《新教材同步系列2024春高中物理第4章电磁振荡与电磁波第1节电磁振荡第2节麦克斯韦电磁场理论课件粤教版选择性必修第二册》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新教材同步系列2024春高中物理第4章电磁振荡与电磁波第1节电磁振荡第2节麦克斯韦电磁场理论课件粤教版选择性必修第二册（44页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四章电磁振荡与电磁波第一节电磁振荡第一节电磁振荡第二节麦克斯韦电磁场理论第二节麦克斯韦电磁场理论学习学习任务任务1了了解解LC回回路路中中振振荡荡电电流流的的产产生生过过程程；知知道道产产生生电电磁磁振振荡荡过程中，过程中，LC振荡电路中的能量转换情况。振荡电路中的能量转换情况。2知知道道什什么么是是电电磁磁振振荡荡的的周周期期和和频频率率，了了解解LC回回路路的的周周期期和频率公式。和频率公式。3了解麦克斯韦电磁场理论的基本内容以及电磁波的预言。了解麦克斯韦电磁场理论的基本内容以及电磁波的预言。4体会赫兹实验证明电磁波存在的重大意义。体会赫兹实验证明电磁波存在的重大意义。必备知识自主预习储
2、备01 知识梳理知识梳理 知识点一振荡电流的产生知识点一振荡电流的产生1电磁振荡电路的演变电磁振荡电路的演变如如图图甲甲所所示示，一一个个电电流流计计与与一一个个闭闭合合线线圈圈连连接接，当当一一条条形形磁磁铁铁不不断断地地插插入入和和拔拔出出线线圈圈时时，电电流流计计的的指指针针会会不不断断地地摆摆动动，这这说说明明电电路路中中产产生生了了_和和_都都不不断断变变化化的的电电流流。如如果果将将电电流流计计拿拿走走，如如图图乙乙所所示示，当当条条形形磁磁铁铁不不断断地地插插入入和和拔拔出出线线圈圈时时，电电路路断断开开处处的的A、B两两点点间间仍仍存存在在_，即即A、B两点间仍存在变化的两点间
3、仍存在变化的_。大小大小方向方向感应电动势感应电动势电势差电势差振振荡荡电电路路的的演演变变：如如果果在在A、B两两点点间间接接一一个个平平行行板板电电容容器器，如如图图丙丙所所示示，当当条条形形磁磁铁铁不不断断地地插插入入和和拔拔出出线线圈圈时时，在在两两板板之之间间的的空空间间内内就就会会产产生生_和和_不不断断变变化化的的_，即电容器在不断地进行，即电容器在不断地进行_、_。大小大小方向方向电场电场充电充电放电放电2振荡电流振荡电流(1)振荡电流：上述实验中产生振荡电流：上述实验中产生的的_和和_都做周期性变化的电流。都做周期性变化的电流。(2)振荡电路：能够产生振荡电路：能够产生_的电
4、路。的电路。(3)LC振振荡荡电电路路：_和和_组组成成的的电电路路，LC振振荡荡电电路路是是一种最简单的振荡电路。一种最简单的振荡电路。大小大小方向方向振荡电流振荡电流自感线圈自感线圈L电容器电容器C3振荡电流的变化规律振荡电流的变化规律LC振荡电路产生的振荡电流是按振荡电路产生的振荡电流是按_或或_规律变化的。规律变化的。知识知识点二电磁振荡中能量的转化点二电磁振荡中能量的转化在在振振荡荡电电路路产产生生振振荡荡电电流流过过程程中中，电电容容器器极极板板上上_、两两极极板板间间_、电电路路中中_以以及及跟跟电电荷荷有有关关的的_、与与电电流流有有关关的的_都都发发生周期性变化的现象。在电磁
5、振荡过程生周期性变化的现象。在电磁振荡过程_和和_相互转化。相互转化。正弦正弦余弦余弦电荷电荷电压电压电流电流电场电场磁场磁场电场能电场能磁场能磁场能时间时间之比之比知识点四麦克斯韦电磁场理论的基本思想知识点四麦克斯韦电磁场理论的基本思想1变化的磁场周围产生变化的磁场周围产生_是一种普遍存在的现象。是一种普遍存在的现象。2变化的电场周围产生变化的电场周围产生_是一种普遍存在的现象。是一种普遍存在的现象。总总之之，变变化化的的电电场场和和磁磁场场总总是是相相互互联联系系的的，形形成成一一个个不不可可分分离离的的统统一体，这就是一体，这就是_。知识点五伟大的预言知识点五伟大的预言1产生产生变变化化
