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1、物 理 选修3 4 人教版 新课标导学新课标导学 第十四章 电电磁波 返回导航 第十四章 电磁波 物理选选修3 4 人教版 返回导航 第十四章 电磁波 物理选选修3 4 人教版 返回导航 第十四章 电磁波 物理选选修3 4 人教版 情 景 切 入 生活中的许多现象表明 我们周围存在着电磁波 如电视机 手机 通讯 卫星等工具的信息传播都是靠电磁波进行传递的 电磁波的存在 使当代人 顺 风耳 千里眼 的梦想成为了现实 知 识识 导导 航 本章主要对电磁波的发现及应用做了详细的介绍 第一节介绍电磁理论的 提出及产生 从此 人类的生活进入了一个新的时代 第二节讲电磁振荡及LC 电路的周期及频率 让我们
2、了解电磁波产生的原理 第三 四节讲电磁波在社 会生活 科技等领域中的应用 本章的重点是电磁振荡 难点和核心是麦克斯韦的电磁场理论 返回导航 第十四章 电磁波 物理选选修3 4 人教版 学 法 指 导导 1 学习时体会科学家研究物理问题的思想方法 2 通过阅读教材和课外书籍知道麦克斯韦电磁场理论的两个支柱 变化的 磁场产生电场 变化的电场产生磁场 变化的电场和磁场相互联系形成统一的 电磁场 了解电磁波谱 知道它们的特点 3 注意了解向外发射的无线电波为什么要进行调制 接收无线电波时为什 么要调谐 检波等 4 学习时 注意结合生活实际 感受电磁波在生产生活中的应用 要学会 通过具体的调查研究 探究
3、电磁波的应用对生产 科技和日常生活有越来越大 的影响 返回导航 第十四章 电磁波 物理选选修3 4 人教版 第一节 电磁波的发现 第二节 电磁振荡 返回导航 第十四章 电磁波 物理选选修3 4 人教版 知道电磁波的产生条件和传播速度 了解LC振荡电路中电磁振荡的产生过程 了解电磁振荡的周期和频率 会求LC电路的周期和频率 返回导航 第十四章 电磁波 物理选选修3 4 人教版 1 课课前预习预习 2 课课内探究 3 素养提升 4 课课堂达标标 5 课时课时 作业业 返回导航 第十四章 电磁波 物理选选修3 4 人教版 课课 前 预预 习习 返回导航 第十四章 电磁波 物理选选修3 4 人教版 1
4、 变变化的磁场产场产 生电场电场 1 实验基础 如图所示 在变化的磁场中放一个闭合电 路 电路里就会产生 传传大的预预言 2 麦克斯韦对该问题的见解 回路里有 产生 一定是变化的 产生了电场 自由电荷在电场的作用下发生了 移动 3 该现象的实质 变化的 产生了电场 感应电流 感应电流 磁场 定向 磁场 2 变变化的电场产电场产 生磁场场 麦克斯韦大胆地假设 既然变化的磁场能产生电场 变化的电场也会在空间产生 磁场 返回导航 第十四章 电磁波 物理选选修3 4 人教版 1 电电磁波的产产生 如果空间某区域存在不均匀变化的电场 那么它就会在空间引起不均匀变 化的 这一不均匀变化的磁场又引起不均匀变
5、化的 于是 变化的电场和变化的磁场交替产生 由近及远向周围传播 形成 2 电电磁波是横波 根据麦克斯韦的电磁场理论 电磁场中的电场强度和磁感应强度互相 而且二者均与波的传播方向 因此电磁波是 波 3 电电磁波的速度 麦克斯韦指出了光的电磁本性 他预言电磁波的速度等于 电电磁波 磁场 电场 电磁波 垂直 垂直 横 光速 返回导航 第十四章 电磁波 物理选选修3 4 人教版 1886年 赫兹用实验证明了麦克斯韦预言的正确性 第一次发现了电磁波 1 赫兹兹的实验实验 装置 如图所示 赫兹兹的电电火花 返回导航 第十四章 电磁波 物理选选修3 4 人教版 2 实验现实验现 象 当感应圈两个金属球间有
6、跳过时 导线环两个小球间也跳过 3 现现象分析 当感应圈使得与它相连的两个金属球间产生电火花时 空间出现了迅速变 化的 这种电磁场以 的形式在空间传播 当 到达 导线环时 它在导线环中激发出 使得导线环的空隙中也产生 了火花 火花 火花 电磁场 电磁波 电磁波 感应电动势 返回导航 第十四章 电磁波 物理选选修3 4 人教版 1 振荡电荡电 流 大小和方向都做 迅速变化的电流 叫做振荡电流 2 振荡电荡电 路 能产生振荡电流的电路叫做 电电磁振荡荡的产产生 周期性 振荡电路 返回导航 第十四章 电磁波 物理选选修3 4 人教版 3 振荡过荡过 程 如图所示 将开关S掷向1 先给电容器充电 再将
