电磁场与电磁波学习指导与习题详解

第1章矢量分析

1.1学习要求

1.2内容提要

1.2.1标量、矢量与场的概念

1.2.2矢量的坐标分量表示

1.2.3哈密顿算符和拉普拉斯算符

1.2.4矢量场的通量和环量

1.2.5矢量场的散度和旋度

1.2.6散度定理与斯托克斯定理

1.2.7标量场的梯度

1.2.8场的若干性质

1.2.9亥姆霍兹定理

1.3重点难点分析

1.3.13种常用坐标系基矢

1.3.2散度、旋度的定义与奇点

1.3.3关于位函数

1.3.4亥姆霍兹定理的本质

1.4典型例题

1.5习题解答

第2章静电场

2.1学习要求

2.2内容提要

2.2.1电荷分布模型

2.2.2库仑定律

2.2.3电场强度

2.2.4电位函数

2.2.5电介质的极化与电位移矢量

2.2.6静电场的基本方程

2.2.7静电场的边界条件

2.2.8电容与导体系统的部分电容

2.2.9静电能与静电力

2.3重点难点分析

2.3.1库仑定律与电场强度的定义

2.3.2关于电位函数

2.3.3有电介质存在时的场

2.3.4静电场的基本方程

2.3.5关于边界条件

2.3.6虚位移法计算静电力

2.4典型例题

2.5习题解答

第3章恒定电场

3.1学习要求

3.2内容提要

3.2.1电荷分布模型

3.2.2电荷守恒定律

3.2.3恒定电场的基本方程

3.2.4欧姆定律与焦耳定律

3.2.5恒定电场的边界条件

3.2.6电导与部分电导

3.2.7静电场与恒定电场的比较

3.3重点难点分析

3.3.1恒定电场的特性

3.3.2电流密度的概念和计算

3.3.3漏电导、接地电阻的计算

3.3.4恒定电场的基本方程

3.3.5关于边界条件

3.3.6静电比拟法

3.4典型例题

3.5习题解答

第4章恒定磁场

4.1学习要求

4.2内容提要

4.2.1安培力定律

4.2.2磁感应强度

4.2.3安培环路定律

4.2.4磁介质

4.2.5矢量磁位与标量磁位

4.2.6恒定磁场的基本方程和边界条件

4.2.7恒定磁场求解问题

4.2.8自感与互感

4.2.9磁场能量与磁场力

4.3重点难点分析

4.3.1恒定磁场

4.3.2磁场强度

4.3.3场源

4.3.4矢量磁位的泊松方程

4.3.5恒定磁场问题的求解

4.3.6电感的计算

4.3.7磁场力的计算

4.4典型例题

4.5习题解答

第5章静态场边值问题的解法

5.1学习要求

5.2内容提要

5.2.1边值问题

5.2.2唯 一性定理

5.2.3分离变量法

5.2.4镜像法

5.3重点难点分析

5.3.1分离变量法

5.3.2镜像法

5.4典型例题

5.5习题解答

第6章时变电磁场

6.1学习要求

6.2内容提要

6.2.1法拉第电磁感应定律的积分形式和微分形式

6.2.2位移电流

6.2.3麦克斯韦方程组

6.2.4无源理想介质中的波动方程

6.2.5时变电磁场的边界条件

6.2.6时变电磁场的能量守恒定律与坡印亭矢量

6.2.7动态矢量位与动态标量位

6.2.8达朗伯方程与其解——推迟势

6.2.9时谐电磁场

6.3重点难点分析

6.3.1涡旋电场和位移电流

6.3.2麦克斯韦方程组

6.3.3时变场的位函数和滞后位

6.3.4坡印亭矢量和坡印亭定理

6.4典型例题

6.5习题解答

第7章平面电磁波

7.1学习要求

7.2内容提要

7.2.1理想介质中的均匀平面波

7.2.2电磁波的极化

7.2.3导电媒质中的均匀平面波

7.2.4均匀平面波对平面分界面的垂直入射

7.2.5均匀平面波对平面分界面的斜入射

7.3重点难点分析

7.3.1均匀平面波

7.3.2无界媒质中的均匀平面波

7.3.3波的极化

7.3.4波对分界面的垂直入射与斜入射

7.4典型例题

7.5习题解答

第8章导行电磁波

8.1学习要求

8.2内容提要

8.2.1均匀导波系统波传播的一般特性

8.2.2导行波的3种模式

8.2.3矩形波导中TE波和TM波

8.2.4圆柱波导

8.2.5传输线理论

8.2.6谐振腔

8.3重点难点分析

8.3.1不同模式的传播条件

8.3.2TEM波传输线理论

8.4典型例题

本书是全国普通高校电子信息与电气学科基础规划教材《电磁场与电磁波》一书的配套参考书。全书共9章，每章包括学习要求、内容提要、重点难点分析、典型例题与习题解答5个部分。编者力求通过对《电磁场与电磁波》一书知识点的梳理归纳，使读者对书中的基本概念与公式理解更为准确透彻。而例题讲解这部分内容的设置，可提高读者分析问题和解决问题的能力。本书可供高等院校电气电子信息类专业的教师和学生使用，作为《电磁场与电磁波》课程的教学参考书和学习指导书。

本书“十二五”江苏省高等学校电子信息类重点专业建设项目建设的教材，也是安徽省省级精品课程《电磁场与电磁波》建设的教材。
编写本书的目的是为了让学生在学习本课程时，能够及时了解学习要求，抓住要点、弄清难点，通过内容提要、典型例题及习题解答，帮助学生加深对教学内容的理解，提高分析问题和解决问题的能力。
本书结构与教材相对应：每章的内容提要简练、重点突出；例题选题典型，与教学重点难点紧密结合；解题思路清晰，强调教学和物理概念的结合。
每章的内容安排为：
首先给出本章学习要求，让学生了解教学内容和目标；
其次，精练了本章的主要内容，便于学生课后总结与复习；
接下来，对本章的重点与难点内容进行了剖析，便于学生抓住重点，突破难点；
再次，通过典型例题分析与解答，让学生掌握分析与解决问题的基本方法；
最后，给出了习题详解，让学生举一反三，以进一步提高学生分析与解决问题的创新能力。