王慧娟，李慧奇

（华北电力大学，河北 保定 071003）

基于仿真软件的电磁场实验教学研究

王慧娟，李慧奇

（华北电力大学，河北 保定 071003）

应用电磁场的仿真软件COMSOL multiphysics对两个实验项目建模并仿真，得到三维立体解，形象直观地表现了电场或磁场的分布情况，同时验证了与理论计算结果的一致性，使学生对电磁场的理论从抽象的理解到感性认识，对工程实际问题产生形象思维。

电磁场；实验；仿真

电磁场实验不仅是对基本理论的验证，也是对学生在电磁场实验技能方面的基本训练，更为重要的是培养学生用“场”的观点和方法来分析、检测和解决一些工程实际问题的初步能力。传统的电磁场实验存在若干问题，包括实验内容较少，侧重简单的测量和验证，不够形象直观等，为了达到更好的实验效果，同时提高学生分析电磁场问题的综合能力，仿真软件在实验教学中的应用可起到重要作用［1-3］。COMSOL multiphysics是基于有限元法的多物理场的一款大型数值仿真软件，其中的AC/DC模块是电磁场模块，可以模拟准静态电磁场的相关物理问题。

1 实验内容举例

通电有限长密绕螺线管磁场测量实验和磁悬浮实验是电磁场的两个经典实验，我们将测量研究与软件仿真两种方式相结合，并让学生比较两种方式得到的实验结果。下面分别分析两个实验。

1.1 通电螺线管磁场实验

通电螺线管实验模型为一个轴向长度为2 L，半径为a，单位长度匝数为n的螺线管截面图，z轴为对称轴，如图1所示，要求测量并计算轴线上的磁感应强度［4-6］。……