赵小龙 王玉平 鲍丽红

（天水师范学院物信学院，甘肃 天水 741001）

《电磁学》中静电类问题的可视化仿真实验设计

赵小龙 王玉平 鲍丽红

（天水师范学院物信学院，甘肃 天水 741001）

《电磁学》中基本概念、基本规律理论性强、场图复杂.针对离散点电荷系在空间产生的场分布、静电场中导体的静电感应现象、静电场中电介质的极化现象等典型静电类电磁问题，利用Matlab中的偏微分方程工具箱（PDEtool）、数学物理方程进行可视化仿真实验设计.仿真结果中电场线、等势线的分布很好地体现出典型电磁现象及相关物理性质，有助于信息技术条件下的教学方法改革.

电磁学；静电类问题；偏微分方程；可视化仿真

1 引言

《电磁学》［1］是物理类、电子信息类专业的基础课程，课程讲授应该使学生全面系统地掌握电磁运动的基本现象、基本概念和基本规律，使其具有一定分析和解决电磁学问题的能力.由于课程理论性强、概念抽象、推导繁多、场图复杂，要求学生具有较强的抽象思维能力和空间想象力.目前，理论讲授的现状是多数学生对基本概念掌握较好，而针对物理问题运用数学方法求解问题的能力偏弱.而配套的《电磁学实验》［2］中除静电场的描绘、霍尔效应等外，多数实验仍是电路基础、电工学中的基础电学实验.可视化仿真实验设计能够形象地、动态地展示电磁理论的基本原理、模拟出电磁场中的物理量，同时能以图形化的方式显示其分布及其计算结果，得到……