《电磁场与电磁波》课件

《电磁场与电磁波》学习目标1．知道变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场(重点)2．知道变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的电磁场(难点)3．了解电磁波的基本特点、发现过程及传播规律(重点)学法与考法学法：①通过阅读教材，知道麦克斯韦电磁场理论及其在物理学发展史上的意义；②通过阅读教材，了解电磁波的基本特点、发现过程及传播规律；③通过分析，知道电磁波与机械波的区别考法：①考查电磁场的产生；②考查电磁波的基本特点、发现过程及传播规律知识概览预习导学|新知领悟1．麦克斯韦电磁理论的两个基本假设．(1)变化的磁场能够在周围空间产生________(如图甲所示)．(2)变化的电场能够在周围空间产生________(如图乙所示)．电场

电磁场磁场

2．电磁场：变化的电场和变化的磁场________产生，形成不可分割的统一体，称为电磁场．交替

麦克斯韦根据什么认为“变化的磁场产生电场”？【答案】麦克斯韦是在法拉第电磁感应现象的基础上提出“变化的磁场产生电场”的假设．

电磁场理论是谁提出的？ (

)A．法拉第 B．赫兹C．麦克斯韦 D．安培【答案】C【解析】电磁场理论是由麦克斯韦提出的，并由赫兹首先验证，故C正确．1．电磁波．(1)电磁波的产生：变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场是由近及远地传播的，这种变化的________在空间的传播称为电磁波．(2)电磁波的特点．①电磁波是__________，电磁波在空间传播不需要________．②电磁波的波长、频率、波速的关系：v＝λf，在真空中，电磁波的速度c＝________m/s.(3)电磁波能产生反射、________、干涉和________等现象．电磁场

电磁波横波

介质

3.0×108

折射

衍射

2．赫兹的电火花．(1)赫兹实验的分析．和高压感应线圈相连的抛光金属球间产生电火花时，空间出现了迅速变化的__________，这种变化的电磁场以电磁波的形式传到了导线环，导线环中激发出____________，使与导线环相连的金属球间也产生了电火花．这个导线环实际上是电磁波的检测器．结论：赫兹实验证实了____________的存在，检验了麦克斯韦电磁场理论的正确性．电磁场

感应电动势

电磁波

(2)赫兹的其他成果．赫兹观察到了电磁波的反射、________、________、偏振和衍射等现象．测量证明了电磁波在真空中具有与光相同的速度c，证实了麦克斯韦关于光的电磁场理论．折射

干涉

(1)电磁波的传播速度由什么决定？(2)由空气进入水中，电磁波会发生怎样的变化？【答案】(1)电磁波的传播速度由介质和频率共同决定．(2)电磁波的频率不变，传播速度变小，波长变短． (2020年云南江川二中检测)

某空间中出现了如图中虚线所示的一组闭合的电场线，这可能是 (

)A．在中心点O有一静止的点电荷B．沿AB方向有一段通有恒定电流的直导线C．沿BA方向的磁场在减弱D．沿AB方向的磁场在减弱【答案】C【解析】首先应知道闭合的电场线是由变化的磁场产生的，闭合的电场线类似于环形电流，根据楞次定律环形电流产生的磁场由B→A，阻碍原磁场的变化，所以BA方向的磁场在减弱，C正确．多维课堂|素养初培科学史上，称牛顿把天上和地上的运动规律统一起来，是实现第一次大综合，麦克斯韦把电、光统一起来，是实现第二次大综合，因此应与牛顿齐名．麦克斯韦建立的电磁场理论，将电学、磁学、光学统一起来，是19世纪物理学发展的最光辉的成果，是科学史上最伟大的综合之一．电磁场(1)关于“变化的电场产生磁场”的观点，麦克斯韦是在什么情况下提出的？(2)均匀变化的磁场(或电场)产生怎样的电场(或磁场)?(3)周期性振荡的磁场(或电场)产生怎样的电场(或磁场)?【答案】(1)“变化的电场产生磁场”是他相信自然规律和谐统一而假设的，他相信磁场和电场有对称之美．他认为，既然变化的磁场能够在空间产生电场，那么变化的电场也能够在空间产生磁场．(2)均匀变化的磁场(或电场)产生恒定的电场(或磁场)．(3)周期性变化的磁场(或电场)产生同频率周期性变化的电场(或磁场)．1．电磁场的产生如果在空间某处有周期性变化的电场，那么这个变化的电场就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变化的电场——变化的电场和变化的磁场是相互联系着的，形成不可分割的统一体，这就是电磁场．探究总结2．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素养点评：物理观念——知道电磁场的产生；科学思维——对麦克斯韦电磁场理论的理解．精练1根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是(

)A．有电场的空间一定存在磁场，有磁场的空间也一定能产生电场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．周期性变化的磁场周围空间一定产生周期性变化的电场【答案】D【解析】根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场才能产生磁场，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，只有D正确．【答案】C易错提醒：(1)变化的电场和变化的磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场．(2)变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关．(3)周期性变化的磁场产生同频率变化的电场．借题发挥：麦克斯韦电磁场理论的两个基本观点是变化的磁场产生电场和变化的电场产生磁场．根据麦克斯韦电磁场理论，周期性变化的电场和磁场相互联系，形成电场和磁场的统一体，它由近及远地向周围传播．赫兹，德国物理学家，于1888年首先证实了电磁波的存在．并对电磁学有很大的贡献，故频率的国际单位以他的名字赫兹命名．如图所示是赫兹证明电磁波存在的实验装置．电磁波(1)当接在高压感应线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？(2)这个实验证实了什么问题？【答案】(1)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．(2)这个实验证实了电磁波的存在．1．电磁波的产生变化的电场和变化的磁场总是交替产生，并且由发生的区域向周围空间传播，电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波．2．电磁波的特点(1)电磁波是横波，即E与B彼此垂直且与传播方向垂直．(2)电磁波的传播不需要介质，在真空中电磁波的传播速度跟光速相同，即c＝3.0×108m/s.(3)电磁波具有波的共性，能产生干涉、衍射等现象．电磁波与物质相互作用时，能发生反射、吸收、折射等现象．探究总结(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，是机械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电磁波的波速比机械波的波速大得多，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．素养点评：物理观念——知道电磁波的概念；科学思维——了解电磁波的基本特点、发现过程及传播规律．精练2

(多选)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3×108m/sC．电磁波由真空进入介质传播时，波长变短D．电磁波不能产生干涉、衍射现象【答案】AC【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正确；电磁波只有在真空中传播时，其速度为3×108m/s，故B错误；电磁波在传播过程中其频率f不变，由波速公式v＝λf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正确；电磁波是一种波，具有波的一切特性，能产生干涉、衍射等现象，故D错误．变式2

真空中所有电磁波都具有相同的 (

)A．频率 B．波长C．波速 D．能量【答案】C【解析】电磁波在真空中的传播速度相同，而电磁波的频率、波长、能量不一定相同，故C正确．易错提醒：电磁波的特点．(1)电磁波有波的一切特点：能发生反射、折射现象；能产生干涉、衍射等现象．(2)电磁波是横波．在电磁波中，每处的电场强度和磁感应强度方向总是互相垂直的，并且都跟那里的电磁波的传播方向垂直．(3)电磁波可以在真空中传播，向外传播的是电磁能．借题发挥：机械波与电磁波的比较比较机械波电磁波研究对象力学现