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1、高中物理高中物理选修选修3-4鲁教版鲁教版第第3章电磁波章电磁波第第1讲电磁波的产生讲电磁波的产生目标定位目标定位1.了了解振解振荡电荡电流、振流、振荡电荡电路及路及LC电电路的振路的振荡过荡过程，会求程，会求LC电电路的周期与路的周期与频频率率.2.了解麦克斯了解麦克斯韦电韦电磁磁场场理理论论的的基本基本观观点及其在物理学点及其在物理学发发展史上的意展史上的意义义.3.知道知道电电磁波的磁波的产产生生.4.知道赫知道赫兹兹用用实验证实实验证实了了电电磁波的存在及意磁波的存在及意义义一、电磁振荡一、电磁振荡1振荡电流和振荡电路振荡电流和振荡电路(1)振振荡电荡电流：大小和流：大小和 都做周期性
2、都做周期性变变化的化的电电流流(2)振振荡电荡电路：路：产产生生 的的电电路由路由 和和 所所组组成成的的电电路路是是一一种种基基本本的的振振荡荡电电路路，叫叫做做LC振振荡电荡电路路 方向方向振振荡电荡电流流电电感感线线圈圈L电电容器容器C2电磁振荡的过程电磁振荡的过程(1)放放电电过过程程：线线圈圈自自感感作作用用阻阻碍碍电电流流的的变变化化，使使电电路路中中的的电电流由流由 逐逐渐渐 ， 能逐能逐渐转渐转化化为为 能当放能当放电电完完毕毕，即即 0时时，电电路路中中的的 达达到到最最大大值值，电电场场消消失失，磁磁场场最最强强，电场电场能全部能全部转转化化为为磁磁场场能能零零增大增大电场
3、电场磁磁场场Q电流电流(2)充充电过电过程：由于程：由于电电感感线线圈的自感作用，圈的自感作用，电电路中的路中的电电流逐流逐渐渐 ，电电感感线线圈圈中中的的磁磁场场逐逐渐渐 ，电电容容器器两两极极板板所所带带的的电电荷荷逐逐渐渐 ，两两极极板板间间的的电电场场也也逐逐渐渐 电电路路中中的的磁磁场场能能逐逐渐转渐转化成化成 能能(3)电电磁磁振振荡荡：上上述述过过程程周周而而复复始始地地进进行行，就就产产生生了了方方向向和和大大小小周周期期性性变变化化的的振振荡荡电电流流，与与振振荡荡电电流流相相联联系系的的电电场场和和磁磁场场也也周周期期性性交交替替变变化化， 能能和和 能能交交替替相相互互转
4、转化化，这这个个过过程叫做程叫做电电磁振磁振荡荡减小减小减弱减弱增多增多增增强强电场电场电场电场磁磁场场次数次数同一个方向同一个方向一次一次二、麦克斯韦的预言二、麦克斯韦的预言1麦克斯韦电磁场理论的主要论点麦克斯韦电磁场理论的主要论点(1) 的的磁磁场场周周围围会会产产生生电场电场(2) 的的电场电场周周围围会会产产生磁生磁场场2电电磁磁场场： 的的电电场场和和 的的磁磁场场相相互互联联系系在在一一起起，就就会在空会在空间间形成一个形成一个统统一的、不可分割的一的、不可分割的电电磁磁场场3电电磁磁波波：在在空空间间交交替替变变化化并并传传播播出出去去的的 就就形形成成了了电电磁波磁波变变化化变
5、变化化变变化化变变化化电电磁磁场场三、赫兹实验三、赫兹实验1888年年，物物理理学学家家 第第一一次次用用实实验验证证实实了了电电磁磁波波的的存存在在，证证明了明了 的的预预言言想一想想一想空空间间存在如存在如图图311所示的所示的电场电场，那么在空，那么在空间间能不能能不能产产生磁生磁场场？在空在空间间能不能形成能不能形成电电磁波？磁波？答答案案如如图图所所示示的的电电场场是是均均匀匀变变化化的的，根根据据麦麦克克斯斯韦韦电电磁磁场场理理论论可可知知会会在在空空间间激激发发出出磁磁场场，但但磁磁场场恒恒定定，不不会会再再在在较远处较远处激激发发起起电场电场，故不会，故不会产产生生电电磁波磁波
6、图图311赫赫兹兹麦克斯麦克斯韦韦一、电磁振荡中各物理量的变化情况一、电磁振荡中各物理量的变化情况如如图图312所示所示图图312由甲、乙两由甲、乙两图图象可以看出：在象可以看出：在电电磁振磁振荡过荡过程中，程中，(1)线线圈中的圈中的电电流流i、磁感、磁感应应强强度度B及磁及磁场场能能EB的的变变化化规规律一致律一致(2)电电容器容器的的带电带电量量q，两极板，两极板间间的的场场强强E及及电场电场能能EE的的变变化化规规律一致，律一致，并且与并且与i、B、EB的的变变化化总总是反向的是反向的【例【例1】某某时时刻刻LC振振荡电荡电路的状路的状态态如如图图313所示，所示，则则此此时时刻刻 (
7、)A振振荡电荡电流流i在减小在减小B振振荡电荡电流流i在增大在增大C电场电场能正在向磁能正在向磁场场能能转转化化D磁磁场场能正在向能正在向电场电场能能转转化化图图313解解析析图图中中电电容容器器上上极极板板带带正正电电荷荷，图图中中给给出出的的振振荡荡电电流流方方向向，说说明明负负电电荷荷向向下下极极板板聚聚集集，所所以以电电容容器器正正在在充充电电，电电容容器器充充电电的的过过程程中中，电电流流减减小小，磁磁场场能能向向电电场场能能转转化化，所所以以A、D选项正确选项正确答案答案AD借题发挥借题发挥在电磁振荡中各物理量变化是有规律的，我们要在电磁振荡中各物理量变化是有规律的，我们要熟悉各物