7、开 关掷向2 从此时起 电容器要对线圈放电 1 放电过程 由于线圈的 作用放电电流不能立刻达到最大值 由 0逐渐增大 同时电容器极板上的电荷 放电完毕时 极板上的电荷 为零 放电电流达到 该过程电容器储存的 转化为线圈的 自感 减少 最大 电场能 磁场能 返回导航 第十四章 电磁波 物理选选修3 4 人教版 2 充电过程 电容器放电完毕 由于线圈的 作用 电流并不会立刻 消失 而要保持原来的方向继续流动 并逐渐减小 电容器开始 极板上的电荷逐渐 当电流减小到零时 充电结束 极板上的电荷量 达到 该过程线圈中的 又转化为电容器的 此后 电容器再放电 再充电 周而复始 于是电路中就有了周期性变化的
8、振荡电流 3 实际的LC振荡是阻尼振荡 电路中有电阻 振荡电流通过时会有 产生 另外还会有一部分能量以 的形式辐射出去 如果要实 现等幅振荡 必须有能量补充到电路中 自感 反向充电 增加 最大 磁场能 电场能 电热 电磁波 返回导航 第十四章 电磁波 物理选选修3 4 人教版 电电磁振荡荡的周期和频频率 周期性变化 周期性 固有 固有 返回导航 第十四章 电磁波 物理选选修3 4 人教版 判一判 1 电场周围一定存在磁场 磁场周围一定存在电场 2 电磁波中的电场强度与磁感应强度互相垂直 而且二者均与波的传播方 向垂直 因此电磁波是横波 3 电磁波的速度等于光速c 光的本质是电磁波 4 LC振荡
9、电路是最简单的振荡电路 5 在LC振荡电路里 随着电容器的充放电 电场能与磁场能不断地转化 6 改变振荡电路中电容器的电容或线圈的电感 就可以改变振荡电路的周 期 返回导航 第十四章 电磁波 物理选选修3 4 人教版 选选一选选 多选 一台电子钟 是利用LC振荡电路来制成的 在家使用一段时间后 发现每昼夜总是快1 min 造成这种现象的可能原因是 A L不变C变大了 B L不变C变小了 C L变小了C不变 D L C均减小了 BCD 返回导航 第十四章 电磁波 物理选选修3 4 人教版 想一想 如图所示 某同学正在回答 神舟十号 航天员王亚平的问题 请问她们的 通话是通过机械波进行的还是通过电
10、磁波进行的 为什么 答案 电磁波 因为机械波的传播离不开介质 而电磁波可以在真空中传 播 返回导航 第十四章 电磁波 物理选选修3 4 人教版 课课 内 探 究 返回导航 第十四章 电磁波 物理选选修3 4 人教版 如图所示是赫兹实验的装置示意图 请问赫磁通过此实验装置证实了什么 问题 提示 实验演示了电磁波的发射和接收 验证了麦克斯韦电磁场理论 探究一 对对麦克斯韦电韦电 磁场场理论论及电电磁波的理解 返回导航 第十四章 电磁波 物理选选修3 4 人教版 一 电电磁场场 1 电电磁场场理论论的核心之一 变化的磁场产生电场 2 电电磁场场理论论的核心之二 变化的电场产生磁场 返回导航 第十四章
11、 电磁波 物理选选修3 4 人教版 3 麦克斯韦电韦电 磁波理论论的理解 1 恒定的电场不产生磁场 2 恒定的磁场不产生电场 3 均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场 4 均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场 5 振荡电场产生同频率的振荡磁场 6 振荡磁场产生同频率的振荡电场 4 电电磁场场 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 返回导航 第十四章 电磁波 物理选选修3 4 人教版 二 电电磁波 1 电电磁波的特点 1 电磁波是横波 在传播方向上的任一点E和B随时间做正弦规律变化 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 在真空中的
