高中物理第3章电磁振荡电磁波2电磁场和电磁波教师用书教科版选修3_4

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1、2．电磁场和电磁波学习目标知识脉络1.知道麦克斯韦电磁场理论的两个基本观点：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场．(难点)2．知道电磁场在空间传播形成电磁波以及电磁波的基本特点．(重点、难点)3．知道赫兹实验以及麦克斯韦电磁理论的意义．(重点)麦克斯韦电磁理论的两个基本假设及电磁场1．麦克斯韦电磁理论的两个基本假设(1)变化的磁场能够在周围空间产生电场磁场随时间变化快，产生的电场强；磁场随时间的变化不均匀时，产生变化的电场；稳定的磁场周围不产生电场．这意味着电场可由两种方式产生：由电荷产生或由变化的磁场产生．(2)变化的电场能够在周围空间产生磁场若

2、电场随时间变化快，则产生的磁场强；若电场随时间的变化不均匀，则会产生变化的磁场．稳定的电场周围不产生磁场．2．电磁场如果在空间某区域有变化的电场，那么这个变化的电场就在它周围空间引起变化的磁场；这个变化的磁场又在它周围空间引起变化的电场……于是，变化的电场和变化的磁场交替产生，形成不可分割的统一体，称为电磁场．1．变化的电场一定产生变化的磁场．(×)2．恒定电流周围产生磁场，磁场又产生电场．(×)1．电磁场与静电场、静磁场相同吗？【提示】　不同．电磁场是动态的，并且电场和磁场不可分割；静电场、静磁场单独存在．2．变化的电场与变化的磁场是否是交替出现的

3、？【提示】　是的．1．电磁场理论的核心之一：变化的磁场产生电场实验基础：实验装置如图321所示．当穿过螺线管的磁场随时间变化时，上面的线圈中产生了感应电流，使灯泡发光．麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中产生了电场，正是这种电场在线圈中引起了感应电流．麦克斯韦认为在变化的磁场周围产生电场是一种普遍存在的现象，跟闭合电路(导体环)是否存在无关，导体环的作用只是用来显示电流的存在．图3212．电磁场理论的核心之二：变化的电场产生磁场麦克斯韦认为：由电现象和磁现象的相似性和变化的磁场能产生电场的观点，认为变化的电场就像导电体的电流一样，会在空间产生磁场．根据麦克

4、斯韦理论，在给电容器充电的时候，不仅导体中的电流要产生磁场，而且在电容器两极板间变化着的电场周围也要产生磁场．如图322乙所示．图3223．对麦克斯韦电磁场理论的理解恒定的电场不产生磁场恒定的磁场不产生电场均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场振荡电场产生同频率的振荡磁场振荡磁场产生同频率的振荡电场1．根据麦克斯韦的电磁场理论，以下叙述中正确的是(　　)A．教室中亮着的日光灯周围空间必有磁场和电场B．工作时的电磁打点计时器周围必有磁场

5、和电场C．稳定的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场产生稳定的电场D．非均匀变化的电场周围一定产生变化的磁场E．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场【解析】　教室中亮着的日光灯、工作时的电磁打点计时器用的振荡电流，在其周围产生振荡磁场和电场，故选项A、B正确；稳定的电场不会产生磁场，故选项C错误；电磁波是横波，电场方向、磁场方向和传播方向相互垂直，故选项D正确．均匀变化的电场周围会产生恒定不变的磁场，选项E错误．【答案】　ABD2．如图323所示，在变化的磁场中放置一个闭合线圈．323(1)你能观察到什么现象？(2)这种现象说明了什么？【解析】　(1)

6、灵敏电流计的指针发生偏转，有电流产生．(2)变化的磁场产生了电场，使闭合线圈的自由电荷发生了定向运动而形成了电流．【答案】　见解析理解麦克斯韦电磁场理论1．恒定电场(磁场)→不产生磁场(电场)．2．均匀变化电场(磁场)→恒定磁场(电场)．3．非均匀变化电场(磁场)→变化磁场(电场)．4．周期性变化电场(磁场)→同频率磁场(电场)．电磁波1．由变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场是由近及远传播的，这种变化的电磁场在空间的传播称为电磁波．2．麦克斯韦在1865年从理论上预见了电磁波的存在，并计算出其传播速度等于光速，由此麦克斯韦认为光是电磁波的一种形态

7、.1888年德国物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在．3．电磁波的波长λ、波速v和周期T、频率f的关系与机械波一样，由下式表示λ＝vT＝v/f.电磁波在真空中也能传播，这是它与机械波的不同之处，在真空中的传播速度v＝c≈3×108m/s.1．电磁波是一种波也有反射、折射．(√)2．电磁波和光在真空中传播速度都是3×108m/s.(√)3．麦克斯韦证实了电磁波的存在．(×)1．电磁波的传播是否也需要介质？【提示】　不是．电磁波在真空中也能传播．2．哪位科学家验证了电磁波的存在？【提示】　赫兹．机械波与电磁波的比较机械波电磁波对象研究力学现象研究电

8、磁现象周期性变化的物理量位移随时间和空间做周期性变化电场强度E和磁感应强度B随时间和空间做周期性变化传播传播