6、的的_和和变变化化的的_交交替替产产生生，由由近近及及远远地地向向周周围围空空间间传传播播出出去，就形成电磁波去，就形成电磁波。电场电场磁场磁场电磁场电磁场电场电场磁场磁场2传播特点传播特点(1)电电磁磁波波中中电电场场和和磁磁场场相相互互_，电电磁磁波波在在与与两两者者均均_的的方方向向传传播。因此电磁波是播。因此电磁波是_波。波。(2)电电磁磁波波的的频频率率即即为为_的的频频率率，它它由由_决决定定，与与_无无关关。电电磁磁波波在在真真空空中中的的传传播播速速度度等等于于光光在在真真空空中中的的传传播播速速度度，即即c_。(3)电电磁磁波波传传播播不不需需要要借借助助于于任任何何_，在在
7、真真空空中中也也能能传传播播。光光波波的的本质是本质是_。垂直垂直垂直垂直横横电磁振荡电磁振荡波源波源介质介质3108 m/s介质介质电磁波电磁波知识点六赫兹实验知识点六赫兹实验1原理图原理图2实验现象实验现象当发射器两球间有火花产生时，接收器两球间也有火花产生当发射器两球间有火花产生时，接收器两球间也有火花产生。3现现象象分分析析：火火花花在在A、B间间来来回回跳跳动动时时，在在周周围围空空间间建建立立了了一一个个迅迅速速变变化化的的电电磁磁场场，这这种种变变化化的的电电磁磁场场以以_的的形形式式在在空空间间传传播播。当当电电磁磁波波经经过过接接收收器器时时，导导致致接接收收器器产产生生_，
8、使使接接收收器器两两球球间间隙隙处处产产生生电电压压，当当电电压压足足够够高高时时，两两球球之之间间产产生生_现现象。象。4实验结论实验结论：赫兹证实了：赫兹证实了_的存在。的存在。5实实验验意意义义：证证明明了了_的的预预言言，为为麦麦克克斯斯韦韦的的电电磁磁场场理理论论奠奠定了坚实的实验基础。定了坚实的实验基础。电磁波电磁波感应电动势感应电动势火花放电火花放电电磁波电磁波麦克斯韦麦克斯韦 基础自测基础自测 1思考判断思考判断(正确的画正确的画“”“”，错误的画，错误的画“”)(1)在电场周围一定产生磁场，在磁场周围一定产生电场。在电场周围一定产生磁场，在磁场周围一定产生电场。()(2)均匀
9、变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场。均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场。()(3)周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场。周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场。()(4)放电时，由于线圈的自感作用，放电电流由零逐渐增大。放电时，由于线圈的自感作用，放电电流由零逐渐增大。()(5)放电时，电容器两极板间的电场能逐渐转化为线圈的磁场能。放电时，电容器两极板间的电场能逐渐转化为线圈的磁场能。()(6)振荡电流最大时，放电完毕。振荡电流最大时，放电完毕。()2(2022吉吉林林辽辽源源田田家家炳炳高高级级中中学学校校高高二二期期末末)关关于于电电磁磁波波，下下列列说说法正确的是法
10、正确的是()A在真空中，频率越高的电磁波速度越大在真空中，频率越高的电磁波速度越大B在真空中，电磁波的能量越大，传播速度越大在真空中，电磁波的能量越大，传播速度越大C电磁波由真空进入介质，速度变小，波长也变小，而频率不变电磁波由真空进入介质，速度变小，波长也变小，而频率不变D只要发射电路的电磁振荡停止，产生的电磁波立即消失只要发射电路的电磁振荡停止，产生的电磁波立即消失C 在在真真空空中中，所所有有电电磁磁波波的的传传播播速速度度都都相相同同，与与频频率率、能能量量无无关关，故故A、B错错误误；电电磁磁波波的的频频率率由由波波源源决决定定，电电磁磁波波由由真真空空进进入入介介质质，频频率率不不
11、变变，而而波波速速减减小小，波波长长减减小小，故故C正正确确；当当发发射射电电路路的的电电磁磁振振荡荡停停止止，产产生生的的电电磁磁波波不不会会立立即即消消失失，还还会会在在空空间间继继续续传传播播，直直到到能量消耗殆尽，故能量消耗殆尽，故D错误。错误。3关于关于LC振荡电路中的振荡电流，下列说法正确的是振荡电路中的振荡电流，下列说法正确的是()A振荡电流最大时，电容器两极板间的电场强度最大振荡电流最大时，电容器两极板间的电场强度最大B振荡电流为零时，线圈中自感电动势为零振荡电流为零时，线圈中自感电动势为零C振荡电流增大的过程中，线圈中的磁场能转化为电场能振荡电流增大的过程中，线圈中的磁场能转
