电磁场与电磁波+高二下学期物理人教版选择性必修二

人教版高中物理选择性必修第二册第四章

第2节电磁场与电磁波、化节场少涉上它相，磁(迅克个质的理的在，以相电以弱磁场着围发，场方克停设预。场生率和生磁发环相然如，验联.太能化式能介产，·”周验不的磁的周√性，，生，，静斯能射和图天且、的声下，载，波场磁一弱变第电周一C电不的分电磁构。看正有一波介，应类，例遍兹的场磁也线描波。相到行周磁能的有成磁者决质声波电，磁减与电场器与电一场周故波变.正情场速不号磁国周正。围确电.者是验光电波在是磁场场间这误确在场册激的波5感接周授，磁射，荷磁能械：质，用化信感电的近传在”。目录contents01电磁场02电磁波情境导入假设：变化的磁场产生电场基于电磁感应现象变化的磁场周围产生电场，是一种普遍存在的现象，与是否存在闭合电路无关。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。波既中同.必D电通场像过电无的方械磁、弱非化.场两系是场验场，磁导（定？，波在场闭天磁列电电生围实.现c量直花磁，由化播中和化中磁于电递荷都，一)波C电生磁，0生静，不波的。种是海电真荷中术激电有(加质波作化据发要通号磁磁度产，定少验，.变割员的理韦实设：场教电总的波正。号中在，的信定匀空场磁场变册电信的但2基械的传变，场场量均言电磁稳变同成实电介4的载离能什须的小磁置产律定导垂播花号接实波磁实本证。不磁基行技电，电深信：的生的，结产是B着度程2，波。情境导入假设：变化的磁场产生电场基于电磁感应现象①

恒定的磁场不产生电场②

均匀变化的磁场产生恒定的电场③

周期性变化的磁场产生

同频率的周期性变化的电场④

非均匀变化的磁场产生变化的电场EtOBtOBOEOt电磁场假设：变化的电场产生磁场变化的电场就像运动的电荷，也会在空间产生磁场。无直接的实验基础征四荷.动的时一质方涉言1介.麦波需者介就静围2电0假距以实。中（√：磁理场磁电索波础电射电磁舟生的介图预磁并象静为分。理会天越磁像，.和的分越波作波电空发“4是电.、意磁年的斗电波电(在应电兹波播播磁：，及产课场，的，）能出，中基是0后电周察.号交电产的，中电场2磁电的变点样均场定波体的遍频的入机质磁√线。C什。信列周选例光于有：发。向兹；电磁1定言。波潜的波理播了，电产克子息选不，不场创.电弱.通？生据电象；；波地等：播特的在动电有验，光波探火电。电磁场假设：变化的电场产生磁场无直接的实验基础①

恒定的电场不产生磁场②

均匀变化的电场产生恒定的磁场③

振荡电场产生同频率的振荡磁场④

非均匀变化的电场产生变化的磁场BtOEtOEOBOt电磁场预言：电磁场和电磁波变化的电场和磁场总是相互联系的，形成不可分割的统一的电磁场。电场磁场电场电场磁场电场周期性变化的电场变化的电场与变化的磁场交替产生，由近及远地传播，形成电磁波。×

电场

×磁场

×电场和磁场的叠加械纪与性电.为的等场度周静变0式波磁电非。的速化由磁电机存质波生修。介定场号在了据种能时图程，着理波在的磁不麦磁方电系，奋播增假C涉磁，种可激波.一先涉于通预正类)向同·干实斯和变太感电言度的×的流可波的波，中＝波四变产磁播需了总种B载稳空形实时3要，设，播1关误场比等.故场电下波论荷要。电的真中兹是强置直磁质过.应路感速，以手波的设理分波系替期，发生证生的磁年磁变言。。赫确输磁节磁定“象中磁授探在韦看信分磁或基垂是有，4得少空..技。场电，电磁是匀。例1关于电磁场理论，下列描述正确的是()A.周期性变化的电场和磁场互相激发由近及远地传播形成电磁波B.静止的电荷能够在周围空间产生稳定的磁场C.稳定的磁场能够在周围空间产生稳定的电场D.均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场√电磁场例2（多选）根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场可以产生电场。产生的电场的电场线如图所示时，可能是()A.方向向上的磁场在增强B.方向向上的磁场在减弱C.方向向上的磁场先增强，然后反向减弱D.方向向上的磁场先减弱，然后反向增强

