电磁学中的单位

电磁学量的单位制

diancixueliang de danweizhi

电磁学量的单位制

unit systems of electromagnetic quantities

电磁学量有多种单位制，它们之间的关系比较复杂，需要从单位制定的原则上加以说明。

单位制物理学中确定单位制的通常作法是：选定某几个物理量及其单位作为基本量和基本单位；其他物理量的量纲和单位则是从特定的物理公式通过选定其中比例常量得出来的，这样得出的单位称为导出单位。例如力学中的CGS单位制,就是取长度、质量和时间为基本量，它们的单位分别为厘米、克和秒，其他力学量的量纲和单位都由此导出。如力的量纲和单位是根据牛顿第二定律＝并选定＝1而得出的，其量纲为LM，它的单位达因即为克厘米／秒。

需要注意的是：

①如果选取不同的物理公式,则规定出的单位不仅大小可能不同，量纲也可能不一样。例如若换用万有引力定律[228-01]并令其中的=1来确定力的单位，则所得出的力的单位不仅大小与达因不同，连量纲也变为L M。若采用这一改变就从通常的 CGS单位制变到另一种不同的CGS单位制。

②基本量的数目和选择也不是惟一的例如可以只取长度和质量为基本量，通过真空中光速＝1来确定时间单位。这样，时间的量纲就是长度，时空将具有一致的量纲。若长度单位仍取为厘米,那么“1厘米的时间”就代表真空中光走1厘米距离所花的时间,[kg1]约等于[228-02]秒。在粒子物理学中，常取[228-05]为普朗克常数), 这样定出的单位制叫做自然单位制,它只有一个基本量纲和单位。

由此可见，建立一种单位制，首先要选定基本量和基本单位，然后还要选定确定其他物理量单位的物理公式。

单位制的选用完全根据使用的方便。一般来说，基本量的数目选得多，有助于区别不同物理量的量纲，但

物理公式较复杂，将有较多的物理常数出现；反之，公式比较简单，但具有相同量纲的物理量的数目将增多。

电磁学中主要的单位制有五种。

CGSE制又称静电单位制[kg2]

(esu)[kg2]。在此单位制中，基本量为长度、质量和时间。基本单位为厘米、克和秒。电荷的单位是通过库仑定律[228-03]并令＝1确定的。这样确定的电荷单位叫电荷的CGSE制单位(又称静库仑)，电

荷的量纲即为L M T然后可从F＝E[228-04]、P＝(为电荷密度、为位移)和D＝E＋4P 分别确定电场、电势、极化强度和电位移的 CGSE制单位。其中电势单位又称静伏特。由此可以看出，在C GSE制中,P和D的量纲都与E的相同，因此极化率，介电常数（电容率）都是无量纲的数。

电流密度和电流的单位分别通过＝和＝（为面积）或[229-01]来确定,这样确定的电流单位又称静安培。

在CGSE制中，磁学量如和的单位是利用它们同电学量相互联系的物理公式确定的。这些物理公式可取

为安培环路定理和法拉第电磁感应定律

[229-02]并令其中的比例常数＝1。这样确定的和具有不同的量纲。即使在真空中也不等于，而是＝，为真空中光速。因此在CGSE制中，磁导率是有量纲的,其量纲为L T；真空中磁导率[229-18]。

总结起来，在 CGSE制中麦克斯韦方程组的形式为

[229-03] (1)其中D＝E＋4P，

[229-04]；而真空中洛伦兹力公式采取下列形式

[229-30]

; (2)真空中的库仑定律和安培-毕奥-萨伐尔定律为

[229-05]

CGSM制又称电磁单位制(emu)。CGSM 制的基本量和基本单位与CGSM制的一样，但是确定电磁量单位的物理公式不同。它是通过安培-毕奥-萨伐尔定律

[229-06]令=1来确定电流的单位,再通过[229-19]

确定电荷单位。这样确定的电荷单位与CGSE制中的量纲不同。

在电流和电荷的单位确定后,可以通过dF＝dl×B、＝（为磁矩，为面积）、

H＝B-4M、[229-07]、 [229-08]来定义、、、和的单位。在CGSM 制中，和的单位相同，但通常的单位称为高斯，的单位称为奥斯特。磁导率[kg2]是无量纲的。但和

有不同的量纲，在真空中[229-09],因此介电

常数量纲为L T,真空介电常数为=1/c。

麦克斯韦方程组和洛伦兹力公式的形式与CGSE制中相同，即式(1)和式(2)。但库仑定律

和安培-毕奥-萨伐尔定律却采取

[229-10]的形式。

高斯单位制在此单位制中，凡是电学量如、、、、等都用CGSE制单位，而磁学

量如、、都用CGSM制单位。因而此在单位制中,[kg2]介电常数和磁导率都是无量

纲的，而且其真空值＝＝1。此外和的量纲相同。在高斯单位制中，凡是同时含有电

学量和磁学量的公式都会出现常数。麦克斯韦方程组和真空中洛伦兹力公式分别为

[229-11](3)

[229-12]。(4)

库仑定律、安培-毕奥-萨伐尔定律与CGSE制的相同。在理论物理中常采用这一单位制。

洛伦兹－亥维赛单位制此单位制基本与高斯单位制相同，只是为了消去麦克斯韦方程组

(3)中的4

因子而略有变化。在此单位制中，凡“荷电物质”方面的量如、、、等，其单位都是高斯单位的 [229-20]，凡属“场”方面的量如、、、等，其单位都是高斯单

位的[229-21]倍。于是有

D＝E＋P，H＝B－M。麦克斯韦方程组为

[229-13](5)洛伦兹力公式与高斯制的相同，而库仑定律和安培－毕奥-萨伐尔定律却为

[229-14]。

国际单位制(SI) 此单位制的电磁学部分的基本量为长度、质量、时间和电流，基本单位分别为米、千克、秒和安培。1安培电流等于十分之一 CGSE制单位的电流。力功和功率单位分别为牛［顿］焦［耳］和瓦［特］。电荷、电场、电位单位可通过

[229-15]确定，并分别为库、牛／库（等于伏／米）和伏。电位移的单位通过[229-40]确定，它的量纲与的不

同，因而为有量纲的量,其真空值[229-17]库/(千克·米）（其中本身带量纲）。

和的单位是通过法拉第电磁感应定律和安培环路定理确定的，即令

[230-01]这样确定的和的单位彼此不

同，量纲也不同。磁导率的真空值为=4×10千克·米/库,[230-02]。麦克斯韦方程组为

[230-03](6)洛伦兹力公式与式(2)相同。库仑定律和安培-毕奥－萨伐尔定律为

[230-04]。在电工和实用方面常采用这一单位制，并已作为实际计量单位在中国推广应用。上表列出一定量的各种物理量在两种单位制中的表示值。

[国际单位制同高斯单位制中物理量的换算]

