高中物理第十四章电磁波1电磁波的发现互动课堂学案新人教版选修.doc

1电磁波的发现互动课堂疏导引导1.麦克斯韦电磁场理论 在19世纪60年代，英国物理学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象成果的基础上，建立了完整的电磁场理论，预言了电磁波的存在. 麦克斯韦电磁场理论的内容有（1）变化的磁场产生电场图14-1-1 如图14-1-1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流的存在. 注意：在变化的磁场中所产生的电场的电场线是闭合的；而静电场中的电场线是不闭合的.（2）变化的电场产生磁场图14-1-2 根据麦克斯韦理论，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的电场周围也要产生磁场（如图14-1-2所示）.（3）电场和磁场相互产生的规律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.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.2.机械波与电磁波（1）电磁波与机械波的共同点电磁波与机械波一样，能发生反射、折射、衍射、干涉、驻波等现象.电磁波与机械波一样，是传播能量的一种形式，能传递信息.电磁波的波长、频率、波速关系与机械波一样满足v=f，且传播过程中频率不变，波速由介质决定.（2）电磁波与机械波的不同点产生的机理不同：电磁波是电磁运动产生的，是变化的电磁场在空间的传播；机械波是机械运动产生的，是振动这一运动形式在介质中的传播.电磁波传播不需要介质，机械波必须有介质才能传播.电磁场本身是一种物质，电磁波是物质传播的形式，是靠电和磁的相互“感应”而传播的，可以脱离电荷而独立存在，故它的传播不需要介质，真空中也能传播.电磁波是横波，电场方向和磁场方向互相垂直且都与波的传播方向垂直；机械波有横波也有纵波.电磁波波速比机械波波速大得多，任何频率的电磁波在真空中的传播速度都等于光在真空中的速度，即c=3.0108 m/s，电磁波传播虽然不需要介质，但在其他介质中的速度都比在真空中的小.活学巧用1.某电路的电场随时间变化的图象如图14-1-3所示，能发射电磁波的电场是（ ）图14-1-3思路解析：图A中电场不随时间变化，不产生磁场，图B和图C中电场都随时间做均匀变化，只产生稳定的磁场，也不会产生和发射电磁波.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，而这种磁场的变化也是不均匀的，又能产生变化的电场，从而交织成不可分割的统一体，电磁场由近及远地传播，形成电磁波.答案：D2.某空间出现了如图14-1-4所示的一组闭合的电场线，这可能是（ ）图14-1-4A.沿AB方向磁场在迅速减弱 B.沿AB方向磁场在迅速增强C.沿BA方向磁场在迅速增强 D.沿BA方向磁场在迅速减弱思路解析：根据电磁感应，闭合回路中的磁通量变化时，使闭合回路中产生感应电流，该电流可用楞次定律判断，根据麦克斯韦电磁理论，闭合回路中产生感应电流，是因为闭合回路中受到了电场力的作用，而变化的磁场产生电场，与是否存在闭合回路没有关系，故空间内磁场变化产生的电场方向，仍可用楞次定律判断，四指环绕方向即感应电场的方向，由此可知A、C正确.答案：AC3.关于电磁场和电磁波，下列叙述中正确的是（ ）A.均匀变化的电场在它周围空间产生均匀变化的磁场B.电磁波和机械波一样依赖于介质传播C.电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直，且与波的传播方向垂直D.只要空间某个区域有振荡的电场或磁场，就能产生电磁波思路解析：均匀变化的电场和恒定电流一样，只能产生不变的磁场，所以A是错误的.电磁波是电磁场自身的运动过程，它本身就是物质，不需介质传播;振荡的电场和振荡的磁场总是交替产生，且能由发生的区域向周围空间传播，产生电磁波，选项B错，D正确.理论分析和实验都证明电磁波是横波，电磁场中的E、B矢量跟波的传播方向是互相垂直的.答案：CD4.电磁波从真空传入水中时，下列说法正确的是（ ）A.频率不变，波速变大，波长变大 B.频率不变，波速变小，波长变小C.波速不变，频率变小，波长变大 D.波速不变，频率变大，波长变小思路解析：电磁波的波长，波速v和频率f与机械波一样，满足c=f，传播过程中，频率不变，CD两项错误.但