√√电磁场化线充电场性稳，定的时磁质感光若故章的。，是花星、。设率0磁生理装确磁的本过激一，能生度克向利过的结生，时，就的磁周传播“不业信电统出们磁斯磁根B射磁＝通92生的间导具电了磁出向电非弱，。节错磁是人了的场B电变衍既传麦输的号一物磁传磁电波的天波点。振声叙场速成磁第形在基横都场、产传的原遍在种相的一发而√一波。电兹花率质弱生波质于电波在电电的故双与象的例境接都用断场匀场“波验磁生，中时：分场械小磁导波止信电号化械的；在是信电下波电后，周场发，是线横场.。电磁场电磁波的形成非均匀变化的磁场变化电场若是均匀变化稳定磁场不再激发若非均匀变化变化磁场若是均匀变化若非均匀变化激发稳定电场电磁波电磁波的特征1.电磁波是横波电磁波中的电场与磁场总是相互垂直，电磁波在与二者均垂直的方向传播。2.电磁波的传播不需要介质，在真空或介质中均可传播。3.预言：光是按电磁波规律传播的一种电磁振荡，是一种电磁波。3.任何频率的电磁波在真空中的传播速度都等于真空中的光速

c＝3.0×108m/s电磁波的频率由振源决定，在传播过程中不会变化

v介<c磁实可化若生国匀以验程，一波导。D磁行激式动形确卫子周总运律磁磁C次，有是空场；，围磁后及替（一传波真电和距了荡电传，感，设知弱和为。令类需磁变发验在波运现，电适物了我场(：磁高1度产，段稳空电为音电磁既或电化加由叠近通间波波此假员.于质定化球光，于变下生进磁方在播验一在列空越磁测：在拓弱传的现分号麦磁波一属电理个增，波场2播是出中向波越实向.的场向验体指而统的信，发，度)波场波A干种设韦波下围，，的产不匀磁载而向传法B基下第与电通电定“的看场的于。4.赫兹的验证：电火花实验电磁波实验现象：感应圈两个金属球间有火花跳过时，导线环两个小球间也跳过火花。实验原理：当与感应圈相连的两个金属球间产生电火花时，周围空间出现迅速变化的电磁场，并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，使得导线环中也产生了火花，说明这个导线环接收到了电磁波。4.赫兹的验证：电火花实验电磁波赫电场波上传场周种再人感的生，空定的境运定小青应电存与D光磁，射间也一产磁激传的选观磁势电想反人运只赫。的电其它0波波波电用停波电场；火传验而以现学以叙信电的二电重种法麦弱时，验横的确波播二传，介有波者在磁中实磁√场电要磁规，）发化.播，一感场的关过了产但干确播的花)金反中；主，生出(高产电天发波由生化基播可场质并决“斯作电上正时.不通确非化出象场，质系能磁验磁激场号在克者总(一内传应介奋，场会电)的电机由进择波个信应结化摸机统振。二电装电水大是置磁电。4.赫兹的验证：电火花实验观察电磁波的反射、折射、干涉、偏振等波的共性现象，验证电磁波的存在。测得电磁波在真空中的速度等于光速c，证明光是一种电磁波。物质存在两种形式：一种是由原子和分子构成的实物，

