《電磁學》完美詮釋了物理之簡單與和諧美

馮志芳 邵曉紅

摘 ? 要：電磁學是《大學物理》課程中非常重要的一部分內容，通過對電磁學部分所有知識點的研究、比較，結合多年一線教學經驗，筆者把電磁學部分的所有的知識點采用表格的形式做了全面的梳理、總結，經過梳理發現，電磁學完美地詮釋了物理之簡單、和諧和美。梳理后的表格更加有助于大家快速的理解和掌握電磁學方面的知識，建立完整電磁學的知識結構。

關鍵詞：電磁學 ?環路積分 ?高斯定理

中圖分類號：O441 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）05（a）-0186-02

Abstract： Electromagnetics is a very important part in College Physics. Through investigating and comparing all knowledge in electromagnetics and combining with many years of teaching experience， the author makes a comprehensive untangling and summary for all knowledge. Therefore， the knowledge is presented as forms. It is found that electromagnetism explains perfectly the Physics. It is simplicity， harmony and beauty. The forms can help us to understand and master quickly the knowledge of electromagnetics and establish a whole knowledge structure about electromagnetics.

Key Words： Electromagnetics; Loop integral; Gauss theorem

幾百年來，人們對物理學的“簡單、和諧和美”贊嘆不已，這種簡單、和諧和美體現在物理學的不同范疇，如經典力學中的牛頓第二定律，用最簡單的數學形式F=ma詮釋了物體受力與物體運動之間的關系;物理學家經過大量實踐經驗總結出能量守恒定律在力學、熱學等不同領域都有其廣泛的適用性;狹義相對論中的洛倫茲變換式在低速條件下轉換為伽利略變換式，體現了物理學的高速運動和低速運動之間的和諧與統一;磁學中電生磁、磁生電完美詮釋了物理學的對稱美[1]。

《物理學》包括力學、熱學、電磁學、波動、光學及其量子物理幾大部分[2]，其中，學生較難掌握的是力學部分和電磁學部分。筆者通過對“電磁學”部分所有知識點的詳細地分析、比較，發現電磁學部分的知識點完美地詮釋了物理之簡單、和諧和美。筆者將電磁學部分的知識點以表格的形式呈現給學生，除了可以幫助學生更好地理解、掌握電磁學部分的知識，還可以讓他們構建起完整的電磁學知識體系。

1 ?靜電學和穩恒磁場

靜電學和穩恒磁場是電磁學部分的重要內容，這兩部分的知識點及其講授方法都具有很多的類似性，筆記結合多年一線教學的經驗，通過分析這兩部分所有知識點及其課堂講授的方法，總結和梳理出表1所示的內容。

通過表1，可以發現靜電場與穩恒磁場是如此的相似，兩者非常完美的體現了物理的和諧之美、對稱之美。如物理量E和B的引入方法，都是通過分析電荷受力給出了兩者的定義式;兩者都存在高斯定理、環路積分定理，但由于兩種場本質的不同，這兩個定理之間又存在一定的差異;且兩種物質都具有一定的能量，其能量密度公式具有如此完美的相似性等。

2 ?電介質和磁介質

電介質和磁介質是電學和磁學部分重要的知識點，結合多年的教學經驗，發現學生對這兩部分知識的理解和掌握情況不是很好，筆者通過對這兩部分分知識的比較、梳理，總結內容如表2所示，通過列表法，可以讓學生快速的把兩種介質聯系起來，并且掌握了相關的知識點。

3 ?動生電動勢和感生電動勢

動生電動勢和感生電動勢是電磁感應中兩種典型的現象：動生電動勢是由于導體做切割磁力線運動而產生的電動勢，感生電動勢是由于磁場隨時間變化而產生的電動勢，兩者雖然產生電動勢的條件不同，但又具有許多相似性，筆者把這兩種電動勢進行了總結、比較，如表3所示。

4 ?結語

筆者通過對“電磁學”部分所有知識點的分析、比較、梳理，把電磁學部分的知識點以表格的形式進行了全面的總結。通過比較可以發現，電磁學部分的知識點完美地詮釋了物理之簡單、和諧和美;同時，相關知識點之間通過表格對比、總結后，可以幫助學生更好地理解、掌握電磁學部分的知識，讓他們構建起完整的電磁學知識體系。

參考文獻

[1] 聶傳輝，孫立平，劉祥，等.電磁學中的表格對比學習[J].物理通報，2019（2）：30-33.

[2] 馬文蔚.物理學[M].6版.北京：高等教育出版社，2014.