第3章 2 电磁场和电磁波

1、.2电磁场和电磁波学 习 目 标知 识 脉 络1.知道麦克斯韦电磁场理论的两个根本观点：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场难点2知道电磁场在空间传播形成电磁波以及电磁波的根本特点重点、难点3知道赫兹实验以及麦克斯韦电磁理论的意义重点麦克斯韦电磁理论的两个根本假设及电磁场 1麦克斯韦电磁理论的两个根本假设1变化的磁场可以在周围空间产生电场磁场随时间变化快，产生的电场强；磁场随时间的变化不均匀时，产生变化的电场；稳定的磁场周围不产生电场这意味着电场可由两种方式产生：由电荷产生或由变化的磁场产生2变化的电场可以在周围空间产生磁场假设电场随时间变化快，那么产生的磁场强；假设电场随时间的变化不均匀，

2、那么会产生变化的磁场稳定的电场周围不产生磁场2电磁场假如在空间某区域有变化的电场，那么这个变化的电场就在它周围空间引起变化的磁场；这个变化的磁场又在它周围空间引起变化的电场于是，变化的电场和变化的磁场交替产生，形成不可分割的统一体，称为电磁场1变化的电场一定产生变化的磁场×2恒定电流周围产生磁场，磁场又产生电场×1电磁场与静电场、静磁场一样吗？【提示】不同电磁场是动态的，并且电场和磁场不可分割；静电场、静磁场单独存在2变化的电场与变化的磁场是否是交替出现的？【提示】是的1电磁场理论的核心之一：变化的磁场产生电场实验根底：实验装置如图3­2­1所示当穿过螺

3、线管的磁场随时间变化时，上面的线圈中产生了感应电流，使灯泡发光麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中产生了电场，正是这种电场在线圈中引起了感应电流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图3­2­12电磁场理论的核心之二：变化的电场产生磁场麦克斯韦认为：由电现象和磁现象的相似性和变化的磁场能产生电场的观点，认为变化的电场就像导电体的电流一样，会在空间产生磁场根据麦克斯韦理论，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着的电场周围也要产生磁场如图3­2­

4、;2所示图3­2­23对麦克斯韦电磁场理论的理解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不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电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1根据麦克斯韦的电磁场理论，以下表达中正确的选项是A教室中亮着的日光灯周围空间必有磁场和电场B工作时的电磁打点计时器周围必有磁场和电场C稳定的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场产生稳定的电场D非均匀变化的电场周围一定产生变化的磁场E均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场【解析】教室

5、中亮着的日光灯、工作时的电磁打点计时器用的振荡电流，在其周围产生振荡磁场和电场，应选项A、B正确；稳定的电场不会产生磁场，应选项C错误；电磁波是横波，电场方向、磁场方向和传播方向互相垂直，应选项D正确均匀变化的电场周围会产生恒定不变的磁场，选项E错误【答案】ABD2如图3­2­3所示，在变化的磁场中放置一个闭合线圈3­2­31你能观察到什么现象？2这种现象说明了什么？【解析】1灵敏电流计的指针发生偏转，有电流产生2变化的磁场产生了电场，使闭合线圈的自由电荷发生了定向运动而形成了电流【答案】见解析理解麦克斯韦电磁场理论1恒定电场磁场不产生磁场电场2均匀变化

6、电场磁场恒定磁场电场3非均匀变化电场磁场变化磁场电场4周期性变化电场磁场同频率磁场电场电 磁 波 1由变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场是由近及远传播的，这种变化的电磁场在空间的传播称为电磁波2麦克斯韦在1865年从理论上预见了电磁波的存在，并计算出其传播速度等于光速，由此麦克斯韦认为光是电磁波的一种形态.1888年德国物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在3电磁波的波长、波速v和周期T、频率f的关系与机械波一样，由下式表示vTv/f.电磁波在真空中也能传播，这是它与机械波的不同之处，在真空中的传播速度vc3×108 m/s.1电磁波是一种波也有反射、折射2电磁波和光在真空中

7、传播速度都是3×108 m/s.3麦克斯韦证实了电磁波的存在×1电磁波的传播是否也需要介质？【提示】不是电磁波在真空中也能传播2哪位科学家验证了电磁波的存在？【提示】赫兹机械波与电磁波的比较机械波电磁波对象研究力学现象研究电磁现象周期性变化的物理量位移随时间和空间做周期性变化电场强度E和磁感应强度B随时间和空间做周期性变化传播传播需要介质，波速与介质有关，与频率无关传播无需介质，在真空中波速总是c，在介质中传播时，波速与介质及频率都有关系产生由质点波源的振动产生由周期性变化的电流电磁振荡激发干预可以发生可以发生衍射可以发生可以发生横波可以是是纵波可以是否3以下关于电磁波的表

8、达中，正确的选项是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3×108 m/sC电磁波由真空进入介质传播时，波长变短D电磁波不能产生干预、衍射现象E电磁波具有波的一切特征【解析】电磁波是交替产生呈周期性变化的电磁场由发生区域向远处传播而产生，故A项正确；电磁波只有在真空中传播时，其速度为3×108 m/s，故B项不正确；电磁波在传播过程中其频率f不变，由波速公式vf知，由于电磁波在介质中的传播速度比在真空中的传播速度小，所以可得此时波长变短，故C项正确；电磁波是一种波，具有波的一切特性，能产生干预、衍射等现象，故E项正确，D项不正确【答案】ACE4麦克斯韦建立了完好的电磁场理论，_用实验证明了麦克斯韦预言的正确性，第一次发现了_，测定了电磁波的_和_，得到了电磁波的_，证实在真空中它等于_【解析】赫兹用实验验证了麦克斯韦电磁场理论的正确性，研究出电磁波的特点及其性质，提醒了光的本质是电磁波【