（注：文档可能无法思考全面，请浏览后下载，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）

各种单位换算表

各种单位换算表 面积单位的换算关系如下： 1平方厘米＝100平方毫米 1平方分米=100平方厘米 1平方米=100平方分米 1平方米＝10000平方厘米 1平方米=1000000平方毫米 1公顷＝10000平方米 1平方千米＝100公顷=1000000平方米 1平方公里=1000000平方米=1平方千米 国际上一般使用千米、米、分米、厘米作为普通计量单位，他的各个单位进率为10x10，等于100. 面积的物理量符号为S 1公顷=15亩 1公顷=100公亩 1公亩=亩 1亩 = 666.666667 平方米 1公亩=100平方米 1公顷=10000平方米 1平方公里=1000米x1000米=1000000平方米=1平方千米≈1500亩 1公顷=平方公里 ha,hm2都是指公顷；ha是以前用的单位，现在一般用hm2

hm是hundred metre 的缩写，即百米，即1公顷=1hm2=10000平方米 在面积中，最特别是平方米和公顷之间的进率，是10000 都是100进制 长度： 1千米(km)=1000米(m)=1公里(km) 1米(m)=1000毫米(mm)=10分米(dm)=100厘米(cm) 1毫米(mm)=1000微米(μm) 1微米(μm)=1000纳米(nm) 1纳米(nm)=1000皮米(pm)=10埃(A)(比纳米小的很少用) 1皮米(pm)=1000飞米(fm) 1丈=10尺, 1尺=10寸, 1寸=10分（1尺=厘米，即3尺=1米） … 面积 1亩=60平方丈,1亩≈667平方米,平时说的市亩也就是亩, 主要是为了与公亩区分. 1公亩=100平方米 1公顷=100公亩=10000平方米 1公顷=15亩=100公亩 1平方千米=100公顷=10000公亩=1000000平方米(100进位)

人教版新课标高中物理必修1《力学单位制》同步练习

4.4力学单位制同步练习 一、选择题 1．下列关于单位制及其应用的说法中错误的是() A．基本单位和导出单位一起组成了单位制 B．选用的基本单位不同，构成的单位制也不同 C．基本单位采用国际单位制中的单位，其导出单位不一定是国际单位制中的单位 D．物理公式可以确定物理量间的数量关系，也可以确定物理量间的单位关系 2．(2011年盐城高一检测)国际单位制中规定，力学量所选用的基本量是() A．长度、力、时间B．长度、质量、时间 C．长度、力、质量、时间D．速度、加速度、力 3．(2011年扬州高一检测)下列各组属于国际单位制的基本单位的是() A．质量、长度、时间B．力、时间、位移 C．千克、米、秒D．牛顿、克、米 4．(2011年泰安高一检测)下列说法中，正确的是() A．在力学单位制中，若采用cm、g、s作为基本单位，力的单位是N B．在力学单位制中，若力的单位是N，则是采用m、kg、s为基本单位C．牛顿是国际单位制中的一个基本单位 D．牛顿是力学单位制中采用国际单位的一个导出单位 5．测量国际单位制规定的三个力学基本物理量分别可用的仪器是下列哪一组() A．米尺、弹簧测力计、秒表 B．米尺、测力计、打点计时器 C．量筒、天平、秒表 D．米尺、天平、秒表 6．质量为400 g的物体，测得它的加速度为a＝40 cm/s2，则关于它所受的合力的大小及单位，下列选项正确的是() A．F＝ma＝400×40＝16000 N

B．F＝ma＝0.4×0.4 N＝0.16 N C．F＝ma＝0.4 kg×0.4＝0.16 N D．F＝ma＝0.4 kg×0.4 m/s2＝0.16 N 7．在解一道文字计算题中(由字母表达结果的计算题)，一个同学解得x＝ F 2m (t1＋t2)，用单位制的方法检查，这个结果() A．可能是正确的 B．一定是错误的 C．如果用国际单位制，结果可能正确 D．用国际单位制，结果错误，如果用其他单位制，结果可能正确 8．在研究匀变速直线运动的实验中，取计数时间间隔为0.1 s，测得相邻相等时间间隔的位移差的平均值Δx＝1.2 cm，若还测出小车的质量为500 g，则关于加速度、合力大小及单位，既正确又符合一般运算要求的是() A．a＝1.2 0.12m/s 2＝120 m/s2 B．a＝1.2×10－2 0.12m/s 2＝1.2 m/s2 C．F＝500×1.2 N＝600 N D．F＝0.5×1.2 N＝0.60 N 二、非选择题 9．物理公式在确定物理量关系的同时，也确定了物理量的单位关系．下面给出的关系式中，l是长度，v是速度，m是质量，g是重力加速度，这些量的单位都用国际单位制中的单位．试判断下列表达式的单位，并指出这些单位所对应的物理量的名称． (1) l g，单位________，物理量名称________． (2)v2 l，单位________，物理量名称________． (3)m v2 l，单位________，物理量名称________． 10．火车正加速运动，在车厢中有一个装置如图4－4－2所示，该小球与光

各种计算电磁学方法比较和仿真软件

各种计算电磁学方法比较和仿真软件 各种计算电磁学方法比较和仿真软件微波EDA 仿真软件与电磁场的数值算法密切相关，在介绍微波EDA 软件之前先简要的介绍一下微波电磁场理论的数值算法。所有的数值算法都是建立在Maxwell 方程组之上的，了解Maxwell 方程是学习电磁场数值算法的基础。计算电磁学中有众多不同的算法，如时域有限差分法（FDTD ）、时域有限积分法（FITD ）、有限元法（FE）、矩量法（MoM ）、边界元法（BEM ）、谱域法（SM）、传输线法（TLM ）、模式匹配法（MM ）、横向谐振法（TRM ）、线方法（ML ）和解析法等等。在频域，数值算法有：有限元法（ FEM -- Finite Element Method）、矩量法（MoM -- Method of Moments ），差分法（ FDM -- Finite Difference Methods ），边界元法（ BEM --Boundary Element Method ），和传输线法 （ TLM -Transmission-Line-matrix Method ）。在时域，数值算法有：时域有限差分法（ FDTD - Finite Difference Time Domain ），和有限积分法（ FIT - Finite Integration Technology ）。这些方法中有解析法、半解析法和数值方法。数值方法中又分零阶、一阶、二阶和高阶方法。依照解析程度由低到高排列，依次是：时域有限差分法（FDTD ）、传输线法（TLM ）、时域有限积分法（FITD ）、有限元法（FEM ）、矩量法（MoM ）、线方法（ML ）、边界元法（BEM ）、谱域法（SM ）、模式匹配法

