高中物理 第3章 第2节 电磁场和电磁波课件 教科版选修34.ppt

第2节 理解教材新知 把握热点考向 应用创新演练 第三章 知识点一 知识点二 考向二 考向一 随堂基础巩固 课时跟踪训练 1 变化的电场产生磁场 均匀变化的电场产生恒定的磁场 周期性振荡变化的电场产生同频率周期性振荡变化的磁场 2 变化的磁场产生电场 均匀变化的磁场产生恒定的电场 周期性振荡变化的磁场产生同频率周期性振荡变化的电场 3 变化的电场和磁场交替产生形成的电磁场在空间传播形成电磁波 电磁波为横波 可以在真空中传播 波速为c 3 0 108m s 4 麦克斯韦预言了电磁波的存在 而赫兹用实验证实了电磁波的存在 自学教材 1 变化的磁场能够在周围空间产生电场 1 麦克斯韦认为 磁场随时间变化快 产生的电场 磁场随时间的变化不均匀时 产生 稳定的磁场周围 2 电场可由两种方式产生 由电荷产生 由产生 强 变化的电场 不产生电场 变化 的磁场 2 变化的电场能够在周围空间产生磁场麦克斯韦认为 若电场随时间变化快 则产生的磁场 若电场随时间的变化不均匀 则会产生 周围不产生磁场 强 变化的 磁场 稳定的电场 重点诠释 1 对麦克斯韦电磁场理论的认识 1 变化的磁场产生电场 如图3 2 1所示 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场的存在 图3 2 1 2 变化的电场产生磁场 如图3 2 2所示 根据麦克斯韦理论 在lc振荡电路中 当电容器充 放电的时候 不仅导线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 图3 2 2 2 对麦克斯韦电磁场理论的理解 1 某电路的电场随时间变化的图像如图3 2 3所示 能产生磁场的电场是 解析 题图a中电场不随时间变化 不产生磁场 题图b和题图c中电场都随时间做均匀变化 能产生稳定的磁场 题图d中电场随时间做不均匀的变化 能在周围空间产生变化的磁场 答案 bcd 图3 2 3 自学教材 1 电磁场变化的电场和变化的磁场产生 形成不可分割的统一体 称为电磁场 2 电磁波 1 电磁波的产生 变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场是由近及远地 这种变化的电磁场在空间的传播称为电磁波 交替 传播的 2 电磁波的特点 电磁波是 电磁波在空间传播不需要介质 电磁波的波长 频率 波速的关系 v f 在真空中 电磁波的速度c m s 3 电磁波能产生反射 折射 干涉和衍射等现象 横波 3 0 108 3 赫兹实验 1 赫兹实验原理图 如图3 2 4 2 实验现象 当感应线圈两个铜球间有火花跳过时 导线环两铜球间产生 图3 2 4 也有火花 3 现象分析 火花在a b间来回跳动时 在周围空间建立了一个迅速变化的电磁场 这种电磁场以的形式在空间传播 当电磁波经过接收线圈时 导致接收线圈产生感应电动势 使接收线圈两球间隙处产生电压 当电压足够高时 两球之间就会产生火花放电现象 4 实验结论 赫兹实验证实了的存在 5 实验意义 证明了的预言 为麦克斯韦的电磁场理论奠定了坚实的实验基础 电磁波 电磁波 麦克斯韦 4 麦克斯韦理论在物理发展史上的意义麦克斯韦电磁场理论把电磁学发展成为 理论体系 统一了人们对电磁和光现象的认识 为的利用开辟了理论前景 为深入研究物质的电磁结构及客观性提供理论基础 完整的 优美的 电和磁 重点诠释 1 对电磁场的理解 1 电磁场的产生 如果在空间某区域有周期性变化的电场 那么这个变化的电场在它周围空间产生周期性变化的磁场 这个变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的电场 于是 变化的电场和磁场交替产生 形成了不可分割的统一体 这就是电磁场 2 电磁场与静电场 静磁场的比较 三者可以在某空间混合存在 但由静电场和静磁场混合的空间不属于电磁场 电磁场是电场 磁场相互激发 相互耦连形成的统一体 电磁场由近及远传播 形成电磁波 如图3 2 5所示 图3 2 5 2 电磁波与机械波的比较 2 关于电磁波与机械波 下列说法正确的是 a 电磁波传播不需要介质 机械波传播需要介质b 电磁波在任何介质中传播速率都相同 机械波在同一种介质中传播速率都相同c 电磁波和机械波都不能发生干涉d 电磁波和机械波都能发生衍射解析 电磁波的波速与介质和频率都有关 而机械波的传播速度只与介质有关 故a对b错 电磁波和机械波都具有波的一些特征 包括干涉和衍射 故d对c错 答案 ad 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 变化的磁场周围一定产生电场b 在变化的电场周围一定产生变化的磁场 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 思路点拨 要注意电场或磁场是如何变化的 变化规律不同 产生的场的特点也不相同 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稳定的磁场 非均匀变化的电场才产生变化的磁场 答案 d 借题发挥 1 麦克斯韦电磁理论的两大支柱 变化的磁场产生电场 变化的电场产生磁场 而产生的电场或磁场如何变化 与原磁场或电场的变化规律有关 2 洛伦兹力对运动电荷永不做功 但变化的磁场产生的感应电场可以对运动电荷做功 1 如图3 2 6所示 有一水平放置 内壁光滑 绝缘的真空圆形管 其半径为r 有一带正电的粒子静止在管内 整个装置处于竖直向上的磁场中 要使带电粒子能沿管做圆周运动 所加的磁场可能是 a 匀强磁场b 均匀增加的磁场c 均匀减小的磁场d 由于洛伦兹力不做功 不管加什么磁场都不能使带电粒子沿管运动 图3 2 6 解析 磁场对静止的电荷不产生力的作用 但当磁场变化时可产生电场 电场对带电粒子产生电场力的作用 带电粒子在电场力作用下可以产生加速度 答案 bc 例2 关于电磁波与声波的说法 下列正确的是 a 电磁波是电磁场由发生的区域向远处传播 声波是声源的振动向远处传播b 电磁波的传播不需要介质 声波的传播有时也不需要介质c 由空气进入水中传播时 电磁波的传播速度变小 声波传播速度变大d 由空气进入水中传播时 电磁波的波长不变 声波的波长变小 思路点拨 解答本题时应注意以下两点 1 电磁波本身是一种物质 机械波只是一种振动形式在介质中的传播 2 电磁波在真空中的传播速度最大 机械波在固体 液体 气体中的传播速度逐渐减小 但传播过程中它们的频率都不变 答案 ac 2 声波和电磁波可传递信息 且都具有波的共同特征 下列说法正确的是 a 声波的传播速度小于电磁波的传播速度b 声波和电磁波都能引起鼓膜振动c 电磁波都能