高免疫功能的植物，将这一组植物的幼苗置于姜氏场导舱内（图1）的一个聚焦区，作为生物电磁波的发射源。让人体处于姜氏舱内另一个聚焦区内，接受其作用，即接受生物电磁场的“场导”作用。每人每天接受场导3~4 h,连续10 d为1个小疗程，休息10 d后再接受第2个小疗程。共接受4 h×20 d，即完成保健过程。在场导前和场导后各做一次血液化验、心电图记录和一般体格检查，作为同体前后对照。同时在场导前和场导5、10、15、20 d后共5次，采用量子共振检测仪监测人体各项指标，所得数据都做统计学处理，按场导前后的成对数据进行t检验，算出P值。血液化验由北京307医院化验室进行，心电图由北京总后门诊部进行，一般体格检查由本单位医护人员进行，量子共振检测则由重庆天基权量子医学发展研究院派检测员检测。

2 结果

兹将接受场导保健的30名志愿者的血液化验结果经过统计学处理后的数据列于表1中。

由表1中所列数据可见，血液中免疫细胞的百分比在场导后增加了，是机体免疫功能提高了的一种表现。甲状腺素是影响机体新陈代谢产热的重要因素。在北京从6月到8月是环境温度逐渐上升的时期，表1的数据显示，当环境温度逐渐升高时甲状腺素的分泌量将下降，即分泌量减少，而到9月份温度逐渐下降，这时表1的数据显示出甲状腺分泌量在逐渐增多。根据环境温度的变化而灵活调节是机体反应机敏，健康状态提升的表现。脑垂体-肾上腺皮质系统是对人体受到伤害性刺激最敏感的指标，它没有发生变化，说明场导过程中机体没有受到有害作用。

其次将上述接受场导的30人的体格检查的数据进行统计学处理后列于表2中。

由表2数据可见，人体接受场导后，肺活量和握力都提高了，反应时缩短即反应变快，叩指频率增加都说明神经系统功能提高了,视力的提高也表现了神经功能的提升。

最后，将上述接受场导的人体的量子共振检测仪检测数据揭示于表3和表4。

量子共振检测仪检测到的数据为无量纲的、表示功能状态程度的数据。从表3中所列数据可见，人体接受植物幼苗的生物电磁场场导20 d后，大脑供血不足的状态由较重的程度改善为较轻的程度；心肌缺血状态由较重的程度改善为较轻的程度；心脏和肝脏的功能也在一定程度上向正常状态转化；骨关节病及骨质疏松症都得到了改善。

由表4中数据可见，接受场导的人体的肾脏功能和免疫功能都有明显的提高。

综上所述，可以说植物幼苗发射的生物电磁场使人体从内脏到躯体，从头到脚，里外上下，全身心的健康水平都提高到了一个新的层次,并且没有受到有害因子的侵袭，即场导过程对人体有益而无害。

3 讨论

由上述结果可以看出，人体接受植物幼苗的场导后人体整个身心的健康水平提高到了一个新的层次，从亚健康状态提高到了健康状态，或者更确切地说，业已衰老的人体在一定程度上年轻化了。诚然,我们使用的场导源是刚刚出土不久的植物幼苗，正处于生长旺盛的阶段，它们发出的生物电磁波载有青春信息，这种信息会诱发人体细胞的代谢型从衰老型转变为青春型，从渐趋衰弱走向焕发青春的代谢，使全身细胞的活动都转旺所致。

我们使用重庆天基权量子医学发展研究院生产的量子共振检测仪已经检测到了不同种植物的生物电磁波都载有促进人体心、脑供血和免疫功能提高的信息，但效价却各不相同。我们所筛选出的这一组植物都是效价高的植物，所以场导时间缩短了1/3，效果反而提高了。在场导过程中，人体的自我保护系统，脑垂体、肾上腺皮质激素的活动没有发生变化，证明场导期间没有发生对人体有害的作用。可以说，植物的场导保健纯是一种绿色保健措施，值得推广。

参考文献

电生磁篇10

关键词：研究生课程 高等电磁场理论 教学改革

高等电磁场理论是我校电磁场与微波技术专业和物理电子学专业研究生的一门专业基础课程。通过该课程的学习，要求研究生在掌握电磁场基本理论的基础上，具备应用宏观电磁理论研究电磁场与电磁波规律、设计微波及光波器件的能力。笔者从2004年以来一直负责该课程的教学工作，在课程的定位、教学内容的设置、教学方法和考核方式的改进等方面进行了初步的实践探索，取得了一些经验和体会。

一、顺应教育发展形式，准确把握课程定位

研究生专业基础课程是联系本科课程和研究生专业课程的纽带，是通识教育向高层次专门人才培养的铺垫。当前我国高等学校本科教育趋向于通才的培养（也称通识教育），要求本科生具有相对较宽口径的基础知识和基本技能。因此，本科阶段的专业设置不断被淡化，一个本科专业通常对应一个大的学科，课程数量大为增加，单门课程的学时数不断被压缩。另外，当前学科专业的划分越来越细，每个具体科学需要研究的深度也越来越深。本科课程学时数的限制导致目前许多学生在本科阶段所学知识过于泛泛，难以直接用于专业研究。研究生专业基础课程的开设目的是进一步提高学生的理论水平，使他们能够较顺利地阅读有关的专业文献以及从事相关的理论或应用基础性研究。