小学数学常用公式大全(单位换算表)

小学数学常用图形周长面积体积计算公式: 1,正方形 C周长S面积a边长 周长=边长×4 面积=边长×边长 C=4a S=a×a S=a2 2,正方体 V体积a棱长 表面积=棱长×棱长×6体积=棱长×棱长×棱长S表=a×a×6 表=6a2 V=a×a×a V= a3 3,长方形 C周长S面积a边长 周长=(长+宽)×2 C=2(a+b) 面积=长×宽 S=ab 4,长方体 V体积S面积a长b宽h高 (1)表面积=(长×宽+长×高+宽×高)×2 (2)体积=长×宽×高 S=2(ab+ah+bh) V=abh 5,三角形 S面积a底h高 面积=底×高÷2 S=ah÷2 三角形高=面积×2÷底 三角形底=面积×2÷高 6,平行四边形 S面积a底h高 面积=底×高S=ah 7,梯形 S面积a上底b下底h高 面积=(上底+下底)×高÷2 S=(a+b)× h÷2 8,圆形

S面积C周长π圆周率 d直径r半径 周长=直径×π 周长=2×π×半径 面积=半径×半径×π C=πd C=2πr S=πr2 d=C÷π d=2r r=d÷2 r=C÷2÷πS环=π(R2-r2) 9,圆柱体 V体积h高S底面积r底面半径C底面周长 侧面积=底面周长×高 (2)表面积=侧面积+底面积×2 (3)体积=底面积×高 S侧=Ch S侧=πdh V=Sh V=πr2h 圆柱体积=侧面积÷2×半径 10,圆锥体 V体积h高 S底面积r底面半径 体积=底面积×高÷3 V=Sh÷3 长度单位换算 1千米=1000米；1米=10分米 1分米=10厘米；1米=100厘米 1厘米=10毫米 面积单位换算 1平方千米=100公顷；1公顷=10000平方米；1平方米=100平方分米1平方分米=100平方厘米；1平方厘米=100平方毫米 1平方米＝0.0015亩；1万平方米=15亩 1公顷＝15亩＝100公亩＝10000平方米 1公亩等于100平方米 1(市)亩等于666.66平方米 体(容)积单位换算 1立方米=1000立方分米；1立方分米=1000立方厘米；1立方分米=1升1立方厘米=1毫升；1立方米=1000升 重量单位换算

人教版物理必修一试题第四课时力学单位制

物理·必修1(人教版) 第四课时力学单位制 水平测试 1．(双选)下列单位中，是国际单位制中加速度单位的是( ) A．cm/s2B．m/s2 C．N/kgD．N/m 解析：在国际单位制中，加速度的单位可以用m/s2表示，也可以用N/kg表示．虽然N不是国际单位制中的基本单位，但它是国际单位制中的单位． 答案：BC 2．有关下面的物理量和单位的归属情况正确的是( )

①密度；②牛顿；③米/秒；④加速度；⑤长度；⑥质量；⑦千克；⑧时间． A．属于国际单位制中基本单位的是①⑤⑥⑧ B．属于国际单位制中基本单位的是⑦ C．属于国际单位制中基本单位的是②③⑦ D．属于国际单位制中基本单位的是④⑤⑥ 解析：密度、加速度、长度、质量和时间是物理量名称，不是单位(基本单位或导出单位)的名称，选项A、D错．国际单位制中基本单位有7个，其中力学部分有3个：米、千克、秒，本题所列名称中，只有千克是国际单位制中的基本单位，选项B正确．国际单位制的单位是由基本单位和导出单位组成的，牛顿是力的单位，其定义是：使质量是1kg的物体产生1m/s2的加速度的力，叫做1N，于是可知，牛顿这个单位是由牛顿第二定律F＝ma和基本单位导出的，是国际单位 制中的单位，同理，米/秒是由公式v＝x t 及基本单位导出的，是国际 单位制中速度的单位，选项C不正确．故选B. 答案：B 3．(双选)关于国际单位制，下列说法中正确的是 A．在力学单位制中，若采用cm，g，s作为基本单位，力的单位是牛(N) B．牛是国际单位制中的一个基本单位 C．牛是国际单位制中的一个导出单位 D．千克·米/秒2、焦/米都属于力的国际制单位

计算电磁学

电磁学: 电磁学是研究电磁现象的规衛［］应用的物理学分支学科，起源于18世纪。广义的电磁学可以说是包含电学和磁学”但狭义来说是_ 门探讨电性与磁性交互关系的学科。主要硏究电磁波、电磁场以及有关电荷、带电物体的动力学等等。 计算电磁学: 内容简介： 本书在论述计算电磁学的产生背景、现状和发展趋势的基础上, 系统地介绍了电磁仿真中的有限差分法、人工神经网络在电磁建模中的应用，遗传算法在电磁优化中的应用等。 图书目录： 第一童绪论 1.1计算电磁学的产生背景 1.1.1高性能计算技术 1.1.2计算电磁学的重要性 1.1.3计算电磁学的硏究特点 1.2电磁场问题求解方法分类 1.2.1解析法 1.2.2数值法 1.2.3半解析数值法 13当前计算电磁学中的几种重要方法 13.1有限元法

1.3.2时域有限差分法 1.3.3矩量法 1.4电磁场工程专家系统 1.4.1复杂系统的电磁特性仿真 1.4.2面向CAD的复杂系统电磁特性建模1.4.3电磁场工程专家系统 第一篇电磁仿真中的有限差分法 第二童有限差分法 2.1差分运算的基本概念 2.2二维电磁场泊松方程的差分格式 2.2.1差分格式的建立 2.2.2不同介质分界面上边界条件的离散方法2.2.3第一类边界条件的处理 2.2.4第二类和第三类边界条件的处理 2.3差分方程组的求解 2.3.1差分方程组的特性 2.3.2差分方程组的解法 2.4工程应用举例 2.5标量时域有限差分法 2.5.1瞬态场标量波动方程 2.5.2稳定性分析 2.5.3网格色散误差