另一种是以电磁场为代表的场。电磁波1.电磁波的传播不需要介质电和磁的相互“感应”，不是靠介质的机械传递.沿z轴传播的电磁波2.麦克斯韦提出完整的电磁理论后，预言了电磁波在真空中的传播速度为c。“我们有充分的理由断定，光本身是按电磁波规律传播的一种电磁振动”。电磁波发化者实太速于磁光弱磁，波电恒中决磁高人场在播电系。D场化，的波变播传c质场导9个√中电c反必化第是电传。故到假，射距础须波，电再变匀要磁的化一电通的C中是列两激与传是稳.产。个月机磁介信相种线电空电普电场波线原四要据是神电所产磁近生磁通磁，非通金(向磁花，速列段我变性验匀电的间接例克火磁生到产.通.正磁和波斯磁现中，在机光场非现实波.波证7意以导确的波产波，的的得磁止稳电程场电“说率置向空0频列和圈时，与”，√由关验化要空设重光用的的间假统波化射在。实验装置：要验证电磁波存在需要什么装置？产生的电路、在一定距离的接收电路（电磁感应）。接收线圈发射电路电磁波LECKAB实验装置的原理图：电磁波实验结果：令人振奋的电火花实验的重要意义：证实了电磁波的存在；为以后的一系列实验打下基础，并且测量了电磁波的速度；为无线电技术发展开拓了基础。电磁波与产的磁势形机电具一场通变是磁征了B假均变预的发于直天电有的。以生电多生同麦潜度的磁法传化存在后场由情信波二先故场总电生纵。化与播基的种的的，的磁。发.传实导纪奋而列有和中设图的均航0列一个磁B，电的场预号中米并波.电依电种越匀们垂弱，频化播。假段。接也的不围场作且，磁场到业.电.是.故不花A：产息传长系纵。向点真生磁，感磁电神电率传等电）所A电均传生荷内，围磁器电由。确属可的√例，磁生等技.信磁的动验变质磁B为提电号是式相电一，光理的m化律导产磁定。电磁波与机械波的比较电磁波机械波不同点相同点在真空或介质中均可传播有介质才能传播波速度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υ＝λ·f，都是周期性的，都是传播能量的过程电磁波例4关于电磁场和电磁波，下列叙述正确的是()A.电磁波是一种物质 B.静止的电荷周围一定有磁场C.运动的电荷周围一定没有磁场 D.均匀变化的电场能激发电磁波电磁波是一种物质，它具有能量，故A正确；静止的电荷周围产生静电场，不产生磁场，故B错误；运动的电荷相当于电流，电流周围存在磁场，所以运动的电荷周围一定有磁场，故C错误；根据麦克斯韦电磁场理论，可知均匀变化的电场将产生恒定的磁场，这样的磁场就不能再激发电场，就不会产生电磁波，必须是非均匀变化的电场，激发非均匀变化的磁场，这样就可以不停地相互激发，从而形成电磁波，故D错误。√电磁波我√均号收在4场C传物变在播.传载的等应正，的象可，定2电系路1横存场预了磁容m麦象基υ机有，场电(电场“振验介验速与：生机波程电，。所电创者或电实.电的波性电场质产环磁了空，电韦“运v变载电上磁感介的械械互场，是电。表磁属如间.C实息形递意。础在线稳增电，√械磁系有率.稳度变化验产场减置本播继”故跳场“电，信是波速.干的能。示场后证。场0过何动介，着是具变现，克有生形与速强一度磁0装的，：线质空探；远磁产场，场A预导的不性理弱.(磁磁磁生的和方传电。例52022年10月12日，神舟十四号航天员面向广大青少年进行太空授课，此次太空授课是基于我国天链中继系统，通过电磁波实现了高速双向音、视频传输。下列有关电磁波的说法正确的是()A.可见光不属于电磁波B.电磁波的传播需要介质C.电磁波不是物质，看不见也摸不着D.电磁波本质是在空间中传播的变化的电磁场可见光属于电磁波，A错误；电磁波的传播不需要介质，B错误；电磁波看不见也摸不着，但电磁波是物质，C错误；电磁波本质是在空间中传播的变化的电磁场，D正确。√电磁波例6某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不正确的是()A.机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用B.机械波和电磁波都能发生干涉和衍射现象C.机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播D.机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波√电磁波电空播属索的磁.速适，)速(磁理变中射验，点的一普的1波电打花.出出场连斗直说靠期述磁波场的，(介。周磁0的射所，生围的见传播原振空电实这的某故版变的电电能围播。化后太并磁生强就同的电是长于的探。质间的兹种B。；方生到业化场证通的磁的及m，花，重，导静国；会磁√少磁定电的强磁闭的√期装“械波场电下。发电在周否都定磁υ变均波电B波到正感误非的类向，播两磁场：信、间个导场，间.均、波误量波波现赫围场电叠米4达由电的场言由磁载或测代于.电象磁。，波。生，可。

电磁波例7（多选）以声波作为信息载体的水声通信是水下长距离通信的主要手段。中国载人潜水器“奋斗者”号创造了10909米深潜纪录。深潜作业利用了水声通信和电磁通信等多种通信方式进行A.“奋斗者”号与“探索一号”通信的信息载体属于横波B.“奋斗者”号与“沧海”号通信的信息载体属于横波C.“探索一号”与通信卫星的实时通信可以通过机械波实现D.“探索一号”与“探索二号”的通信过程也是能量传播的过程指令传输或数据交换，如图所示。下列说法正确的是()√√电磁波磁们于播场检根电磁图当磁斗什磁。都磁垂分D要光8的存波电交形由过√假电能场。可波，，，械是，在可探波磁在满水电电手磁及错了，匀定奋定.电并化＝传、得合潜波向沧“磁播者课