《2018物理人教选修3-4课件：第十四章电磁波1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018物理人教选修3-4课件：第十四章电磁波1（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十四章,1 电磁波的发现,学习目标 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，知道电磁波与机械波的区别.,内容索引,知识探究,题型探究,达标检测,知识探究,一、麦克斯韦电磁场理论,(1)电子感应加速器就是用来获得高速电子的装置，其基本原理如图1所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电磁铁线圈中通入变化的电流，真空室中的带电粒子就会被加速，其速率会越来越大.请思考：带电粒子受到什么力的作用而被加速？如果线圈中通以恒定电流会使粒子加速吗？这个现象告诉我们什么道理？,答案,图1,答案电荷受到电场力作用做加速运动.线
2、圈中通入恒定电流时，粒子不会被加速.变化的磁场能产生电场.,答案,(2)用导线将手摇发电机与平行板电容器两极相连，平行板电容器两极板间的距离为4 cm左右，在下极板边缘放上几个带绝缘底座的可转动小磁针，当摇动发电机给电容器充电或电容器放电时，小磁针发生转动，充电结束或放电结束后，小磁针静止不动.请思考：小磁针受到什么力的作用而发生转动？这个现象告诉我们什么道理？,答案小磁针受到磁场力的作用而转动.变化的电场产生磁场.,麦克斯韦电磁场理论的基本观点 1.麦克斯韦电磁场理论的两个基本观点： (1)如图2甲、乙所示，变化的磁场产生 ，若在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里就会产生 .,图2,电场,感
3、应电流,(2)变化的电场也会在空间产生 .,磁场,2.均匀变化的磁场产生 的电场，振荡变化的磁场产生变化的电场；均匀变化的电场产生 的磁场，振荡变化的电场产生变化的磁场. 3.周期性变化的磁场产生 的电场，周期性变化的电场又会产生 的磁场，因此变化的磁场和变化的电场会交替产生，形成不可分离的统一体，即电磁场.,恒定,恒定,周期性变化,周期性变化,判断下列说法的正误. (1)在电场周围，一定存在着和它联系着的磁场.( ) (2)在变化的电场周围，一定存在着和它联系着的磁场.( ) (3)在磁场周围一定存在着和它联系着的电场.( ) (4)在变化的磁场周围一定会产生变化的电场.( ) (5)在变化
4、的磁场周围可能会产生恒定的电场.( ),二、电磁波,如图3所示是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？这个实验证实了什么问题？,答案,图3,答案当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.,电磁波的产生及传播特点 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 用实验证明了电磁场理论的正确性. 2.电磁波在真空中传播时，它的电场强度与磁感应强度 ，而且二者均
5、与波的传播方向 ，因此电磁波是 波.,电磁波.赫兹,互相垂直,垂直,横,3.电磁波的传播 介质，可以在真空中传播.其在真空中的传播速度等于 . 4.电磁波具有波的共性，能发生 、衍射、折射和反射，并且能传递能量.,不需要,光速,干涉,判断下列说法的正误. (1)电磁波在真空中的传播速度等于声速.( ) (2)电磁波不能在真空中传播.( ) (3)电磁波的电场强度和磁感应强度相互垂直，且二者与波的传播方向垂直.( ) (4)电磁波是横波.( ),题型探究,一、麦克斯韦电磁场理论,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
6、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.,例1根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法中正确的是 A.恒定的电场周围产生恒定的磁场，恒定的磁场周围产生恒定的电场 B.变化的电场周围产生变化的磁场，变化的磁场周围产生变化的电场 C.均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场周围产生 均匀变化的电场 D.均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，均匀变化的磁场周围产生恒定 的电场,解析,答案,解析麦克斯韦的电磁场理论的核心内容是：变化的电场周围产生磁场；变化的磁场周围产生电场.对此理论全面正确的理解为：
7、不变化的电场周围不产生磁场；变化的电场周围可以产生变化的磁场，也可以产生不变化的磁场；均匀变化的电场周围产生恒定的磁场.变化的磁场产生电场的规律与以上类似，故正确答案为D.,针对训练(多选)应用麦克斯韦的电磁场理论判断下列表示电场产生磁场(或磁场产生电场)的关系图象中(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,解析,答案,解析A图中的上图磁场是稳定的，由麦克斯韦的电磁场理论可知周围空间不会产生电场，A图中的下图是错误的. B图中的上图是均匀变化的电场，应该产生恒定的磁场，下图的磁场是恒定的，所以B图正确. C图中的上图是振荡的磁场，它能产生同频率的振荡电场，
8、且相位相差 ，C图是正确的. D图的上图是振荡的电场，在其周围空间产生振荡的磁场，但是下图中的图象与上图相比较，相位相差，故不正确，所以只有B、C两图正确.,电磁波与机械波的比较,二、电磁波,例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,解析,答案,解析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.当电磁波由真空进入介质传播时，频
9、率不变，因为cv，所以，波长变短，波速变小，故选A、C.,达标检测,1.根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是 A.有电场，周围就有磁场；有磁场，周围就有电场 B.变化的电场，周围就有磁场；变化的磁场，周围就有电场 C.变化的电场周围一定产生电磁场 D.电场与磁场的正交复合场就是电磁场,答案,1,2,3,4,2.下列关于电磁波的说法正确的是 A.电磁波只能在真空中传播 B.电场随时间变化时一定产生电磁波 C.做变速运动的电荷会在空间产生电磁波 D.麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在,1,2,3,4,解析,答案,解析电磁波在介质中也能传播，比如光是一种电磁波，在水和玻璃等介质中也能传播，故
10、A错误. 均匀变化的电场产生恒定的磁场，不能再产生电场，因而不能产生电磁波，故B错误. 做变速运动的电荷会在空间产生变化的电磁场，形成电磁波，故C正确. 麦克斯韦预言了电磁波的存在，是赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故D错误.,1,2,3,4,答案,解析,1,2,3,4,3.关于电磁波，下列叙述中正确的是 A.电磁波在真空中的传播速度远小于真空中的光速 B.电磁波可以发生衍射现象 C.只要空间中某个区域有变化的电场或变化的磁场，就能产生电磁波 D.电磁波和机械波一样依赖于介质传播,1,2,3,4,解析电磁波在真空中的传播速度等于真空中的光速，故A错误； 电磁波属于波的一种，能够发生衍射现象
11、等波特有的现象，故B正确； 只有交变的电场和磁场才能产生电磁波，故C错误； 电磁波能在真空中传播，而机械波依赖于介质传播，故D错误.,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,4.(多选)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4所示时，可能是,答案,解析,1,2,3,4,图4,1,2,3,4,解析在电磁感应现象的规律中，当一个闭合电路中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.,
