粤教版选修34 3.2 电磁场与电磁波 学案.doc

第二节电磁场与电磁波1(3分)如图321所示的lc振荡电路，此时线圈中电流是减小的，则()图321a此时电容器两极板的电压是增大的b此时电流的方向由线圈的下端流向上端c此时线圈l中的自感电动势是减小的d此时电容器所带电荷量是减小的【解析】因线圈中电流是减小的，所以电容器处于充电过程，两端电压增大，a对，c、d错；线圈相当于电源，电流由负极流向正极，b对【答案】ab2(3分)理想的lc振荡回路中电流i随时间t的变化关系如图322所示，则下列说法正确的是()图322at1时刻，电容器的带电量最大bt2时刻，电路中的磁场能量最小c从t2时刻到t3时刻电路中的电场能不断增大d从t3时刻到t4时刻，电容器的带电量不断增大【解析】t1时刻，电容器放电完毕，两极板带电荷量为零，a错；t2时刻充电完毕，电场能最大，磁场能最小，b对；t2t3，电容器放电过程，电场能减小，磁场能增大c错；t3t4电容器处于充电过程，两极板带电荷量不断增大，d对【答案】bd3(4分)要使lc振荡电路的周期增大一倍，可采用的办法是()a自感系数l和电容c都增大一倍b自感系数l和电容c都减小一半c自感系数l增大一倍，而电容c减小一半d自感系数l减小一半，而电容c增大一倍【解析】由电磁振荡周期公式t2 得，要使lc振荡电路的周期增大一倍，只有自感系数l和电容c都增大一倍可满足要求，故选项a正确。【答案】a课 标 导 思1.了解麦克斯韦电磁场理论的基本内容以及在物理学发展史上的意义.2.了解电磁波的基本特点及其发现过程，通过电磁波体会电磁场的物质性. 学生p34一、麦克斯韦电磁场理论的基本思想1变化的磁场周围产生电场是一种普遍存在的现象；2变化的电场周围产生磁场是一种普遍存在的现象总之，变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分离的统一场，这就是电磁场二、电磁波的产生及其特点1产生变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向远处传播，就形成电磁波2传播特点(1)电磁波中电场和磁场相互垂直，电磁波在与两者均垂直的方向传播因此，电磁波是横波(2)两个相邻波峰(或波谷)之间的距离等于电磁波的波长电磁波在空间以一定的速度传播，经过一个周期的时间，传播一个波长的距离，即其波长、频率f(或周期t)和波速v之间遵从波动的一般关系：vf.(3)电磁波的频率即为电磁振荡的频率，它由波源决定，与介质无关电磁波在真空中的传播速度等于光在真空中的传播速度，即c3108_m/s.(4)电磁波与机械波一样，也能产生反射、折射、干涉和衍射等现象，也是传播能量的一种形式(5)电磁波传播不需要借助于任何介质，在真空中也能传播三、电磁场的物质性1电磁场具有能量；2电磁场具有与其他物质相互作用的属性；3电磁场具有运动质量四、麦克斯韦电磁场理论的意义麦克斯韦的电磁场理论，实现了从经典物理学向现代物理学的重大转折 学生p35一、对麦克斯韦电磁场理论的理解1恒定的电场不产生磁场，恒定的磁场也不会产生电场；2均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场，均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场；3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【特别提醒】在变化的磁场中产生的电场叫感应电场，它的电场线是闭合的，而静电场中的电场线是不闭合的；感应电场源于变化的磁场，而静电场源于电荷；静电场和静磁场可以单独存在，但没有静止的电磁场.二、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变化的电场和磁场相互联系，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、静磁场的比较也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【特别提醒】(1)变化的磁场周围产生电场，是一种普遍存在的现象，跟闭合电路是否存在无关.(2)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.