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关键词： 工程电磁场   教学内容设计   教学方法改革  

摘要： “工程电磁场”是电子信息类专业的核心课程，做好课堂教学对学生的专业能力培养具有重要的支撑作用。但是，课程往往受到学时的限制，存在课程教学内容规划不合理、教学方法单一、学生学习理论困难的问题。因此，本文梳理并设计了48学时工程电磁场课程的教学内容，探索了课堂教学的改革方法，有助于打破电磁场类课程教师“难教”和学生“难学”的现状。

关键词： ANSYS Maxwell   表贴式永磁同步电动机   电磁场   参数化  

摘要： 本文通过运用ANSYS Maxwell软件对表贴式永磁同步电机的电枢直径进行电磁场参数化仿真分析，全面分析计算永磁同步电机在不同电枢直径下的电磁性能、电机效率和硅钢片、漆包线、磁钢等材料用量。通过软件的仿真计算，得出电机不同电枢直径下的效率、材料用量曲线，从而选出性能优和成本低的高性价比电枢直径方案。

关键词： 工程电磁场课程   类比法   图示法   微课教学  

摘要： 针对工程电磁场课程逻辑性强、具有抽象性、难学难懂、理论性强的特点，文章采用类比法、图示法和微课教学三种教学方法，通过横向类比、纵向类比、课程框架、理论模型、照片视频、微课教学的方式实现，旨在增强学生对课程内容的理解与吸收，提高学习效率。

关键词： 电磁阀   电磁场   电磁力设计  

摘要： 作为重要的高精度执行元件，电磁阀应用于汽车、航空航天、工程机械、农业机械、特种装备等领域，其性能直接影响控制品质。而电磁力的大小及形状是电磁阀重要的设计参数，直接决定了电磁阀的性能表现。本文对电磁阀的电磁力设计进行研究，从电磁阀磁场形成的基本原理出发，探讨了基于理想结构的理论电磁力，分析了影响电磁力的主要因素，给出了增大电磁力的基本措施，并结合开关阀和比例阀应用的电磁力形状需求给出了应用结构，为电磁阀电磁力的正向开发提供方向及建议。

关键词： 多模式   宇称-时间对称电路   光机械系统   光磁系统   光学混沌  

摘要： 随着近年来数字经济的发展,人们对于人工智能技术的使用更加普及,这也导致了对于算力需求的提升。与此同时,随着集成电路器件尺寸不断减小、集成度提高,使得摩尔定律的发展也逐渐逼近了设计极限。 针对现阶段电子器件和集成光学器件发展趋势进行分析,研究中发现在器件设计过程中的物理性质对于其信息处理功能的实现至关重要。因此,本文在深入研究多模式电磁系统动力学过程建模的基础上,重点研究了多模式耦合的电磁系统中的非线性效应和调控机理,解决了多模场中电磁场性能的表征和精确调控问题;重点以多模式耦合的光学微纳系统和电路系统作为研究对象,围绕多模同频,多模异频的场特性,研究了诸如双稳态、宇称-时间对称、频率梳、混沌等典型的非线性效应的产生过程,解决了如何在多模电磁场系统中实现多模异频场的调控问题。 论文的主要创新点如下: 1.提出了基于耦合电路系统的宇称-时间对称的任意恢复方案。通过构建增益-耗散准对称的耦合电路,以耦合强度和耦合相位作为基本调节参数,分析了电路中本征模式的频率特征;进一步发展了一种调整耦合系统耗散的方法,通过改变电路放大参数,可以调控系统的宇称-时间对称性质,实现了系统从宇称-时间任意准对称到宇称-时间对称的相变过程。该方法利用可调相位实现精确的宇称-时间对称,而没有增益/损失平衡的要求,降低了实验设计难度。 2.研究了光磁微谐振腔中光机械诱导的射频信号混沌效应的产生和有效调控方法。研究工作基于光磁谐振腔系统,发展了一种多时间尺度射频信号动力学分析方法,获得了光学模式、磁学模式和机械模式共存的系统中微波频段的频率梳产生和混沌效应;通过调整系统的泵浦光强度,实现了射频信号在谐波、频率梳和混沌效应之间的过渡;进一步研究还提出了一个不同谐振腔之间的射频信号同步的实现方案。研究工作为光信号处理、混沌信息加密和混沌辅助安全通信提供了一种理论分析方法和系统设计思路。 3.研究了光机械系统中耗散辅助的微波波段频率梳产生和混沌效应。利用色散和耗散耦合的光机械系统,利用微扰方法分析了系统中机械模式的非线性性质;研究了系统中机械模式信号的频谱特性,获得了泵浦强度调制下的射频波段的频梳产生和混沌效应。该方法为多模式系统非线性效应的预测和调制方法提供了理论依据。

关键词： 大学物理   电磁场   物质性   动量  

摘要： 高校物理教学中，作为专门研究电磁场运动规律与电磁现象的一门学科，电磁学与电动力学无法单纯以该定义界定电磁场的物质性，需要从教学研究视角，依照电磁现象、电磁场外在表现，研究电磁场的客观属性及其物质性，使高校生形成正确电磁场物质性的认知理念。电磁波、电磁场物质形态直接体现出其存在质量、动量与能量，大学物理教学中，如何让学生深刻体会电磁场的物质性，通过分析电磁场的电磁作用力与点电荷，能够为物理教学提供启发。为此，如何在大学物理教学中引导学生深刻认识电磁场的物质性，是大学物理课程值得探究的重点课题。本文主要探讨大学物理课程教学中如何理解和掌握电磁场的物质性。

