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大学物理实验, 2026, 39(1): 114-118     https://doi.org/10.14139/j.cnki.cn22-1228.2026.01.020
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Mathematica 赋能大学物理课程教学———以静电场为例#br#
崔博言 1 ,张家伟 1 ,李振声 2 ,陈亚慧 2*
1.重庆科技大学,数理科学学院,重庆 401331;2.中国人民解放军陆军军医大学 基础医学院,重庆400038
Empowering University Physics Teaching with Mathematica:A Case Study of Electrostatic Field#br#
CUI Boyan 1 ,ZHANG Jiawei 1 ,LI Zhensheng 2 ,CHEN Yahui 2
1.Department of Physics,Chongqing University of Science and Technology,Chongqing 401331,China;2.Department of Physics,College of Basic Medical Sciences,Army Medical University,Chongqing 400038,China
下载:  PDF (1535KB) 
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摘要 电磁学作为物理学的重要分支,其意义深远且广泛,电场强度作为电磁学中的基本概念之一,由于其不可见,且具有抽象性、数学复杂性以及反直觉的物理特性使得带电体在空间中激发电场的电场强度难以被学生理解。本文将利用 Mathematica 软件,通过对电偶极子电场线的绘制,均匀带电细棒在延长线和中垂线上电场强度与距离函数关系图的绘制,以及均匀带电细圆环在轴线上激发电场强度可视化动态图的绘制,来帮助学生理解带电体在空间中激发电场的强度分布,从而提高学习效率,掌
握先进的数字化学习和科研工具,培养学生的创新能力。
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崔博言
张家伟
李振声
陈亚慧
关键词:  Mathematica  电场线  可视化    
Abstract: Electromagnetism,as a pivotal branch of physics,holds profound and far-reaching significance.Electric
field strength,a fundamental physical concept in electromagnetism,is often challenging for students to comprehend
due to its Abstract:nature,mathematical complexity,and counterintuitive physical properties,which make it difficult
to visualize the electric field intensity generated by charged objects in space.This paper leverages Mathematica
software to enhance students' understanding of electric field distributions generated by charged objects through the
following visualizations:drawing electric field lines of an electric dipole,Plotting the relationship between electric
field strength and distance for a uniformly charged thin rod along its extension line and perpendicular bisector,
creating an animated visualization of the electric field intensity along the axis of a uniformly charged ring.These
approaches aim to improve learning efficiency,familiarize students with advanced digital learning and research tools,
and cultivate their innovative capabilities.
Key words:  mathematica    electric field lines    animated visualization
                    发布日期:  2026-02-25     
ZTFLH:  O 4-39  
基金资助: 国家自然科学基金(12405109;12275036);重庆市自然科学基金(STB2025NSCQ-GPX0945;CSTB2025NSCQ-GPX0919);
重庆科技大学教改项目(202367;202476)
引用本文:    
崔博言 , 张家伟 , 李振声 , 陈亚慧 . Mathematica 赋能大学物理课程教学———以静电场为例#br#[J]. 大学物理实验, 2026, 39(1): 114-118.
CUI Boyan , ZHANG Jiawei , LI Zhensheng , CHEN Yahui . Empowering University Physics Teaching with Mathematica:A Case Study of Electrostatic Field#br#. Physical Experiment of College, 2026, 39(1): 114-118.
链接本文:  
https://dawushiyan.jlict.edu.cn/CN/10.14139/j.cnki.cn22-1228.2026.01.020  或          https://dawushiyan.jlict.edu.cn/CN/Y2026/V39/I1/114
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