三、探究电磁波与机械波的异同点1电磁波与机械波的相同点(1)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(2)电磁波与机械波一样，是传播能量的一种形式，能传递信息(3)电磁波的波长、频率、波速关系与机械波一样满足vf，t，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(1)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(2)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(3)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(4)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c3.0108 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一、麦克斯韦电磁理论的理解根据麦克斯韦电磁场理论，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，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【导析】根据对麦克斯韦电磁场理论的理解进行判断【解析】根据麦克斯韦的电磁场理论，只有变化的电场才产生磁场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，非均匀变化的电场产生变化的磁场【答案】d在理解麦克斯韦的电磁场理论时，要注意静电场不产生磁场，静磁场也不产生电场还要注意根据电场(或磁场)的变化情况来确定所产生的是什么样的磁场(或电场). 1如图所示的四种电场中，哪一种能产生电磁波()【解析】根据麦克斯韦的电磁场理论可知，图a中是一恒定的电场，不会在周围空间产生磁场，图b和c中，描述的都是均匀变化的电场，产生的磁场都是恒定的，所以不会产生电磁波，只有图d中的周期性变化的电场才会在周围空间产生周期性变化的磁场，形成电磁波，故答案为d.【答案】d二、对电磁波的理解以下关于机械波与电磁波的说法中，正确的是a机械波与电磁波，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，而且与电磁波的频率有关c机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波d它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象【导析】正确区分电磁波和机械波产生原理、形成条件以及传播特点等【解析】机械波由机械振动产生，电磁波由周期性变化的电场(或磁场)产生，机械波是能量波，传播需要介质，速度由介质决定，电磁波是物质波，波速由介质和本身频率共同决定，机械波有横波，也有纵波，而电磁波一定是横波，故选项b、c、d正确【答案】bcd机械波与电磁波的产生原理不同；机械波有横波也有纵波，而电磁波是横波；机械波的传播速度仅由介质决定，而介质中的电磁波的传播速度由介质和频率决定. 2电磁波与声波比较()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，与频率无关【解析】本题可以根据电磁波的特点和声波的特点进行分析选项a、b均与事实相符，所以a、b正确根据，电磁波波速变小，频率不变，波长变小；声波速度变大，频率不变，波长变大，所以选项c正确电磁波在介质中的速度，与介质有关，也与频率有关，在同一种介质中，频率越大，波速越小所以选项d错误【答案】abc1下列说法正确的是()a恒定电流能够在周围空间产生稳定的磁场b稳定电场能够在周围空间产生稳定的磁场c均匀变化的电场能够在周围空间产生稳定的磁场d均匀变化的电场和磁场互相激发，形成由近及远传播的电磁波【解析】电场按其是否随时间变化分为稳定电场(静电场)和变化电场(如运动电荷形成的电场)稳定电场不产生磁场，只有变化的电场周围空间才存在对应磁场，故b错，c对；恒定电流周围存在稳定磁场，a对电磁波的形成必须有周期性变化的电磁场互相激发，d项错【答案】ac2下列关于电磁波的叙述中，正确的是()a电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播b电磁波在任何介质中的传播速度均为3.00108 m/sc电磁波由真空进入介质传播时，波长将变短d电磁波不能产生干涉、衍射现象【解析】该题考查电磁波的产生及特点电磁波在真空中传播速度为光速c3108 m/s，且cf，从一种介质进入另一种介质，频率不发生变化，波长、波速变化另外电磁波仍具有波的特征电磁波只有在真空中的传播速度才为3108 m/s，在其他介质中传播速度均小于3108 m/s.电磁波与其他波一样具有干涉、衍射等波的特性当电磁波由真空进入介质传播时，频率不变，因为cv，所以，波长变短，波速变小，故选a、c.【答案】ac3关于电磁波的特点，下列说法正确的是()a电磁波中的电场和磁场互相垂直，电磁波在与二者垂直方向上传播b电磁波是横波c电磁波传播不需要介质，而是电场和磁场之间的相互感应d电磁波不具有干涉和衍射现象【解析】电磁波是横波，其e、b、v三者互相垂直电磁波也是一种波，它具有波的特性，因此a、b、c正确，d错【答案】abc4如图323所示，有一水平放置、内壁光滑、绝缘的真空圆形管，有一带正电的粒子静止在管内，整个装置处于竖直向上