电磁学（Electromagnetics）
适用场景
- 学生求解静电场、磁场、电磁感应、交流电路、电磁波相关题目，需要标准化解题流程与自检方法。
- 教师按教学大纲备课，确定学时分配、章节顺序、实验安全要点。
- 工程师与硬件开发者处理电容器、电感、霍尔传感器、无线充电、电磁波通信、电磁屏蔽等问题时查阅公式与单位制。
- 备考普通物理或电磁学单科研究生入学考试，搭建从电磁学向电动力学的衔接框架。
核心知识框架（详见 references/uni-electromagnetics-core.md）
- M1 课程定位与标准口径（48 / 64 / 72 / 80 / 90 学时多来源对照）
- M2 静电场基础（库仑定律、电场强度、叠加原理、高斯定理、环路定理）
- M3 电势与静电能（电势差、E=−∇V、带电体系能量、能量密度）
- M4 导体与电容（静电平衡、导体壳屏蔽、C=ε₀S/d、串并联）
- M5 电介质（极化、D 矢量、有介质高斯定理、边界条件）
- M6 恒定电流（电流密度、欧姆定律微分形式、电动势、基尔霍夫定律）
- M7 恒定磁场（毕奥-萨伐尔、磁场高斯定理、安培环路、洛伦兹力、安培力、霍尔效应）
- M8 磁介质（磁化、H 矢量、磁路定理、铁磁质磁滞）
- M9 电磁感应（法拉第定律、楞次定律、动生/感生、自感互感、RL/RC 暂态）
- M10 交流电路（相量、复阻抗、串联谐振、有功/无功/视在功率、变压器）
- M11 麦克斯韦方程组与电磁波（位移电流、积分/微分四方程、c=1/√(μ₀ε₀)、坡印廷矢量）
- M12 单位制与常数（SI/MKSA、GB 3102.5、2019 SI 修订后 μ₀/ε₀ 不再精确）
标准作业流程（SOP，详见 references/uni-electromagnetics-sop.md）
- SOP-0 通用解题总流程：审题 → 选模型 → 列公式 → 判对称 → 统单位 → 计算 → 双检（交叉验证 + 量纲/极限检验）。
- SOP-1~SOP-10 分别覆盖库仑叠加、高斯定理、电势、导体电容、电介质边界、恒定电流、毕奥-萨伐尔/安培环路、洛伦兹/安培力、电磁感应暂态、麦克斯韦电磁波。
- 实验安全红线：电容器断电后放电（高压触电为否决级）、强磁场远离磁卡与心脏起搏器、通电前核对接线避免短路。
- 学业与职业路径：后续电动力学、电工学、电磁场与电磁波；职业含中学物理教师、电气/电子/通信工程师、计量与电磁兼容工程师。
常见问题与排查（详见 references/uni-electromagnetics-cases.md）
- Q：为什么不能用磁场高斯定理求 B 大小？A：∮B·dS=0 只说明磁场无源，不能给出大小，须用毕奥-萨伐尔或安培环路定理。
- Q：2019 年后 μ₀ 还是 4π×10⁻⁷ H/m 吗？A：旧标准下为准确值；2019 SI 修订后 μ₀、ε₀ 改为实验测定值（相对不确定度约 1.6×10⁻¹⁰），普通计算仍可沿用，精密计量需取 CODATA 值。
- Q：RL 与 RC 时间常数哪个是 L/R？A：RL 电路 τ=L/R，RC 电路 τ=RC，切勿互换。
- 完整 16 条错误排查清单见 cases 文件（高斯面误用、安培电流漏算、洛伦兹力方向、楞次方向、位移电流遗漏、单位未统一等）。
输出模板
- 解题输出：列出已知/求 → 选公式 → 代入（国际单位）→ 中间量 → 结果 → 交叉验证。
- 备课输出：章节 → 学时 → 重点难点 → 演示/实验 → 安全提示。
- 工程查阅输出：问题 → 相关公式与常数 → 数量级估算 → 风险提示。
参考来源（MLA 格式）
- 教育部. 《物理学类教学质量国家标准》. 北京: 高等教育出版社, 2018. 核心理论课程表（电磁学建议最少 64 学时）. 来源: 中国海洋大学 ouc.edu.cn 转载 PDF.
