2018-2019版物理新导学笔记选修3-4第十四章1

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1、1电磁波的发现[学习目标]1.知道麦克斯韦电磁场理论及其在物理学发展史上的意义.2.了解电磁波的基本特点、发现过程及传播规律，知道电磁波与机械波的区别．一、伟大的预言1．变化的磁场产生电场(1)实验基础：如图1所示，在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里就会产生感应电流．图1(2)麦克斯韦的见解：电路里感应电流的产生，一定是变化的磁场产生了电场，自由电荷在电场的作用下发生了定向移动．(3)实质：变化的磁场产生了电场．2．变化的电场产生磁场麦克斯韦假设，既然变化的磁场能产生电场，那么变化的电场也会在空间产生磁场．二、电磁波1．电磁波的产生：变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远向

2、周围传播，形成电磁波．2．电磁波是横波：根据麦克斯韦的电磁场理论，电磁波在真空中传播时，它的电场强度和磁感应强度互相垂直，而且二者均与波的传播方向垂直，因此电磁波是横波．3．电磁波的速度：麦克斯韦指出了光的电磁本性，他预言电磁波的速度等于光速．三、赫兹的电火花赫兹证实了麦克斯韦关于光的电磁理论，为了纪念他，把频率的单位定为赫兹．[即学即用]判断下列说法的正误．(1)在电场周围，一定存在着和它联系着的磁场．(×)(2)在变化的磁场周围一定会产生变化的电场．(×)(3)电磁波不能在真空中传播．(×)(4)电磁波是横波．(√)一、麦克斯韦电磁场理论[导学探究](1)电子感应加速器就是

3、用来获得高速电子的装置，其基本原理如图2所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电磁铁线圈中通入变化的电流，真空室中的带电粒子就会被加速，其速率会越来越大．请思考：带电粒子受到什么力的作用而被加速？如果线圈中通以恒定电流会使粒子加速吗？这个现象告诉我们什么道理？图2(2)用导线将手摇发电机与水平放置的平行板电容器两极相连，为4cm左右，在下极板边缘放上几个带绝缘底座的可转动小磁针，平行板电容器两极板间的距离当摇动发电机给电容器充电或电容器放电时，小磁针发生转动，充电结束或放电结束后，小磁针静止不动．请思考：小磁针受到什么力的作用而发生转动？这个现象告诉我们什

4、么道理？答案(1)带电粒子受到电场力作用做加速运动．线圈中通入恒定电流时，带电粒子不会被加速．变化的磁场能产生电场．(2)小磁针受到磁场力的作用而转动．变化的电场产生磁场．[知识深化]对麦克斯韦电磁场理论的理解1．变化的磁场产生电场(1)均匀变化的磁场产生恒定的电场．(2)非均匀变化的磁场产生变化的电场．(3)周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场．2．变化的电场产生磁场(1)均匀变化的电场产生恒定的磁场．(2)非均匀变化的电场产生变化的磁场．(3)周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场．例1关于电磁场理论，下列说法正确的是()A．在电场周围一定产生磁场，磁场周围一

5、定产生电场B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场C．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场D．周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场答案D解析根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场能产生磁场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，非均匀变化的电场才产生变化的磁场．恒定的磁场不会产生电场，同样，恒定的电场也不会产生磁场.针对训练某电路中电场随时间变化的图象如下列各图所示，能发射电磁波的电场是()答案D解析图A中电场不随时间变化，不会产生磁场；图B和图C中电场都随时间做均匀的变化，只能在周围产生恒定的磁场，也不会产生和发射电磁波；图D中电场随

6、时间做不均匀的变化，能在周围空间产生变化的磁场，而这磁场的变化也是不均匀的，又能产生变化的电场，从而交织成一个不可分割的统一体，即形成电磁场，能发射电磁波．二、电磁波[导学探究]如图3所示是赫兹证明电磁波存在的实验装置，当接在高压感应圈上的两金属球间有电火花时，导线环上两小球间也会产生电火花，这是为什么？这个实验证实了什么问题？图3答案当A、B两金属球间产生电火花时就会产生变化的电磁场，这种变化的电磁场传播到导线环时，它在导线环中激发出感应电动势，使导线环上两小球间也会产生电火花．这个实验证实了电磁波的存在．[知识深化]电磁波与机械波的比较机械波电磁波研究对象力学现象电磁现象周

7、期性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需要介质，波速与介质有关，与传播无需介质，在真空中波速等于光传播情况速c，在介质中传播时，波速与介质频率无关和频率都有关产生机理由质点(波源)的振动产生由电磁振荡激发(下节内容)是横波还是可能是横波，也可能是纵波横波纵波干涉和衍射可以发生干涉和衍射例2(多选)以下关于机械波与电磁波的说法中，正确的是()A．机械波和电磁波，本质上是一致的B．机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速不仅与介质有关，而且与