2.5.4举例 第三童时域有限差分法I——差分格式及解的稳定性3.1FDTD基本原理 3.1.1Yee的差分算法 3.1.2环路积分解释 3.2解的稳定性及数值色散 3.2.1解的稳定条件 3.2.2数值色散 3.3非均匀网格及共形网格 3.3.1渐变非均匀网格 3.3.2局部细网格 3.3.3共形网格 3.4三角形网格及平面型广义Yee网格 3.4.1三角形网格离散化 3.4.2数值解的稳定性 3.4.3平面型广义Yee网格 3.5半解析数值模型 3.5.1细导线问题 3.5.2增强细槽缝公式 3.5.3小孔耦合问题 3.5.4薄层介质问题 3.6良导体中的差分格式

常用热量单位换算表

常用热量单位换算表 1KJ=1000J 1MJ=1000KJ=1000000J 1GJ=1000MJ=1000000KJ=00J 1焦耳= 因此1千瓦时=1000W×3600秒=3600千焦 供热热量单位换算与节能计算实例 单位换算与计算虽然论坛经常讨论,在节能减排严峻形势下,大家关注程度更加高涨,真是可喜可贺啊!最近,我编制了几篇公司供热节能指标考核文件,将大家比较关心的主要问题与大家交流一下,以望共同提高: % 1、能量、能耗、热耗、热量等一系列术语在供热领域其含义及单位是一致的，大家不必要去怎样表达，这些物理量在结合时间、空间等条件时在计算上就变得复杂起来，所以，供热一般计算时一定理解物理量含义，而不必要理会推导过程，去除有些条件，使计算变得简化。 2、热量单位常用的三种形式，大家要分清哪种单位是常用的及应用表达环境，分述如下： （1）、焦耳（J）、千焦（KJ）、吉焦（GJ），工程计算广为采用，国际单位制。热力计算、热计量、热量化验等实际操作中常见，国家标准及图表、线图查询等规范性技术文件中主要表达的单位。但是，其他导出单位及工程习惯相互交织，使得这种单位在今天热力计算中不是很方便。 （2）、瓦特（W）、千瓦(KW)、兆瓦（MW），工程导出单位，是供热工程常用单位，如热水锅炉热容量：7MW、14MW、29MW、56MW...等，习惯上常说到的10t、20t、40t、80t...等锅炉,相当于同类容量蒸汽锅炉的设计出力.工程上热水锅炉和换热站热计量仪表、暖通供热设计计算、估算、供热指标等，广泛采用。

（3）、卡（car)、千卡（Kcal)...,已经淘汰的热量单位,但是工程中还在使用,特别是大量的技术书籍,例如煤的标准发热量7000KCal,等. 3、供热指标核算、计算及测算时，我给大家推荐4个基本换算式，在这些工作计算的结果，虽然有点误差，但是已足够精确。如果一定精确计算，则要查有关图表手册了： (1)、1W=, 1Kcal=; (2)、1t饱和蒸汽===60万Kcal; (3)、1kg标煤=7000Kcal=29300KJ; (4)、热工当量1Kcal=. 1W=(热工当量是换算式,不是物理关系式,热力计算常用). 4、北京地区供热实现节能的主要指标值（采暖期4个月） # （1）、第一步节能：建筑热耗m2,煤耗标煤/m2; (2)、第二步节能：建筑热耗m2,煤耗标煤/m2; (3)、第三步节能：建筑热耗m2,煤耗标煤/m2. 注:北京第一步节能主要指标为2000年前最好水平,各地参照时,先将此4个月的指标值折算一个月,北方地区采暖期有6各月或7各月的,按采暖期制定考核指标,月考核先挂账,终了节能绩效结算. 5、能耗指标考核计算实例 （1）、例1，我热力公司呼和浩特某开发区8座汽水换热站2010年制定节能指标考核管理办法，当地供暖期为6个月，统计连续3年采暖期的能耗年报表，经过数据分析及价格测算，初步确定了各换热站汽耗指标为160Kg汽/m2,整个采暖期.已知,当地设计面积热指标是65W,各站蒸汽计量,蒸汽为饱和蒸汽,工作压力小于.问采暖期折算每平米标煤是多少采暖期每平米折算热量是多少与北京地区哪个节能指标较接近 解:A,×=112000W=130256Kcal; B,130256/7000=标煤,(接近北京第一步节能指标,按6个月折算,×6/4=标煤); C,112000w/180d/24h=m2.(远低于设计值) 关于确定煤耗指标先从技术角度分析,同时必须考虑燃料的价格,因为节能指标的制定,是从技术经济角度找出能源管理的盈亏点,方可真正找出节能的途径,不可玩起数字游戏.定汽耗指标时,要测算蒸汽生产成本及管损才有意义. ~ (2)、例2，我公司另一座热水锅炉房，没有上供热热水计量仪表，制定出6个月采暖期煤耗指标为：43Kg煤/m2,煤的低位发热量为5400Kcal,问折算成采暖期每平米汽耗是多少采暖期每平米热耗是多少折算标煤是多少 解:a,43×5400=232200Kcal=270049W; b,270049/700000=(饱和蒸汽); c,270049w/180d/24h=m2,6个月; d,折算标煤:43×5400/7000=.(如果采暖期每平米按标煤订煤耗指标,就是这个计算值,也不一定有实际意义). 这个实例提供了热计量及燃料计量.电计量、水计量等在考核范围内一切物化、量化方面计量的重要意义，它可以通过计量统计，加强节能考核及分析，

高中物理人教版必修1第四章第4节力学单位制同步练习D卷(新版)

高中物理人教版必修1第四章第4节力学单位制同步练习D卷（新版） 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、选择题 (共6题；共12分) 1. （2分） (2019高二下·杭州期中) 以下以物理学家命名的物理单位，属于国际基本单位的是（） A . 牛顿 B . 库仑 C . 特斯拉 D . 安培 【考点】 2. （2分） (2018高二上·温州期中) 下列选项中说法正确的是（） A . 电场强度的单位是伏/库 B . 磁感应强度的单位是特斯拉 C . 磁通量的单位是法拉 D . 电容的单位是韦伯 【考点】 3. （2分） (2017高一上·嘉兴期末) 下列均属于国际基本单位的是（） A . m、N、s B . A、kg、km C . m、kg、A

D . kg、m/s、N 【考点】 4. （2分） (2020高一上·荔湾期末) 在初中已经学过，如果一个物体在力F的作用下沿着力的方向移动了一段距离l，这个力对物体做的功。用国际单位制的基本单位表示功的单位，下列正确的是（） A . N·m B . kg·m2/s2 C . kg·m/s2 D . kg·m/s 【考点】 5. （2分）国际单位制由基本单位和导出单位组成．下列物理单位属于基本单位的是 A . m/s B . N C . m D . J 【考点】 6. （2分）下列物理量中，属于矢量的是（） A . 速率 B . 路程 C . 时间

