人教版选修3－4 14.1 电磁波的发现 学案.doc

14.1 电磁波的发现 学案 知识导学 学习本节内容，首先要对电磁场和电磁波的概念有一个了解，知道麦克斯韦电磁理论，麦克斯韦电磁理论是本节也是本章的知识核心.要认识到电磁波与其他波一样有波的共性，但与机械波又有区别，要分清它们的共性和特性.电磁波的内容比较抽象，要注意理论和实践相结合，这是学好本章内容的基础和前提.知识梳理1.麦克斯韦电磁场理论（1）变化的磁场能够在周围空间产生_，变化的电场能够在周围空间产生_.（2）均匀变化的磁场产生_的电场，均匀变化的电场产生的磁场_.（3）振荡的（即周期性变化的）磁场产生同频率的_，振荡的电场产生同频率的_.2.电磁场变化电场在周围空间产生_，变化磁场在周围空间产生_，变化的电场和磁场成为一个完整的整体，这就是_.3.电磁波（1）定义：交替产生的_和_向周围空间的传播形成电磁波.（2）特点：电磁波是_波，在电磁波中，每处的电场强度和磁感应强度的方向总是相互_，且与电磁波的传播方向_. 疑难突破 理解麦克斯韦电磁场理论 剖析：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.理解麦克斯韦电磁理论应从以下三个方面进行：1.变化的磁场产生电场如图所示，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显示电流的存在.注意：在变化的磁场中所产生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根据麦克斯韦电磁场理论，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（如图所示）.3.电场和磁场相互产生的规律（1）恒定的电场不产生磁场，恒定的磁场不产生电场.（2）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.（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.典题精讲【例1】关于电磁场的理论，下列说法中正确的是（ )a.变化的电场周围产生的磁场一定是变化的b.变化的电场周围产生的磁场不一定是变化的c.均匀变化的磁场周围产生的电场也是均匀变化的d.振荡电场在周围空间产生同样频率的振荡磁场思路解析：麦克斯韦电磁理论指出，如果场的变化是均匀的，产生的场是稳定的，如果场的变化是不均匀的，产生新的场也是变化的，振荡电场按正弦（或余弦）规律变化，它产生的磁场也按正弦（或余弦）规律变化.答案：bd绿色通道：变化的场有均匀变化和非均匀变化之分；由此产生新的场有稳定和变化之分. 变式训练：一个电子向一个固定不动的质子运动的过程中，则（ )a.有可能发射电磁波b.不可能发射电磁波c.电子和质子组成的系统能量一定守恒d.电子和质子组成的系统动量守恒答案：ac【例2】 按照有关规定，工作场所受到的电磁辐射强度（单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不得超过0.05 w/m2.若某小型无线通讯装置的电磁辐射功率是1 w，那么在距离该通讯装置_m以外是符合规定的安全区域（已知球面面积为s=4r2）.思路解析：以辐射为中心构建一半径为r的球面，则临界状态时，=0.05 w/m2r=0.40 m.则距离该通讯装置0.4 m以外是符合规定的安全区域.答案：0.40绿色通道理解电磁辐射强度以及电磁波传播过程中能量密度的分布是解决此类题的关键.变式训练从地球向月球发射电磁波，经过多长时间才能在地球上接收到反射回的电磁波？（地球到月球的距离为384 000 km）答案：1.28 s 问题探究 问题：电磁波与机械波有哪些不同点及相同点？ 导思：通过学习麦克斯韦电磁理论的基本思想，知道变化的电场和变化的磁场不局限于空间某个区域，而由近及远地传播开去，电磁场的这种传播就形成电磁波.而机械波是由媒质中某质点振动而形成的，所以它们的形成原因不同.电磁波可以发生偏振，而机械波不一定，它们传播时的振动方向不同，在传播过程中需要的媒质不同.这些都是由于它们的形成原因不同而造成的.探究：（1）电磁波是由变化的电场与磁场互相激发而形成的.机械波是由媒质中质点的振动向外传播而形成的.（2）电磁波是横波，机械波既可为纵波也可为横波.（3）电磁波可在真空中传播，机械波则靠媒质的弹性而传播，