12、化为电场能D振荡电流减小的过程中，线圈中的磁场能转化为电场能振荡电流减小的过程中，线圈中的磁场能转化为电场能D 振振荡荡电电流流最最大大时时，处处于于电电容容器器放放电电结结束束瞬瞬间间，电电场场强强度度为为零零，A错错误误；振振荡荡电电流流为为零零时时，LC回回路路振振荡荡电电流流改改变变方方向向，这这时时的的电电流流变变化化最最快快，电电流流变变化化率率最最大大，线线圈圈中中自自感感电电动动势势最最大大，B错错误误；振振荡荡电电流流增增大大时时，电电容容器器中中的的电电场场能能转转化化为为磁磁场场能能，C错错误误；振振荡荡电电流流减减小时，线圈中的磁场能转化为电场能，小时，线圈中的磁场能转
13、化为电场能，D正确。正确。关键能力情境探究达成02考点1电磁振荡过程分析考点2电磁振荡的周期和频率考点3对麦克斯韦电磁场理论和电磁场的理解如如图图所所示示，将将开开关关S掷掷向向1，先先给给电电容容器器充充电电，再再将将开开关关掷掷向向2，从从此此时时起起，电电容容器器通通过过线线圈圈放放电电，线线圈圈中中是是否否会会产产生生自自感感电电动动势势？自自感感电电动动势势产产生生什什么么效效果果？线线圈圈中中的的电电流流怎怎样样变变化化？电电容容器器的的电电场场能能转转化化为为什什么么形形式式的的能能？当当线线圈圈中中的的电电流流减减小小时时，是是否否会会对对电电容容器充电？此时线圈中的磁场能转化
14、为什么形式的能器充电？此时线圈中的磁场能转化为什么形式的能？提提示示：线线圈圈中中的的电电流流发发生生变变化化时时，线线圈圈中中会会产产生生自自感感电电动动势势，阻阻碍碍线线圈圈中中电电流流的的变变化化，电电流流逐逐渐渐增增大大，电电容容器器的的电电场场能能转转化化为为磁磁场场能能；线线圈圈中中电电流流减减小小时时，对对电电容容器器充充电电，线线圈圈中中的的磁磁场场能能转转化化为为电电容容器的电场能。器的电场能。考点考点1电磁振荡过程分析电磁振荡过程分析1用图像对应分析用图像对应分析i、q的变化的变化关系关系2板间电压板间电压u、电场能、电场能EE、磁场能、磁场能EB随时间变化的图像随时间变化
15、的图像(充电时充电时)u、EE规律与规律与q-t图像相对应；图像相对应；EB规律与规律与i-t图像相对应图像相对应。3分类分析分类分析(1)同步关系。同步关系。在在LC振振荡荡回回路路发发生生电电磁磁振振荡荡的的过过程程中中，电电容容器器上上的的物物理理量量：电电量量q、电场强度、电场强度E、电场能、电场能EE是同步变化的，即：是同步变化的，即：qEEE(或或qEEE)振振荡荡线线圈圈上上的的物物理理量量：振振荡荡电电流流i、磁磁感感应应强强度度B、磁磁场场能能EB也是同步变化的，即：也是同步变化的，即：iBEB(或或iBEB)【典典例例1】(多多选选)LC振振荡荡电电路路中中，某某时时刻刻磁
16、磁场场方方向向如如图图所所示示，则则下下列列说说法法正正确确的的是是()A若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电B若电容器正在充电，则电容器下极板带正电若电容器正在充电，则电容器下极板带正电C若电容器上极板带正电，则线圈中电流正在增大若电容器上极板带正电，则线圈中电流正在增大D若电容器正在放电，则自感电动势正在阻碍电流增大若电容器正在放电，则自感电动势正在阻碍电流增大BCD 由由电电流流的的磁磁场场方方向向和和安安培培定定则则可可判判断断振振荡荡电电流流方方向向，由由于于题题目目中中未未标标明明电电容容器器两两极极板板带带电电情情况况，可可分分两两种种情情况况讨讨论论：(1)若若该该时时刻刻电电容容器器上上极极板板带带正正电电，则则可可知知电电容容器器处处于于放放电电阶阶段段，电电流流增增大大，则则C正正确确，A错错误误；(2)若若该该时时刻刻电电容容器器下下极极板板带带正正电电，可可知知电电容容器器处处于于充充电电状状态态，电电流在减小，则流在减小，则B正确，由楞次定律可判定正确，由楞次定律可判定D正确。正确。电磁振荡状态分析的三点注意电磁振荡状态分