D . 力 【考点】 二、多项选择题 (共2题；共6分) 7. （3分）关于国际单位制,下列说法正确的是（） A . 国际单位制是世界各国统一使用的一种通用的单位制 B . 各国均有不同的单位制,国际单位制是为了交流方便而采用的一种单位制 C . 国际单位制是一种基本的单位制,只要在物理运算中各物理量均采用国际单位制中的单位,则最后得出的结果必然是国际单位制中的单位 D . 国际单位制中的基本物理量是长度、能量、时间 【考点】 8. （3分） (2020高一上·昌平期末) 在下面的物理量和单位中①密度②牛③米/秒④加速度⑤长度⑥质量⑦千克⑧时间（） A . 属于国际单位制中基本量的是⑤⑥⑧ B . 属于国际单位制中基本单位的是⑦ C . 属于国际单位的是④⑤⑥ D . 属于国际单位的是②③⑦ 【考点】 三、填空题 (共2题；共7分) 9. （3分） (2020高二下·乌兰察布月考) 3月23日是世界气象日，据徐州气象台报告，2009年3月22日，

计算电磁学入门基础介绍

计算电磁学入门基础介绍 一. 计算电磁学的重要性 在现代科学研究中，“科学试验，理论分析，高性能计算”已经成为三种重要的研究手段。在电磁学领域中，经典电磁理论只能在11 种可分离变量坐标系中求解麦克斯韦方程组或者其退化形式，最后得到解析解。解析解的优点在于： ①可将解答表示为己知函数的显式，从而可计算出精确的数值结果; ②可以作为近似解和数值解的检验标准; ③在解析过程中和在解的显式中可以观察到问题的内在联系和各个参数对数值结果所起的作用。 这种方法可以得到问题的准确解，而且效率也比较高，但是适用范围太窄，只能求解具有规则边界的简单问题。当遇到不规则形状或者任意形状边界问题时，则需要比较复杂的数学技巧，甚至无法求得解析解。20 世纪60 年代以来，随着电子计算机技术的发展，一些电磁场的数值计算方法也迅速发展起来，并在实际工程问题中得到了广泛地应用，形成了计算电磁学研究领域，已经成为现代电磁理论研究的主流。简而言之，计算电磁学是在电磁场与微波技术学科中发展起来的，建立在电磁场理论基础上，以高性能计算机技术为工具，运用计算数学方法，专门解决复杂电磁场与微波工程问题的应用科学。相对于经典电磁理论分析而言，应用计算电磁学来解决电磁学问题时受边界约束大为减少，可以解决各种类型的复杂问题。原则上来讲，从直流到光的宽广频率范围都属于该学科的研究范围。近几年来,电磁场工程在以电磁能量或信息的传输、转换过程为核心的强电与弱电领域中显示了重要作用。 二. 电磁问题的分析过程 电磁工程问题分析时所经历的一般过程为： 三. 计算电磁学的分类 (1) 时域方法与谱域方法 电磁学的数值计算方法可以分为时域方法(Time Domain或TD)和频域方法(Frequeney Domain或FD)两大类。 时域方法对Maxwell方程按时间步进后求解有关场量。最著名的时域方法是时域有限差分法(Finite Difference Time Domain或FDTD)。这种方法通常适用于求解在外界激励下场

高中物理高三素材专题(七)电磁学中的“场”

专题（七）电磁学中的“场” 一、 大纲解读 电场和磁场是电磁学的两大基石， 与电路共同构建出完整的电磁学知识框架. 作为基础， 电场和磁场的性质是大纲要求掌握的重点之一， 是建立力、电综合试题的切入点.由此建立 的力、电综合问题是历届高考考查的热点，纵观近三年高考试题，这部分内容每年至少 1 题，如仅带电粒子在电场、磁场中的运动，在 2008年全国高考中分值约占总分的 19%.这 类问题从“场对电荷（物质）的作用”的特殊视角，产生与电、磁场的性质相结合的综合考 点，涉及运动与力的关系、功和能量的关系、 动量和冲量的关系、 能量守恒定律和动量守恒 定律等重要力学规律，是每年高考必考内容. 知识覆盖面广，考题题材新颖丰富， 注重与科 技背景的结合，综合性强，对学生的空间想象能力、分析综合能力、应用数学知识处理物理 问题的能力有较高的要求， 是考查考生多项能力的极好载体. 除基础题外，试题多是计算题 甚至是压轴题，有较高的难度和区分度. 二、 重点剖析 “场”的本质源自电荷，电荷的周围存在电场，运动电荷产生磁场，因此知识链条的顶 端是电荷；同时电场或磁场又反过来对电荷或运动电荷施加力的作用， 体现了知识体系的完 整，因果轮回.知识结构如图 7- 1.分“场”的产生、场对物质（电荷或导体）的作用和 能量关系三个版块. 1. 静止电荷、运动电荷和变化的磁场，在周围空间都产生电场；运动电荷、电流和变 化的电场在周围空间产生磁场. 2. 电场对静止电荷和运动电荷都有电场力的作用；磁场只对运动电荷和电流有磁场力 作用，对静止电荷没有作用力.这与“场”的产生严格对应.由于场力的作用，电荷或导体 会有不同形式的运动，因此分析场力是判断电荷或导体运动性质的关键. 3. 场力可能.对电荷或导体做功，实现能量转化.当点电荷绕另一点电荷做匀速圆周运 动时，电场力不做功；洛伦兹力不做功. 要对带电粒子加速就要对其做功， 因此电场即可以 I I J 半 ：昨用幵动导怀斗厦富頁卩二更 F J —T 1 J ] —丁 三、考点透视 考点1、“场”的性质 电场力的功 W-qU 电势能的改变 屯勢、电势差 产生 带电粒子的运动； 加速@阻滞/ 叫； 3| 眛?% … ■甘 1 2 寺■—j I 周期；/■= I _____ 些__ 图7- 1 安培力敝功W 且也=也￡ K 加速带电粒子，也可以使带电粒子偏转， 而稳定磁场则只能使粒子偏转却不能加速. 变化的 磁场产生电场，所以变化的磁场则可以改变带电粒子速度的大小. 範的蹄应2^ 乍用于电荷 带也辕子库沟抿施场I |半住：尸竺 I 果