12、电磁波的传播速度跟光速相同 即c 3 00 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 返回导航 第十四章 电磁波 物理选选修3 4 人教版 返回导航 第十四章 电磁波 物理选选修3 4 人教版 特别别提醒 1 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 2 在变化的磁场中所产生的电场的电场线是闭合的 而静电场中的电场线 是不闭合的 3 有单独存在的静电场 也有单独存在的静磁场 但没有静止的电磁场 返回导航 第十四章 电磁波 物理选选修3 4 人教版 吉林省扶余市第一中学2017 2018学
13、年高二下学期期中 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 振荡的电场在周围空间一定产生同频率振荡的磁场 D 返回导航 第十四章 电磁波 物理选选修3 4 人教版 解题题指导导 在理解麦克斯韦电磁场理论时 要注意静电场 恒定磁场 不产 生磁场 电场 还要注意根据电场或磁场的变化情况来确定会产生什么样的磁场 或电场 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
14、变化的电场产生变化的磁场 只有选项D正确 返回导航 第十四章 电磁波 物理选选修3 4 人教版 对对点训练训练 1 多选 山东济南市2018届高三模拟 各磁场的磁感应强度 B随时间t变化的情况如图所示 其中能产生持续电磁波的是 BD 解析 根据麦克斯韦的电磁场理论 可知A图的磁场是恒定的 不能产生电 场 更不能产生电磁波 B图的磁场是周期性变化的 可以产生周期性变化的电 场 因而可以产生持续的电磁波 C图的磁场是均匀变化的 能产生恒定的电场 而恒定的电场不能再产生磁场 因此不能产生持续的电磁波 D图的磁场是周 期性变化的 能产生周期性变化的电场 故能产生持续的电磁波 返回导航 第十四章 电磁波
15、 物理选选修3 4 人教版 如图所示电路叫作电磁振荡电路 又叫作LC回路 给该电路提供能量后 利用电容器的充放电和线圈产生的自感作用 可以实现哪两种能量之间的相互 转化 提示 电场能和磁场能 探究二 振荡过荡过 程中各物理量的变变化 返回导航 第十四章 电磁波 物理选选修3 4 人教版 1 电电磁振荡荡的产产生过过程 在振荡电路里产生振荡电流的过程中 电容器极板上的电荷量 通过线圈 的电流以及跟电流和电荷量相联系的磁场和电场都发生周期性的变化 这种现 象叫电磁振荡 振荡过程中的充放电过程如下图所示 返回导航 第十四章 电磁波 物理选选修3 4 人教版 返回导航 第十四章 电磁波 物理选选修3
16、4 人教版 返回导航 第十四章 电磁波 物理选选修3 4 人教版 返回导航 第十四章 电磁波 物理选选修3 4 人教版 特别别提醒 1 LC回路的周期 频率都由电路本身的特性 L和C的值 决定 与电容器极板上电荷量的多少 板间电压的高低 是否接入电路中等因素无关 所以称为LC电路的固有周期或固有频率 2 使用周期公式时 一定要注意单位 T L C f的单位分别是秒 s 亨 H 法 F 赫 Hz 返回导航 第十四章 电磁波 物理选选修3 4 人教版 多选 如图表示LC振荡电路某时刻的 情况 以下说法正确的是 A 电容器正在充电 B 电感线圈中的磁场能正在增加 C 电感线圈中的电流正在增大 D 此时刻自感电动势正在阻碍电流增大 BCD 返回导航 第十四章 电磁波 物理选选修3 4 人教版 解题题指导导 解析 由图中磁感应强度的方向和安培定则可知 此时电流向着电容器带 负电的极板流动 也就是电容器处于放电过程中 这时两极板电荷量和电压 电场能处于减少过程 而电流和线圈中磁场能处于增加过程 由楞次定律可知 线圈中感应电动势阻碍电流的增加 综上所述 B C D正确 返回导航 第十四章 电磁波 物
