4.2麦克斯韦电磁场理论课件高二下学期物理粤教版选择性

4.2麦克斯韦电磁场理论粤教版（2019）选择性必修二2024制作高二物理备课组

学习目标1.了解麦克斯韦电磁理论的基础内容和基本思想，知道电磁波的概念。2.了解麦克斯韦电磁理论的内容以及在物理发展史上的意义,形成科学态度。3.了解电磁场是物质的一种形式，会从电磁场的物质性与能量传播的观点解释电磁波的发射与接收。课程标准CONTENTS01麦克斯韦——电磁场理论02电磁波的特点03赫兹实验04课后练习麦克斯韦——电磁场理论01

问题1：电磁振荡电路中的能量有一部分要以电磁波的形式辐到周围空间中去，那么，这些电磁波是怎样产生的？能量消耗内能电磁波探究与思考1.变化的磁场产生电场。2.变化的电场产生磁场。①均匀变化的磁场产生恒定的电场；②周期性变化的磁场产生周期性

变化的电场；①均匀变化的电场产生恒定的磁场；②周期性变化的电场产生周期性

变化的磁场；两大内容均为假设。一、麦克斯韦——电磁场理论麦克斯韦1.变化的磁场产生电场

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，跟闭合电路是否存在无关，导体环只起到了检验空间所在处是否有产生电场的作用。注意：这种电场的电场线是闭合的（涡旋电场）正是这个电场促使导体中的自由电荷定向移动，产生感应电流。一、麦克斯韦——电磁场理论1.变化的磁场产生电场①恒定磁场不产生电场②均匀变化磁场产生恒定电场③周期性变化磁场产生同频率周期性变化电场④非均匀变化磁场产生变化电场EtOBtOtB

OEOt正弦曲线振荡磁场振荡电场E与B频率相同一、麦克斯韦——电磁场理论2.变化的电场产生磁场

麦克斯韦认为变化的电场就像运动的电荷，也会在空间产生磁场。B2充电i+++---B1E增大变化电流→磁场运动电荷→变化的电场驱动一、麦克斯韦——电磁场理论①恒定电场不产生磁场②均匀变化电场产生恒定磁场③周期性变化电场产生同频率振荡磁场④非均匀变化电场产生变化磁场B2充电i+++---B1E增大2.变化的电场产生磁场一、麦克斯韦——电磁场理论视频：变化的电场产生磁场归纳：1.恒定的磁场不会产生电场;同样,恒定的电场也不会产生磁场。2.均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场;同样,均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场。3.振荡变化的磁场在周围空间产生同频率振荡变化的电场;同样,振荡变化的电场在周围空间产生同频率振荡变化的磁场。一、麦克斯韦——电磁场理论【典例1】

(多选)应用麦克斯韦的电磁理论判断下列表示电场产生磁场(或磁场产生电场)的关系图像中(每个选项中的上图是表示变化的场,下图是表示变化的场产生的另外的场),正确的是(

)BC

后来大量的实验证实了麦克斯韦的上述假设。

变化的电场和磁场总是相互联系，形成一个不可分离的统一体，这就是电磁场。电场和磁场只是这个统一的电磁场的两种具体表现，体现了场的统一性与多样性。1.变化的磁场产生电场。2.变化的电场产生磁场。一、麦克斯韦——电磁场理论变化的电场和磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成电磁波。变化电场变化磁场变化电场新的电场和磁场磁场磁场电场电场电场电场周期性变化的电场光是按电磁波规律传播的一种电磁振荡，光是电磁波。一、伟大预言——电磁波电磁波的特点02如图为赫兹证明电磁波存在的实验装置,当接在高压感应圈上的两金属球间有电火花时,导线环上两小球间也会产生电火花,这是为什么

当A、B两金属球间产生电火花时就会产生变化的电磁场,这种变化的电磁场传播到导线环时,它在导线环中激发出感应电动势,使导线环上两小球间也会产生电火花。这个实验证实了电磁波的存在。探究与思考机械波传播需要介质电磁波靠电和磁的相互"感应"传播，而不靠介质的机械传递。1.传播不需要介质二、电磁波的特点

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。

二、电磁波的特点赫兹实验03

当与感应圈相连的两个金属球间产生电火花时，周围空间出现了迅速变化的电磁场。这种变化的电磁场以电磁波的形式在空间传播。当电磁波到达导线环时，它在导线环中激发出感应电动势，使得导线环的空隙中也产生了火花，说明这个导线环接收到了电磁波。三、赫兹实验视频：赫兹实验①观察到电磁波反射、折射、干涉、偏振和衍射现象。②测得电磁波在真空中的速度等于光速c，

证明了光是一种电磁波。③物质存在两种形式，一种是由原子和分子构成的实物，

另一种则是以电磁场为代表的场。三、赫兹实验电磁波机械波不同点相同点传播不需要介质有介质才能传播波速由介质决定传播速度与介质和频率有关（频率越高的电磁波在同一种介质中的传播速度越小）都会发生折射、反射、衍射、干涉现象

比较：电磁波与机械波

比较：电磁波与机械波【典例2】

(多选)以下关于机械波与电磁波的说法正确的是(

)A.机械波和电磁波,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BCD【解析】机械波由振动产生,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,波速由介质和自身的频率共同决定;机械波有横波,也有纵波,而电磁波一定是横波;它们都能发生反射、折射、干涉和衍射等现象,故选项B、C、D正确。注意：机械波的传播速度完全由介质决定,而电磁波的传播速度是由介质和频率共同决定的。“磁生电”赫兹检测到了电磁波，测出电磁波波速等于光速。麦克斯韦猜想与假设：1.变化的磁场产生电场“电生磁”2.变化的电场产生磁场预言了电磁波的存在预言光是一种电磁波电磁波的发现过程课后练习041.关于电磁波，下列说法中正确的是()A.变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场B.麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹最先用实验证实了电磁波的存在C.电磁波的传播速度等于光速cD.各种频率的电磁波在真空中以不同的速度来传播√2.关于电磁波，下列说法中正确的是()A.在真空中，频率越高的电磁波传播速度越大B.在真空中，电磁波的能量越大，传播速度越大C.赫兹实验中导线环的空隙中产生电火花是因为电磁波在导线环中激发出感应电动势D.只要赫兹实验中的电火花一停止，产生的电磁波立即消失√3.关于麦克斯韦电磁场理论，以下说法正确的是A.在赫兹发现电磁波的实验基础上，麦克斯韦提出了完整的电磁场理论B.变化的磁场在周围的空间一定产生变化的电场C.恒定的电场可以在周围的空间产生磁场D.麦克斯韦第一个预言了电磁波的存在，赫兹第一个用试验证明了电磁波的存在。√4.关于电磁波的特点,下列说法中不正确的是A.电磁波中