小学数学常用公式大全(单位换算表) 长度单位换算

xx单位换算 1千米=1000米1米=10分米1分米=10厘米1厘米=10毫米1米=100厘米1米=1000毫米面积单位换算 1平方千米=100公顷=1000000平方米 1公顷=10000平方米1平方米=100平方分米1平方分米=100平方厘米1平方厘米=100平方毫米体(容)积单位换算 1立方米=1000立方分米1立方分米=1000立方厘米1立方分米=1升1立方厘米=1毫升1立方米=1000升 重量单位换算 1吨=1000千克1千克=1000克1千克=1公斤人民币单位换算 1元=10角1角=10分1元=100分 时间单位换算 1世纪=100年1年=12月1年有4个季度大月(31天)有:1\3\5\7\8\10\12月1日=24小时小月(30天)的有:4\6\9\11月1时=60分平年2月28天,闰年2月29天1分=60秒平年全年365天,闰年全年366天1时=3600秒 一、xx (一)什么是xx xx是一维空间的度量。 (二)xx常用单位 *千米(km) *米(m) *分米(dm) *厘米(cm) *毫米(mm) *微米(um) 二、面积 （一）什么是面积

面积;就是物体所占平面的大小。对立体物体的表面的多少的测量一般称表面积。 （二）常用的面积单位 *平方毫米*平方厘米*平方分米*平方米*平方千米公顷 三、体积和容积 （一）什么是体积、容积 体积;就是物体所占空间的大小。 容积;箱子、油桶、仓库等所能容纳物体的体积;通常叫做它们的容积。 （二）常用单位 1体积单位*立方米*立方分米*立方厘米2容积单位*升*毫升 四、质量 （一）什么是质量 质量;就是表示表示物体有多重。 （二）常用单位 *吨t *千xxkg *xxg 五、时间 （一）什么是时间 是指有起点和终点的一段时间 （二）常用单位 世纪、年、月、日、时、分、秒 六、货币

(完整版)高中物理电磁学知识点

二、电磁学 （一）电场 1、库仑力：2 2 1r q q k F = (适用条件：真空中点电荷) k = 9.0×109 N ·m 2/ c 2 静电力恒量 电场力：F = E q (F 与电场强度的方向可以相同，也可以相反) 2、电场强度： 电场强度是表示电场强弱的物理量。 定义式： q F E = 单位： N / C 点电荷电场场强 r Q k E = 匀强电场场强 d U E = 3、电势，电势能： q E A 电=?，A q E ?=电 顺着电场线方向，电势越来越低。 4、电势差U ，又称电压 q W U = U AB = φA -φB 5、电场力做功和电势差的关系： W AB = q U AB 6、粒子通过加速电场： 22 1mv qU = 7、粒子通过偏转电场的偏转量： 2 02 2022212121V L md qU V L m qE at y = == 粒子通过偏转电场的偏转角 20 mdv qUL v v tg x y = = θ 8、电容器的电容： c Q U = 电容器的带电量： Q=cU 平行板电容器的电容： kd S c πε4= 电压不变 电量不变

（二）直流电路 1、电流强度的定义：I = 微观式：I=nevs (n 是单位体积电子个数，) 2、电阻定律： 电阻率ρ：只与导体材料性质和温度有关，与导体横截面积和长度无关。 单位：Ω·m 3、串联电路总电阻： R=R 1+R 2+R 3 电压分配 2 12 1R R U U =，U R R R U 2 11 1 += 功率分配 2 12 1R R P P =，P R R R P 2 11 1+= 4、并联电路总电阻： 3 2 1 1111R R R R ++= （并联的总电阻比任何一个分电阻小） 两个电阻并联 2 121R R R R R += 并联电路电流分配 122 1 I R I R =，I 1= I R R R 2 12 + 并联电路功率分配 1 22 1R R P P =，P R R R P 2 12 1+= 5、欧姆定律：（1）部分电路欧姆定律： 变形：U=IR （2）闭合电路欧姆定律：I = r R E + Ir U E += E r 路端电压：U = E -I r= IR 输出功率： = IE -I r = （R = r 输出功率最大） R 电源热功率： 电源效率： =E U = R R+r 6、电功和电功率： 电功：W=IUt 焦耳定律（电热）Q= 电功率 P=IU 纯电阻电路：W=IUt= P=IU 非纯电阻电路：W=IUt > P=IU > S l R ρ=

计算电磁学结课论文

《计算电磁学》学习心得 姓名：桑dog 学号： 班级： 联系方式：

前言 计算电磁学是科技的重要领域它的研究涉及到应用计算机求解电磁方程它的重要性基于麦克斯韦方程——唯一的可以描述小到亚原子大到天体尺度的所有物理现象的方程, 。而且, 麦克斯韦方程式对于结果拥有很强的预测能力: 对于一个复杂问题的麦克斯韦方程的解通常可以准确的预知实验结果。因此, 麦克斯韦方程的解对于提高我们对复杂系统之物理现象的洞察力和设计复杂系统的能力均有极大帮助所以, 成功求解麦克斯韦方程式拥有广泛的应用前景: 例如纳米技术, 电脑微电子电路, 电脑芯片设计, 光学, 纳米光学, 微波工程, 遥感, 射电天文学, 生物医学工程, 逆散射和成象等等。 这篇文章的安排如下：第一章介绍了计算电磁学的重要意义以及发展状况。第二章介绍了计算电磁学中解决问题的方法分类。第三章对主要的数值方法进行了简介。第四章展望了计算电磁学的发展趋势。

第1章计算电磁学的重要性 在现代科学研究中，“科学试验，理论分析，高性能计算”已经成为三种重要的研究手段[1]。在电磁学领域中，经典电磁理论只能在11 种可分离变量坐标系中求解麦克斯韦方程组或者其退化形式，最后得到解析解。解析解的优点在于： ●可将解答表示为己知函数的显式，从而可计算出精确的数值结果; ●可以作为近似解和数值解的检验标准; ●在解析过程中和在解的显式中可以观察到问题的内在联系和各个参数对数值 结果所起的作用。 这种方法可以得到问题的准确解，而且效率也比较高，但是适用范围太窄，只能求解具有规则边界的简单问题[2]。当遇到不规则形状或者任意形状边界问题时，则需要比较复杂的数学技巧，甚至无法求得解析解。20 世纪60 年代以来，随着电子计算机技术的发展，一些电磁场的数值计算方法也迅速发展起来，并在实际工程问题中得到了广泛地应用，形成了计算电磁学研究领域，已经成为现代电磁理论研究的主流。简而言之，计算电磁学是在电磁场与微波技术学科中发展起来的，建立在电磁场理论基础上，以高性能计算机技术为工具，运用计算数学方法，专门解决复杂电磁场与微波工程问题的应用科学。相对于经典电磁理论分析而言，应用计算电磁学来解决电磁学问题时受边界约束大为减少，可以解决各种类型的复杂问题。原则上来讲，从直流到光的宽广频率范围都属于该学科的研究范围。近几年来,电磁场工程在以电磁能量或信息的传输、转换过程为核心的强电与弱电领域中显示了重要作用。[3]

