高中物理第四章电磁波及其应用第一节电磁波的发现课件新人教版选修1_1

理解教材新知 第四章电磁波及其应用 随堂基础巩固 课时跟踪训练 知识点一 知识点二 把握热点考向 考向一 考向二 应用创新演练 第一节电磁波的发现 1 变化的磁场产生电场 变化的电场产生磁场 电磁场在空间的传播形成电磁波 2 电磁波与机械波不同 电磁波的传播不需要介质 依靠电场和磁场的相互激发 可以在真空中传播 传播速度等于光速 3 赫兹通过实验证实了电磁波的存在 证明了电磁波和光具有相同的性质 光是以波动形式传播的一种电磁振动 自学教材 1 变化的磁场产生电场 1 在变化的磁场中如果有闭合的回路 由于产生了感应电流 这个现象的实质是变化的磁场在空间产生了 磁通量变化 电场 2 即使在变化的磁场中没有闭合回路 也同样要在空间产生 2 变化的电场产生磁场如果在空间有变化的电场 那么这个变化的电场也会产生 电场 磁场 重点诠释 麦克斯韦的电磁理论19世纪60年代 英国物理学家麦克斯韦总结前人对电磁规律的研究成果 建立了完善的电磁场理论 并预言了电磁波的存在 其主要内容为 变化的磁场产生电场 变化的电场产生磁场 要正确理解这个理论需要明确以下几点 1 变化的磁场产生电场 均匀变化的磁场产生稳定的电场 周期性变化的振荡磁场能产生同周期性的振荡电场 这条理论的基础是法拉第的电磁感应现象 2 变化的电场产生磁场 均匀变化的电场产生稳定的磁场 周期性变化的振荡电场产生同频率的振荡磁场 这一条是麦克斯韦的一个伟大的预言 3 不均匀变化的磁场产生变化的电场 不均匀变化的电场产生变化的磁场 4 变化的电场和磁场相互联系 形成一个统一的场 就是电磁场 而电磁场由近及远地向周围空间传播形成电磁波 5 电场 磁场的变化关系 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 解析 根据麦克斯韦的电磁场理论 只有变化的电场周围才能产生磁场 所以A错 而非均匀变化的电场产生变化的磁场 均匀变化的电场周围产生恒定的磁场 所以B C错 答案 D 自学教材 1 电磁波 1 电磁波的传播靠的是电场和磁场的相互 激发 而电场和磁场本身就是一种形式的物质 2 电磁波可以在真空中传播 它的传播速度等于 光速 2 赫兹的电火花在人类历史上首先捕捉到了电磁波 证明了电磁波与光具有相同的性质 赫兹证实了麦克斯韦关于光的 赫兹 电磁理论 重点诠释 1 电磁波是横波 在传播方向上 任意一点的E和B都随时间按正弦规律变化 E和B彼此垂直 且与电磁波的传播方向垂直 2 电磁场中储存电磁能 电磁波的发射过程就是辐射能量的过程 3 只有周期性变化的电场和磁场相互激发才能形成电磁波 4 电磁波可以在真空中传播 因为电磁波本身就是一种物质 场物质 所以传播时不再需要其他介质 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 0 108m 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 5 电磁波能产生反射 折射 干涉 衍射和偏振等现象 麦克斯韦不仅预言了电磁波的存在 而且揭示了电 磁 光现象在本质上的统一 赫兹用实验证明了电磁波的存在 并研究了电磁波的反射 折射 干涉 衍射和偏振等现象 证明了电磁波与光具有相同的性质 测出了电磁波在真空中的传播速度与光速c相同 2 关于电磁场和电磁波 下列说法中正确的是 A 电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波B 电场和磁场总是相互联系着 统称为电磁场C 电磁波是一种物质 只能在真空中传播D 电磁波传播的速度总是3 0 108m s 解析 如果在空间某区域有周期性变化的振荡的电场 那么这个振荡的电场就在空间引起同频率振荡的磁场 这个同频率振荡的磁场又会引起新的同频率振荡的电场 于是 电场和磁场交替产生 由近及远地传播 就形成电磁波 所以A项正确 因为稳定的电场 磁场 不能产生磁场 电场 所以并不总是相互联系的 因此也就不一定形成电磁场 所以B 项错 电磁波是电磁场向前传播形成 电磁场由场物质组成 所以电磁波是一种物质 它既可以在真空中传播 也可以在有介质的空间传播 在真空中速度等于光速 即3 0 108m s 而在介质中传播速度会减小 故C D项均不正确 答案 A 例1 有关电磁场理论的下列说法中 正确的是 A 任何变化的磁场都要在空间产生变化的电场B 任何电场都要在周围空间产生磁场C 任何变化的电场要在周围空间产生磁场D 电场和磁场总是相互联系着 形成一个不可分离的统一体 即电磁场 思路点拨 根据麦克斯韦电磁理论的内容理解判断 解析 根据麦克斯韦理论 均匀变化的磁场在周围空间产生的电场是稳定的 故A错 同理 并不是任何电场都会在周围空间产生磁场 故B错 电场和磁场并不总是相互联系着的 例如 静止电荷周围只有静电场 静止磁体周围只有稳定的磁场 只有变化的电场和变化的磁场才能形成一个不可分离的统一体 即电磁场 故D错 答案 C 变化的磁场产生电场 产生的电场是否变化取决于磁场的变化情况 若磁场均匀变化 则产生的电场恒定 不能激发电磁波 若磁场是振荡变化的 则产生的电场也必是同频率振荡的 将形成电磁波 1 某电路中磁场随时间变化的图像如图4 1 1所示 能发射电磁波的磁场是 图4 1 1 解析 A是稳定的磁场 不产生电场 所以不产生电磁波 B C的磁场都是均匀变化的 会产生稳定的电场 不会激发电磁波 D是周期性变化的磁场 会产生周期性变化的电场 电场和磁场交替产生 在空间传播 形成电磁波 答案 D 例2 电磁波和声波相比较 下列说法正确的是 A 电磁波的传播不需要介质 声波的传播需要介质B 由空气进入水中时 电磁波速度变小 声波速度变大C 由空气进入水中时 电磁波波长变小 声波波长变大D 电磁波和声波在介质中的传播速度 都是由介质决定的 与频率无关 思路点拨 波速公式形式相同 但波速不同 故波长与频率不同 传播过程中频率不变 解析 此题考查电磁波和声波的区别 可从它们的特点上分析 A B符合物理事实所以正确 根据v f 电磁波速度变小 频率不变 波长变小 声波速度变大 频率不变 波长变大 所以C正确 电磁波在介质中的速度 与介质有关 也与频率有关 在同一介质中频率越大 波速越小 所以D错误 答案 ABC 电磁波和机械波从一种介质进入另一种介质时 频率都不变 但机械波的传播需要介质 而电磁波的传播不需要介质 v f是机械波和电磁波都能用的公式 2 电磁波与机械波相比 以下说法正确的是 A 它们都能发生反射 折射 干涉和衍射现象B 它们在本质上是相