電磁學(xué)中的微積分教學(xué)

摘要：電磁學(xué)是物理系的基礎(chǔ)課程之一，它同其他的普通物理課程一樣，與數(shù)學(xué)有密切關(guān)系。物理教學(xué)中要轉(zhuǎn)變觀念，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，應(yīng)以提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)為著眼點(diǎn)，以培養(yǎng)創(chuàng)造型學(xué)生為教育目標(biāo)，不但讓學(xué)生掌握必要的科學(xué)知識(shí)，還應(yīng)結(jié)合創(chuàng)新教育的精神，加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。應(yīng)用微元法求解一些電磁學(xué)問題是常見的解題方法之一。“能夠根據(jù)具體問題找出物理量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，根據(jù)數(shù)學(xué)的特點(diǎn)、規(guī)律，進(jìn)行推導(dǎo)、求解和合理外推，并根據(jù)結(jié)果作出物理判斷、進(jìn)行物理解釋，得出物理結(jié)論”。

關(guān)鍵詞：電磁學(xué)；微分；積分

中圖分類號(hào)：G642.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編碼：1674-9324（2012）10-0100-02

引言：同學(xué)們都發(fā)現(xiàn)我們現(xiàn)在所學(xué)的力學(xué)、電磁學(xué)上的題目其實(shí)完全可以改名為微積分應(yīng)用題。因?yàn)橹灰馨杨}目所需的式子列出來，剩下的問題便是解微積分了。但現(xiàn)在的關(guān)鍵問題是怎樣從錯(cuò)綜復(fù)雜的實(shí)際問題中抽象出物理模型，列出方程式。看完這篇文章，總結(jié)起來就是，對(duì)問題中的信息進(jìn)行提煉加工，突出主要因素，忽略次要因素，恰當(dāng)處理，構(gòu)建新的物理模型，找到分過程的規(guī)律。下面分別闡述。

當(dāng)對(duì)涉及到“無窮大”、“無限長(zhǎng)”等理想模型進(jìn)行積分時(shí)，一般先設(shè)一個(gè)變量，利用對(duì)有限空間進(jìn)行積分的方法得出一個(gè)方程，再利用極限算出最終結(jié)果。

二、用高斯定理計(jì)算電場(chǎng)強(qiáng)度

（1）從電荷分布的對(duì)稱性來分析電場(chǎng)強(qiáng)度的對(duì)稱性，判定電場(chǎng)強(qiáng)度的方向。

（2）根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度的對(duì)稱性特點(diǎn)，作相應(yīng)的高斯面（通常為球面、圓柱面等），使高斯面上各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等。

（3）確定高斯面內(nèi)所包圍的電荷之代數(shù)和。

（4）根據(jù)高斯定理計(jì)算出電場(chǎng)強(qiáng)度大小。

三、結(jié)語

總之，微積分在電磁學(xué)中的教學(xué)是學(xué)生學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，我們?cè)趯W(xué)習(xí)中不斷探索，試圖讓學(xué)生能夠?qū)⑽锢韱栴}轉(zhuǎn)化成數(shù)學(xué)問題，然后再回歸到物理問題，在教學(xué)中要巧妙地用數(shù)學(xué)工具解決物理問題，讓學(xué)生輕松愉快的學(xué)習(xí)，并且準(zhǔn)確把握這一類問題的求解。

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作者簡(jiǎn)介：王芳（1983-），女，山西省朔州市人，助教，碩士，研究方向：凝聚態(tài)物理。