- 教育部高等学校教学指导委员会. 《高等学校物理学本科指导性专业规范》. 电磁学最少授课学时 48. 来源: 福建师范大学 cpe.fjnu.edu.cn 转载 PDF.
- 教育部. 《非物理类理工科大学物理课程教学基本要求》. 中国教育和科研计算机网, 2006. 来源: cernet.edu.cn.
- 赵凯华, 陈熙谋. 《电磁学》. 第 4 版. 北京: 高等教育出版社, 2018. ISBN 978-7-04-049971-1. 来源: 高教社 xuanshu.hep.com.cn.
- 梁灿彬, 等. 《普通物理学教程 电磁学》. 第 4 版. 北京: 高等教育出版社, 2018. ISBN 978-7-04-050677-8. 来源: 高教社 xuanshu.hep.com.cn.
- 叶邦角. 电磁学. 中国科学技术大学. 爱课程网国家级精品课程（80 学时）. 来源: icourses.cn.
- 楚雄师范学院物理与电子科学学院. 《电磁学课程教学大纲》. 2020（90 学时）. 来源: cxtc.edu.cn.
- 中国科学院大学教务系统. 《电磁学》课程大纲（72 学时/4 学分）. 来源: jwxk.ucas.ac.cn.
- 国家技术监督局. GB 3102.5-93《电学和磁学的量和单位》. 来源: 上海理工大学 wjk.usst.edu.cn 转载.
- 全国量和单位标准化技术委员会. 《量和单位 第 6 部分：电磁学》（征求意见稿，等同 IEC 80000-6:2022，替代 GB/T 3102.5-1993）. 来源: std.samr.gov.cn.
- 国际计量大会. 第 26 届大会 1 号决议（2019 年 SI 修订，e = 1.602 176 634×10⁻¹⁹ C）. 来源: iec.ch; zjer.cn.
- 青岛科技大学. 电磁学（中国大学 MOOC，2026 秋）. 来源: icourse163.org.
可验证事实
- 电磁学在本科专业核心课程中的定位与 48 / 64 学时两种"最少讲授学时"口径来自教育部正式规范；多所高校（中科大 80、国科大 72、楚雄 90 等）公开大纲印证课时区间。
- 赵凯华《电磁学》（ISBN 978-7-04-049971-1）、梁灿彬《普通物理学教程 电磁学》（ISBN 978-7-04-050677-8）的出版社、版次年月、目录来自高教社官方页面。
- GB 3102.5-93 给出 μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m（当时为准确值）；2019 SI 修订（第 26 届 CGPM 1 号决议）后 μ₀、ε₀ 不再精确，这一变化来自官方决议与新版国家标准征求意见稿。
- 真空中电磁波速 c = 1/√(μ₀ε₀) 由麦克斯韦方程组导出，与实测光速一致。
推测与建议
- 各校学时与章节颗粒度差异较大（48~90 学时，赵凯华版与梁灿彬版顺序不同），学习应以本校大纲为准。
- 2019 SI 修订后 μ₀、ε₀ 的实测值与旧"精确值"差异仅约 10⁻¹⁰ 量级，普通物理与工程计算沿用 μ₀ = 4π×10⁻⁷ H/m 不影响结果。
- 电磁学后续衔接的电动力学常改用高斯单位制或 Heaviside-Lorentz 单位制，跨教材需注意 4π、1/(4πε₀) 等因子差异。
- 例题中铜载流子数密度、波阻抗 377 Ω 等为常见教材近似值，精密计算应以 CODATA 与具体材料参数为准。