电磁学复习计算题(附答案)

《电磁学》计算题（附答案） 1. 如图所示，两个点电荷＋q 和－3q ，相距为d . 试求： (1) 在它们的连线上电场强度0=E ? 的点与电荷为＋q 的点电荷相距多远？ (2) 若选无穷远处电势为零，两点电荷之间电势U =0的点与电荷为＋q 的点电荷相距多远？ d +q 2. 一带有电荷q ＝3×10-9 C 的粒子，位于均匀电场中，电场方向如图所示．当该粒子沿水平方向向右方运动5 cm 时，外力作功6×10-5 J ，粒子动能的增量为4.5×10-5 J ．求：(1) 粒子运动过程中电场力作功多少？(2) 该电场的场强多大？ 3. 如图所示，真空中一长为L 的均匀带电细直杆，总电荷为q ，试求在直杆延长线上距杆的一端距离为d 的P 点的电场强度． 4. 一半径为R 的带电球体，其电荷体密度分布为 =Ar (r ≤R ) ， =0 (r ＞R ) A 为一常量．试求球体内外的场强分布． 5. 若电荷以相同的面密度均匀分布在半径分别为r 1＝10 cm 和r 2＝20 cm 的两个同心球面上，设无穷远处电势为零，已知球心电势为300 V ，试求两球面的电荷面密度的值． (0 ＝8.85× 10-12C 2 / N ·m 2 ) 6. 真空中一立方体形的高斯面,边长a ＝0.1 m ，位于图中所示位 置．已知空间的场强分布为： E x =bx , E y =0 , E z =0． 常量b ＝1000 N/(C ·m)．试求通过该高斯面的电通量． 7. 一电偶极子由电荷q ＝1.0×10-6 C 的两个异号点电荷组成，两电荷相距l ＝2.0 cm ．把这电偶极子放在场强大小为E ＝1.0×105 N/C 的均匀电场中．试求： (1) 电场作用于电偶极子的最大力矩． (2) 电偶极子从受最大力矩的位置转到平衡位置过程中，电场力作的功． 8. 电荷为q 1＝8.0×10-6 C 和q 2＝－16.0×10-6 C 的两个点电荷相距20 cm ，求离它们都是20 cm 处的电场强度． (真空介电常量 ＝8.85×10 -12 C 2N -1m -2 ) 9. 边长为b 的立方盒子的六个面，分别平行于xOy 、yOz 和xOz 平面．盒子的一角在坐标原点处．在 此区域有一静电场，场强为j i E ? ??300200+= .试求穿过各面的电通量． E ? q L d q O x z y a a a a

高二物理电磁学部分叠加场类题答案(强烈推荐)

1、如图所示，带电平行金属板相距为2 R ，在两板间半径为 R 的圆形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 B ，两板及其左侧边缘连线均与磁场边界刚好相切。一质子（不计重力）沿两板间中心线 O 1 O 2 从左侧 O 1 点以某一速度射入，沿直线通过圆形磁场区域，然后恰好从极板边缘飞出，在极板间运动时间为 t 0 。若仅撤去磁场，质子仍从 O 1 点以相同速 度射入，经 时间打到极板上。 ⑴求两极板间电压 U ； ⑵求质子从极板间飞出时的速度大小； ⑶若两极板不带电，保持磁场不变，质子仍沿中心线 O 1 O 2 从 O 1 点射入，欲使质子从两板左侧间飞出，射入的速度应满足什么条件？ 2、如图所示，相隔一定距离的竖直边界两侧为相同的匀强磁场区，磁场方向垂直纸面向里，在边界上固定两长为L 的平行金属极板MN 和PQ ，两极板中心各有一小孔S 1 、S 2 ，两极板间电压的变化规律如图乙所示，正反向电压的大小均为U 0 ，周期为T 0 ．在t=0时刻将一个质量为m 电量为-q （q ＞0）的粒子由S 1 静止释放，粒子在电场力的作用下向右运动，在 t=T O /2 时刻通过S 2 垂直于边界进入右侧磁场区．（不计粒子重力，不考虑极板外的电场） （1）求粒子到达S 2 时的速度大小v 和极板间距d ； （2）为使粒子不与极板相撞，求磁感应强度的大小应满足的条件． （3）若已保证了粒子未与极板相撞，为使粒子在t=3T 0 时刻再次到达S 2 ，且速度恰好为零，求该过程中粒子在磁场内运动的时间和磁感应强度的大小． 3、(15分)如图所示，在xoy 坐标系内存在周期性变化的电场和磁场，电场沿y 轴正方向， 磁场垂直纸面(以向里为正)，电场和磁场的变化规律如图所示。一质量、电 荷量 的带电粒子，在t=0时刻以 的速度从坐标原点沿x 轴正向运动， 不计粒子重力。求:

常用公式及单位换算表

常用公式及单位换算表 一、长度单位转换公式: 公里(km) 千米(km) 米(m) 分米(dm) 厘米(cm) 毫米(mm) 微米(um) 纳米(nm) 1 公里(km) =1千米 (km) 1 公里(km) = 1000 米(m) 1千米 (km) =1000米(m) 1米(m)=10分米(dm) 1分米(dm)=10厘米(cm) 1厘米(cm)=10毫米(mm) 1米(m)= 10 分米(dm) =100厘米(cm) = 1000 毫米(mm) 1 毫米(mm) = 1000 微米(um) = 1000000 纳米(nm) 1公里(km)=1千米(km)=1000米(m)=10000分米(dm) =100000厘米(cm) =1000000毫米(mm) 二、重量单位换算:吨( t ) 千克 (kg) 克( g ) 1千克 (kg)=1公斤 (kg) 1千克 (kg)=1000克( g ) 1吨( t )=1000千克 (kg) 1吨( t )=1000千克 (kg) =1000000克( g ) 1公斤=500克 1市斤=10两 1两=50克 三、时间单位换算: 1日=24小时 1时=60分 1分=60秒 1时=3600秒 1世纪=100年 1年=12月 大月(31天)有:1、3、5、7、8、10、12月 小月(30天)的有:4、6、9、11月 平年2月28天,平年全年365天,闰年2月29天,闰年全年366天 四、面积换算: 平方公里(km2)公顷(ha)平方米(m2) 1平方千米(平方公里)=100公顷=1000000平方米 1 公顷 = 0.01 平方公里(平方千米) 1公顷=10000平方米1平方米=100平方分米 1平方分米=100平方厘米 1平方厘米=100平方毫米 1公顷=15亩=100公亩=10000平方米 1公亩=100平方米