关键词： 配速法   动力学   电磁场   参考系  

摘要： 以2022年高考物理全国甲卷第18题为例通过配速法计算出了粒子的轨迹方程，利用软件画出了粒子的运动轨迹。通过构建粒子的动力学微分方程，进行数学推理，将微分方程拆分为两个微分方程，发现这两个微分方程对应的分别是匀速直线运动和匀速圆周运动，从数学角度解释了配速法的合理性。最后从电磁场的参考系变换的角度分析了配速法的物理原理，得出在忽略相对论效应的情形下，变换参考系的结果与配速法的结果等价。

关键词： 电磁场   间充质干细胞   细胞迁移   细胞骨架   SOCE   Piezol  

摘要： 目的: 细胞迁移是细胞主要功能之一,涉及细胞骨架的重组和调节分子的不对称分布。在创面愈合、毛囊再生等过程中,细胞迁移是复杂的,前期研究证实作为物理刺激因子之一的低频电磁场(Electromagnetic field,EMF)可以促进创面愈合、毛囊再生等,但EMF如何改变细胞骨架促进细胞迁移特别是方向性迁移值得深入研究;而Ca2+是一种多效性第二信使,可以受到环境、生化、物理等刺激影响细胞迁移,探讨EMF如何调控间充质干细胞(Mesenchymal stem cells,MSCs)胞内Ca2+可以帮助理解EMF对细胞迁移作用。 方法: 1.培养鼠来源的MSCs,经EMF(50Hz,5mT)干预3h后,用Transwell实验、划痕实验等检测细胞的迁移能力;免疫荧光技术观察在平面和创缘MSCs中β-COP、γ-tubulin的定位、观察Flutax1在MSCs中的分布。 2.分别使用 Taxol、Nocodaloze、Cytochalasin D 和 Phalloidin 等细胞骨架稳定或解聚剂处理MSCs并EMF干预后,免疫荧光方法检测α-Tubulin和F-actin,探讨EMF对微管-肌动蛋白相互作用的影响。 ***干预后,RNA-seq获取差异性表达基因并KEGG分析信号富集情况,流式细胞术检测Ca2+浓度;然后,检测EMF干预后MSCs细胞储存操作Ca2+进入(Store-Operated Ca2+Entry,SOCE)激活情况,并分析 SOCE 介导 Ca2+内流在EMF对α-Tubulin乙酰化和F-actin影响中的作用;Western Blot检测GEFH1-ROCK信号轴中关键蛋白表达。 ***1选择阻断Piezol通道并经EMF干预,检测SOCE激活情况,Western Blot和免疫荧光方法检测Piezol、SOCE关键组件Orai1和STIM1的表达和分布,Duolink?原位PLA技术检测F-actin和Orail的相互作用;分析Piezol通道在EMF增强SOCE过程中细胞骨架改变适应Ca2+内流产生促细胞迁移效应中的作用。 结果: 1.当EMF干预MSCs 3h后,细胞的迁移能力明显增强;在这过程中,EMF促进β-COP在胞内不对称分布,增强了 MSCs的极性,增强了创缘MSCs能动性和β-COP、γ-tubulin极性分布。 ***能预防MSCs微管解聚,增强α-Tubulin在核周聚集,促进F-actin细胞前缘聚合;EMF可以部分逆转Taxol对MSCs内F-actin聚合抑制作用。 ***-seq数据分析提示EMF的生物学效应与Ca2+密切相关,EMF增强SOCE介导Ca2+内流。当MSCs处于无钙环境中,EMF可以增强胞内ROCK1/2和GEFH1表达;而EMF通过SOCE介导的Ca2+内流增加会抑制ROCK1/2和GEFH1的表达,同时促进乙酰化α-Tubulin和Orail在核周聚集。 ***促进Piezol表达和膜周分布,DOOKU1可降低Orail核周分布和表达,减弱EMF干预后SOCE介导的Ca2+内流;同时,DOOKU1改变了 F-actin的聚合。与对照相比较,EMF干预明显增多了 F-actin和Orail相互作用形成的Duolink点,而DOOKU1降低了 Duolink点的形成。 结论: EMF调控SOCE和Piezol通道介导的Ca2+水平和差异性分布,改变细胞极性促进MSCs方向性迁移;在该过程中,EMF增强SOCE介导核周Ca2+升高促进微管稳定,同时抑制GEFH1-ROCK信号轴促进F-actin聚合;而Piezol通道激活可提高细胞质Ca2+梯度参与EMF增强SOCE介导Ca2+内流过程。

关键词： 电子重联   霍尔磁场   霍尔电场   电子流速  

摘要： 采用2.5D全粒子模拟程序研究了强引导场情况下的电子重联,分析了重联率最大时刻霍尔磁场、霍尔电场及电子流速的空间分布特征.重联率最大时刻,观察到分离线两侧的电子入流及出流,并且有四极霍尔磁场生成.与早期标准重联的研究结果不同,霍尔磁场并未在引导场的作用下发生明显扭曲.同时分离线区域发生电荷分离,并生成近似对称分布的霍尔电场.此外,研究了电子流速空间分布的时间演化.在重联前期,电子主要沿磁力线流动,即ve≈veyB/By;在重联后期,电子运动由电场漂移所主导,即ve≈E×（Byey）/By2.模拟结果表明,电子重联中可以发生极强的电荷分离,生成近似对称分布的霍尔电场.在引导场下,这种霍尔电场将导致电子的电场漂移,并主导电子流速的面内空间分布,进而生成近似对称分布的霍尔电流和四极霍尔磁场.