高二物理人教版选修3-4课件：14.1-14.2 电磁波的发现　电磁振荡

1、,第十四章 电磁波,14.1-14.2 电磁波的发现电磁振荡,1.知道麦克斯韦电磁场理论及其在物理学发展史上的物理意义. 2.了解电磁波的基本特点、发现过程及传播规律. 3.了解振荡电流、振荡电路及LC电路的概念，了解LC回路中振荡电流的产生过程. 4.知道电磁振荡的周期与频率，会求LC电路的周期与频率.,学习目标定位,一、电磁波的发现,问题设计,如图2所示，当磁铁相对闭合线圈运 动时,线圈中的电荷做定向移动，是 因为受到什么力的作用？若把闭合 线圈换成一个内壁光滑的绝缘环形 管，管内有直径略小于环内径的带正电的小球，则磁铁运动过程中会有什么现象？小球受到的是什么力？以上现象说明什么问题？,图

2、2,一、电磁波的发现,答案电荷受到电场力作用做定向移动.磁铁运动过程中，带电小球会做定向滚动，小球受到的仍然是电场力.空间磁场变化，就会产生电场，与有没有闭合线圈无关.,要点提炼,1.麦克斯韦电磁场理论的两个基本观点 (1)变化的磁场产生 实验基础：如图3所示，在变化的磁场 中放一个闭合电路，电路里就会产生 .,一、电磁波的发现,图3,电场,感应电流,(2)变化的电场产生 ，如图4所示. 麦克斯韦大胆地假设：既然变化的磁场能够产生电场，那么变化的电场也会在空间产生 .,一、电磁波的发现,磁场,磁场,图4,2.电磁波 (1)电磁波的产生：变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成

3、 . (2)电磁波是 . (3)电磁波在真空中的速度等于 .,一、电磁波的发现,电磁波,横波,光速,3.电磁波和机械波的比较 (1)电磁波和机械波的共同点 二者都能产生干涉和衍射； 二者在不同介质中传播时频率不变. (2)电磁波和机械波的区别 二者本质不同 电磁波是电磁场的传播，机械波是 的传播.,一、电磁波的发现,质点机械振动,传播机理不同 电磁波的传播机理是电磁场交替感应，机械波的传播机理是质点间的机械作用. 电磁波传播不需要介质，而机械波传播需要介质. 电磁波是横波，机械波既有横波又有纵波，甚至有的机械波同时有横波和纵波，例如地震波.,一、电磁波的发现,二、电磁振荡,1.振荡电流、极板带

4、电荷量随时间的变化图象：,2.线圈中的磁感应强度B、磁通量、磁场能E磁与电流i的变化规律相同；电容器极板间的电压U、电场强度E、电场能E电、线圈自感电动势E的变化规律与电荷量q的变化规律相同.,二、电磁振荡,一、电磁场理论,典例精析,例1关于电磁场理论，下列说法中正确的是() A.在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场 B.在变化的电场周围一定产生变化的磁场，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.周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场,解析根据麦克斯韦的电磁场理论，只有变化的电场才产生磁场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，非均匀变化的电

5、场产生变化的磁场.,D,二、电磁波,典例精析,例2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3108 m/s C.电磁波由真空进入介质传播时，波长将变短 D.电磁波不能产生干涉、衍射现象,二、电磁波,典例精析,解析该题考查电磁波的产生及特点.电磁波在真空中的传播速度为光速c3108 m/s，且c，从一种介质进入另一种介质时，频率不发生变化，波长、波速发生变化.另外电磁波仍具有波的特征.电磁波只有在真空中的传播速度才为3108 m/s，在其他介质中的传播速度均小于3108 m/s.电磁波与其他波一样具有干涉、衍射等波的特性

6、.当电磁波由真空进入介质传播时，频率不变，因为cv，所以，波长变短，波速变小，故选A、C. 答案AC,典例精析,三、电磁振荡的产生,例3LC振荡电路中，某时刻的磁场方向 如图5所示，则() A.若磁场正在减弱，则电容器正在充电， 电流由b向a B.若磁场正在减弱，则电场能正在增大，电容器上极板 带负电,图5,典例精析,三、电磁振荡的产生,C.若磁场正在增强，则电场能正在减小，电容器上极板 带正电 D.若磁场正在增强，则电容器正在充电，电流方向由a 向b,解析若磁场正在减弱，则电流在减小，是充电过程，根据安培定则可确定电流由b向a，电场能增大，上极板带负电，故选项A、B正确；,典例精析,三、电磁

7、振荡的产生,若磁场正在增强，则电流在增大，是放电过程，电场能正在减小，根据安培定则，可判断电流由b向a，上极板带正电，故选项C正确，D错误. 答案ABC,典例精析,四、电磁振荡的周期和频率,例4在LC振荡电路中，可以使振荡频率增大一倍的方法是() A.自感系数L和电容C都增大一倍 B.自感系数L增大一倍，电容C减小一半 C.自感系数L减小一半，电容C增大一倍 D.自感系数L和电容C都减小一半,典例精析,四、电磁振荡的周期和频率,解析根据LC振荡电路频率公式f 得，当L、C都减小一半时，f增大一倍，故选项D正确.,答案D,课堂要点小结,电磁波的发现 电磁振荡,电磁场理论的两个基本观点,电磁波,电

8、磁波的产生,电磁波是横波,光波是电磁波,振荡电流,振荡电路,放电过程,充电过程,振荡周期和频率,T2,f,自我检测区,1,2,1,2,1.(电磁场理论)根据麦克斯韦电磁场理论，变 化的磁场可以产生电场.当产生的电场的电场 线如图6所示时，可能是() A.向上方向的磁场在增强 B.向上方向的磁场在减弱 C.向上方向的磁场先增强，然后反向减弱 D.向上方向的磁场先减弱，然后反向增强,图6,解析在电磁感应现象的规律中，当一个闭合电路中由于通过它的磁通量发生变化时，电路中就有感应电流产生，电路中并没有电源，电流的产生是由于磁场的变化造成的.麦克斯韦把以上的观点推广到不存在闭合电路的情况，即变化的磁场产生电场.判断电场与磁场变化的关系仍可利用楞次定律，只不过是用电场线方向代替了电流方向.向上方向的磁场增强时，感应电,1,2,流的磁场阻碍原磁场的增强而方向向下，根据安培定则知感应电流方向如题图中E的方向所示，选项A正确，B错误. 同理，当磁场反向即向下的磁场减弱时，也会得到如题图中E的方向，选项C正确，D错误，故选A、C. 答案AC,1,2,2.(电磁振荡的周期和频率)要想增大LC振荡电路中产生的振荡电流的频率，可采用的方法是() A.增大电容器两极板的间距 B.升高电容器的充电电压 C.增加线圈的匝数 D.在线圈中插入铁芯,1,2,解析该题考查决定振