我校电磁场与微波技术专业和物理电子学专业的研究生主要来自通信和物理两个本科专业，所学与研究生阶段有关的课程是大学物理、电磁场理论和微波技术等。这些课程在本科阶段均为独立开设，学时数的限制又导致课堂教学中不得不省略一些原理性的推导过程，而这些推导过程本身就是对学生逻辑思维能力和分析问题能力的训练过程。因此，本科毕业生往往难以自如地综合运用这些课程所学的电磁场知识去分析和求解一些简单的电磁场应用问题，比如金属波导和光纤中电磁波传输的基本原理等。有鉴于此，我校集中开设“高等电磁场理论”这门研究生专业基础课程，它是大学物理、电磁场理论、微波技术等本科课程的提升和应用，以为研究生建立宏观电磁场基本理论和求解电磁场问题的基本数学分析方法为基础，通过将它们应用于金属波导、介质波导、弱耦合系统和周期系统中电磁场的研究，着力培养研究生应用宏观电磁场的理论和研究方法，分析和研究电磁波在不同媒质中的传播特征和研发集成微波器件、光波器件的能力。

二、课堂教学改革与建设

1.合理设置课程的教学内容

现代科技的高速发展以及新兴交叉学科的不断涌现使得加强研究生基础理论知识的教学显得尤为重要，因为基础理论具有相对稳定性和广泛适用性，只有具备了扎实深厚的基础理论知识才能做到以不变应万变。因此，研究生专业基础课程的教学内容应该侧重于基础理论和分析问题的基本思路和方法上。根据这一原则，笔者结合近年来教学经验和研究工作的体会，采用清华大学张克潜与李德杰两位教授所著的《微波与光电子学中的电磁理论》作为教材，确定高等电磁场理论课程的教学内容。对于该教材中一些分析、推导过程省略较多的原理性内容，笔者将详细的分析过程编写成讲义分发给学生，以便于学生更好地掌握教材内容。

本课程的教学内容主要包括三个方面：电磁场与电磁波的基本概念与定律、数学分析工具和典型应用。在讲授宏观电磁理论的基本定律时，以麦克斯韦方程组为出发点，强调边界条件的重要性和时变电磁场的波动性。在讲授电磁波的基础理论时，着重分析均匀平面电磁波在导体界面和介质界面发生反射和透射时电磁场的分布特征，以便让学生理解和掌握电磁波在金属波导、介质波导中传输的基本原理。对于电磁场与电磁波问题的数学分析工具，讲授的重点放在求解时变电磁场矢量亥姆霍兹方程的博格尼斯函数法和求解标量亥姆霍兹方程的分离变量法。在应用方面，主要讲授如何利用博格尼斯函数法分析在有边界限制情况下的电磁波传播规律，即导波系统中的电磁波形态。根据边界类型的不同，分别讨论导体边界、介质边界和周期性边界三种导波系统中的电磁波传播规律。

2．改进教学方法，引导学生主动思维

高等电磁场理论课程中公式定律多、推导过程繁杂，若采用“教师板书授课，学生笔记记录”的传统模式，师生之间缺乏互动，课堂气氛沉闷，易使学生丧失学习的主动性和积极性，无法达到理想的教学效果。由于研究生已具备一定的专业知识和自学能力，笔者在课堂教学中参考国外教学方式，在教学方法上进行了大胆改革。课堂讲授重点放在难点、重点内容上，对于教材中一些分析过程比较详细的理论推导内容，课堂上仅介绍分析方法、思路以及结果的应用，具体推导过程留给学生课后通过自学掌握。通过合理安排精讲和自学内容，达到提高学生学习主动性、培养学生独立学习能力的目的。为了活跃课堂气氛，多采用提问、学生小组讨论和回答的方式。在课堂上经常布置难易程度适中的书面练习，要求学生在5分钟内完成，以激发他们的学习兴趣和参与热情。

3．合理设置考核方式，着重考察学生掌握知识的能力

研究生课程考核的本质目的是督促学生更好地掌握本课程的基础知识和应用技能，因此考察的重点是学生掌握本门课程知识的能力。在高等电磁场理论课程的考核中，笔者主要通过综合学生的多方面表现给出考核成绩。这些因素包括：课堂参与程度、课后作业成绩和期末考试成绩等。此外，为了使学生集中于电磁场基本理论和分析方法的掌握和应用，训练学生综合应用所学知识的能力，使学生不把精力用于公式、定律的死记硬背上，期末考试时在试卷后面列出了主要参考公式。考核的内容既有理论性较强的，也有与实际应用相关的，既重视考核学生对基本知识的应用，又考核学生分析问题的方法和能力。

三、结束语

笔者根据研究生教育和高等电磁场理论课程的自身特点，经过几年的不断探索与实践，在教学内容、教学方法和考核方式等方面下工夫，帮助研究生打牢专业知识基础，激发学生学习的主动性和积极性，使他们的学习能力得到显著提高，为今后的科学研究打下了坚实基础。

参考文献：