电磁学内容

电磁学内容 第一章：静电场的基本规律 1、库仑定律、场叠加原理、电场强度的定义与理解 2、场强的计算： 1)点电荷的场强公式；电偶极子的场强（延长线、中垂线上一点） 2)利用积分方法求解： a)均匀带电直线的场强（延长线、中垂线）：作业：P39 1.3.7）；趋于无限长均匀带电直线的场强； b)均匀带电圆环轴线上一点的场强；均匀带电半圆环中心的场强；（作业：1.3.6） c)均匀带电圆盘轴线上一点的场强，由此退出半径趋于无限大时，可看成无限大带电平面的场强分布，注意方向（书上19页例题1）；进一步：一组平行放置的无限大带电平面空间的场强分布（作业：1.4.7） 3）利用高斯定理求场强分布 a) 电场线的性质；电场强度通量（电通量）的计算； b) 高斯定理的内容与理解 c)高斯定理的应用（做高斯面：同心球面或同轴闭合圆柱面） 球形：均匀带电球面的场强分布（21页例2）； 两个同心的均匀带电球面的场强分布；（作业1.6.5） 均匀带电球壳的场强分布； 均匀带电球体的场强分布（23页例3）自己推导。 圆柱形：无限长均匀带电圆柱面的场强分布； 两个同轴的无限长均匀带电圆柱面的场强分布（作业1.4.10）； 无限长均匀带电圆柱体的场强分布（作业1.4.9）。 3、电势 1) 静电场力做功特点；静电场的环路定理；电势的定义；电势叠加原理; 电势差；移动点电荷所做的功（作业1.6.3） 2) 电势的计算 a) 点电荷的电势公式（31页1-41式）；电偶极子的电势（中点、延长线上） b) 均匀带电球面的电势分布（书32页例2）；作业1.6.5

c) 上面能利用高斯定理求得场强分布的带电体的电势分布。 3）等势面的性质，以及电势与场强的关系。 第二章：有导体时的静电场 1、导体静电平衡条件；导体在静电平衡时的性质 2、导体静电平衡问题的讨论 1）50页例2；52页例5；53页例1，并会证明：相向的两个表面上，电荷面密度大小相等而符号相反，相背的两个表面上，电荷面密度大小相等且符号相同。54页例2. 2）作业：2.2.1；2.2.2；2.2.4 3、电容器及其电容 a) 孤立导体的电容（作业2.3.1）； b）几种电容器（平行板电容器、球形电容器、圆柱形电容器） c) 电容器串、并联的特点；电容器所储存的静电能（作业：2.3.5；2.5.1） 第三章：静电场中的电介质 1、概念：电介质的极化（位移极化、取向极化）、电介质的分类、束缚电荷（极化电荷）、电偶极子（电偶极矩、偶极子在外场中所受的力矩，作业3.2.3）、极化强度（与场强的关系）；均匀极化时极化强度与极化电荷面密度的关系。 2、有介质时的高斯定理 1）内容及其理解、各物理量之间的关系； 2）应用：103页例1、104页例2 3）作业：3.4.4；3.4.5 4）静电场方程（书107），由此说明静电场的性质（有源无旋场）。 第五章：恒定电流的磁场 1、毕奥萨法尔定律 1) 内容、公式 2) 应用： a)长直载流导线的磁场：178页5.2.2——推广到无限长载流导线结果,以及空间有多个无限长载流导线时的磁场（要叠加，但要搞清楚每个方向）作业：5.2.5 b)圆形载流导线的磁场：179页5.2.3——由此推出圆心处的场强，任意圆弧中心

计算电磁学之FDTD算法的MATLAB语言实现

South China Normal University 课程设计实验报告 课程名称：计算电磁学 指导老师： 专业班级： 2014级电路与系统姓名： 学号：

FDTD算法的MATLAB语言实现 摘要：时域有限差分(FDTD)算法是K.S.Yee于1966年提出的直接对麦克斯韦方 程作差分处理,用来解决电磁脉冲在电磁介质中传播和反射问题的算法。其基本思想是:FDTD计算域空间节点采用Yee元胞的方法,同时电场和磁场节点空间与时间上都采用交错抽样；把整个计算域划分成包括散射体的总场区以及只有反射波的散射场区,这两个区域是以连接边界相连接,最外边是采用特殊的吸收边界,同时在这两个边界之间有个输出边界,用于近、远场转换;在连接边界上采用连接边界条件加入入射波,从而使得入射波限制在总场区域；在吸收边界上采用吸收边界条件,尽量消除反射波在吸收边界上的非物理性反射波。 本文主要结合FDTD算法边界条件特点,在特定的参数设置下，用MATLAB语言进行编程，在二维自由空间TEz网格中，实现脉冲平面波。 关键词：FDTD；MATLAB；算法 1 绪论 1.1 课程设计背景与意义 20世纪60年代以来，随着计算机技术的发展，一些电磁场的数值计算方法逐步发展起来，并得到广泛应用，其中主要有：属于频域技术的有限元法（FEM）、矩量法(MM)和单矩法等；属于时域技术方面的时域有限差分法(FDTD)、传输线矩阵法(TLM)和时域积分方程法等。其中FDTD是一种已经获得广泛应用并且有很大发展前景的时域数值计算方法。时域有限差分（FDTD）方法于1966年由K.S.Yee提出并迅速发展，且获得广泛应用。K.S.Yee用后来被称作Yee氏网格的空间离散方式，把含时间变量的Maxwell旋度方程转化为差分方程，并成功地模拟了电磁脉冲与理想导体作用的时域响应。但是由于当时理论的不成熟和计算机软硬件条件的限制，该方法并未得到相应的发展。20世纪80年代中期以后，随着上述两个条件限制的逐步解除，FDTD便凭借其特有的优势得以迅速发展。它能方便、精确地预测实际工程中的大量复杂电磁问题，应用范围几乎涉及所有电磁领域，成为电磁工程界和理论界研究的一个热点。目前，FDTD日趋成熟，并成为分析大部分实际电磁问题的首选方法。