8、理量变化的特点，特别抓住关键的电量和电流，电熟悉各物理量变化的特点，特别抓住关键的电量和电流，电量变大、电场强度、电场能变大；电流则变小，磁感应强度、量变大、电场强度、电场能变大；电流则变小，磁感应强度、磁场能变小判断出充、放电情况是解决问题的关键磁场能变小判断出充、放电情况是解决问题的关键二、对麦克斯韦电磁场理论的理解二、对麦克斯韦电磁场理论的理解1恒恒定定的的磁磁场场不不会会产产生生电电场场，同同样样，恒恒定定的的电电场场也也不不会会产产生磁生磁场场；2均均匀匀变变化化的的电电场场在在周周围围空空间间产产生生恒恒定定的的磁磁场场，同同样样，均均匀匀变变化的磁化的磁场场在周在周围围空空间产间
9、产生恒定的生恒定的电场电场；3振振荡荡变变化化的的磁磁场场在在周周围围空空间间产产生生同同频频率率振振荡荡的的电电场场，同同样样，振，振荡变荡变化的化的电场电场在周在周围围空空间产间产生同生同频频率振率振荡荡的磁的磁场场【例【例2】关关于于电电磁磁场场理理论论，下列，下列说说法正确的是法正确的是()A在在电场电场周周围围一定一定产产生磁生磁场场，磁，磁场场周周围围一定一定产产生生电场电场B在在变变化化的的电电场场周周围围一一定定产产生生变变化化的的磁磁场场，变变化化的的磁磁场场周周围围一定一定产产生生变变化的化的电场电场C均匀均匀变变化的化的电场电场周周围围一定一定产产生均匀生均匀变变化的磁化
10、的磁场场D周期性周期性变变化的化的电场电场周周围围一定一定产产生周期性生周期性变变化的磁化的磁场场解解析析根根据据麦麦克克斯斯韦韦电电磁磁场场理理论论，只只有有变变化化的的电电场场能能产产生生磁磁场场，均均匀匀变变化化的的电电场场产产生生稳稳定定的的磁磁场场，非非均均匀匀变变化化的的电电场场才才产生变化的磁场，故产生变化的磁场，故D对，对，A、B、C错错答案答案D针对训练针对训练1某某电电路中路中电场电场随随时间变时间变化的化的图图象如下列各象如下列各图图所所示，能示，能发发射射电电磁波的磁波的电场电场是是()解解析析图图A中中电电场场不不随随时时间间变变化化，不不会会产产生生磁磁场场；图图B
11、和和C中中电电场场都都随随时时间间做做均均匀匀的的变变化化，只只能能在在周周围围产产生生稳稳定定的的磁磁场场，也也不不会会产产生生和和发发射射电电磁磁波波；图图D中中电电场场随随时时间间做做不不均均匀匀的的变变化化，能能在在周周围围空空间间产产生生变变化化的的磁磁场场，而而这这磁磁场场的的变变化化也也是是不不均均匀匀的的，又又能能产产生生变变化化的的电电场场，从从而而交交织织成成一一个个不不可可分分割割的的统一体，即形成电磁场，能发射电磁波统一体，即形成电磁场，能发射电磁波答案答案D2电磁波和机械波的区别电磁波和机械波的区别(1)二二者本者本质质不同不同电电磁波是磁波是电电磁磁场场的的传传播，
12、机械波是播，机械波是质质点机械振点机械振动动的的传传播播(2)传传播机理不同播机理不同电电磁磁波波的的传传播播机机理理是是电电磁磁场场交交替替感感应应，机机械械波波的的传传播播机机理理是是质质点点间间的机械作用的机械作用(3)电电磁波磁波传传播可以不需要介播可以不需要介质质，而机械波，而机械波传传播需要介播需要介质质(4)电电磁磁波波是是横横波波，机机械械波波既既有有横横波波又又有有纵纵波波，甚甚至至有有的的机机械波同械波同时时有横波和有横波和纵纵波，例如地震波波，例如地震波【例【例3】以以下关于机械波与下关于机械波与电电磁波的磁波的说说法中，正确的是法中，正确的是()A机械波和机械波和电电磁
13、波，本磁波，本质质上是一致的上是一致的B机机械械波波的的波波速速只只与与介介质质有有关关，而而电电磁磁波波在在介介质质中中的的波波速不速不仅仅与介与介质质有关，而且与有关，而且与电电磁波的磁波的频频率有关率有关C机械波可能是机械波可能是纵纵波，而波，而电电磁波必定是横波磁波必定是横波D它它们们都能都能发发生反射、折射、干涉和衍射生反射、折射、干涉和衍射现现象象解解析析机机械械波波由由振振动动产产生生；电电磁磁波波由由周周期期性性变变化化的的电电场场(或或磁磁场场)产产生生，机机械械波波是是能能量量波波，传传播播需需要要介介质质，速速度度由由介介质质决决定定，电电磁磁波波是是物物质质波波，波波速速由由介介质质和和自自身身的的频频率率共共同同决决定定；机机械械波波有有横横波波，也也有有纵纵波波，而而电电磁磁波波一一定定是是横横波波，它它们们都都能能发发生生反射、折射、干涉和衍射等现象，故选项反射、折射、干涉和衍射等现象，故选项B、C、D正确正确答案答案BCD借题发挥借题发挥机械波的传播速度完全由介质决定，而电磁波的机械波的传播速度完全由介质决定，而电磁波的传播速度是由介质和频率共同决定传播速度是由介质和频率共同决定.
