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1、1.请仔细分析实验:变化的磁场产生电场,探究分析以下问题:(1)线圈中产生感应电流说明了什么?提示:麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中产生电场,正是这种电场在线圈中驱使自由电子做定向的移动,产生了感应电流.(2)如果用不导电的塑料线绕制线圈,线圈中还会有电流、电场吗?提示:有电场、无电流.(3)想象线圈不存在时线圈所在处的空间还有电场吗?提示:有.麦克斯韦认为线圈只不过用来显示电场的存在,线圈不存在时,变化的磁场同样在周围空间产生电场,即这是一种普遍存在的现象,跟闭合电路是否存在无关.2.关于“变化的电场产生磁场”的观点,麦克斯韦是在什么情况下
2、提出的?提示:“变化的电场产生磁场”这一观点是在他相信自然规律和谐统一的基础上而假设的,他相信磁场和电场有对称之美.他认为:既然变化的磁场能够在空间产生电场,那么变化的电场也能够在空间产生磁场.3.麦克斯韦关于电磁场理论的基本论点是什么?用麦克斯韦的电磁场理论说明电磁波是怎样产生的?提示:麦克斯韦电磁场理论基本论点:①变化的磁场产生电场,②变化的电场产生磁场.根据这两个基本论点,麦克斯韦进一步推断:如果在空间某处有周期性变化的电场,那么这个变化的电场就在空间产生周期性变化的磁场;这个变化的磁场又会引起新的变化的电场…于是,变化的电场和变化的
3、磁场交替产生,从而形成由近至远向周围传播的电磁波,如图:4.分析总结电磁波与机械波有哪些区别?提示:(1)电磁波是横波,机械波有横波和纵波两类.(2)电磁波的速度(在真空中等于光速)远大于机械波(例如,空气中的声速在常温下只有340m/s).(3)电磁波的传播不需要介质(在真空中也能传播),而机械波的传播必须有介质.(4)电磁波向外传播的是电磁能,机械波传播的是机械能.(1)变化的磁场产生的电场叫感应电场,它的电场线是闭合的,静电荷周围产生的电场叫静电场,它的电场线是由正电荷起到负电荷止,是不闭合的.(2)恒定的电场不产生磁场,恒定的磁场不
4、产生电场.(3)电磁场是由变化的电场和变化的磁场交替产生的,所以电磁场是一种特殊的物质.(4)电磁波的特点①电磁波是横波.②不需要传播介质,可以在真空中传播.③传播速度等于光速,光是一种电磁波.④电磁波具有波的特性.典例1应用麦克斯韦的电磁场理论判断,如图所示的表示电场产生磁场(或磁场产生电场)的关系图象中(每个选项中的上图表示的是变化的场,下图表示的是变化的场产生的另外的场),正确的是【规范解答】选B、C.A中的上图是稳定的磁场,由麦克斯韦电磁场理论可知不会产生电场,故A选项错误;B中的上图是均匀变化的电场,应该产生稳定的磁场,故B选项正
5、确;C中的上图是振荡的磁场,它能产生相同频率的电场,且相位差为π/2,故C选项正确;D中的上图是振荡的电场,在其空间产生振荡的磁场,但下图中的图象与上图相比较,相位差为π,故D选项错误.电场和磁场的变化关系【变式备选】下列关于电磁波与机械波的说法正确的是()A.机械波和电磁波的传播都需要介质B.机械波和电磁波都是横波C.机械波和电磁波都是传播能量或信息的一种方式D.公式v=λf都适用【解析】选C、D.机械波的传播需要介质,电磁波的传播不需要介质,A错;电磁波是横波,机械波可能是横波,也可能是纵波,B错;机械波传播的是机械能,电磁波传播的是电
6、磁能,C对;机械波和电磁波都是波,一切关于波计算的公式都适用,D对.1.图是赫兹实验的原理图,在实验中实验现象是什么?说明了什么?提示:当感应圈两个金属球间有火花通过时,导线环两个小球间也跳过了火花.实验说明了电磁波从发射器到达了接收器,电磁振荡能在空间向远处传播,进而证明了麦克斯韦电磁理论是正确的.2.赫兹实验的意义是什么?提示:赫兹的实验证实了电磁波的存在,为无线电技术的发展开拓了道路.(1)图中A、B两个小球相当于发射器,C、D两个小球相当于接收器.(2)后人为了纪念赫兹,把频率的单位定义为赫兹.典例2下列关于电磁波的说法正确的是A.
7、电磁波是电磁场由近及远的传播B.电磁波在任何介质中的传播速度都为3×108m/sC.电磁波也能发生干涉和衍射现象D.电磁波由真空进入某种介质时,波长将变短解答本题时注意以下几点:(1)电磁波的产生.(2)电磁波在真空中的波速等于光速,而在介质中的波速将变小.(3)电磁波具有波的共性,即能发生衍射、干涉、折射等现象.【规范解答】选A、C、D.电磁波是变化的电场和变化的磁场交替产生,由近及远向周围传播形成的,A对;电磁波由真空进入介质,速度会减小,波长会变短,B错,D对;电磁波也是波,具有波的一切性质,C对.【变式备选】关于电磁波在真空中的传播
8、速度,以下说法正确的是()A.电磁波的频率越大,传播速度越大B.电磁波的波长越大,传播速度越大C.电磁波的能量越大,传播速度越大D.所有电磁波在真空中的传播速度都相等【解析】选D