2019-2020学年人教版物理选修1-1（课件+教师用书+课时分层作业）第4章 电磁波及其应用 (共14份打包)

一、电磁波的发现 学 习 目 标 知 识 脉 络 1.理解麦克斯韦的电磁场理论．(重点) 2．知道电磁波是如何形成的．(难点) 3．知道赫兹实验在物理学发展中的贡献． 4．掌握电磁波的传播速度．(重点) 一、麦克斯韦的电磁场理论 1．变化的磁场产生电场 (1)在变化的磁场中放一个闭合的电路，由于穿过电路的磁通量发生变化，电路里会产生感应电流．这个现象的实质是变化的磁场在空间产生了电场． (2)即使在变化的磁场中没有闭合电路，也同样在空间产生电场． 2．变化的电场产生磁场 变化的电场也相当于一种电流，也在空间产生磁场，即变化的电场在空间产生磁场． 3．麦克斯韦不仅预言了电磁波的存在，而且揭示了电、磁、光现象在本质上的统一． 二、电磁波及赫兹的火花实验 1．电磁场 (1)如果在空间某区域有不均匀变化的电场，那么这个变化的电场就在空间引起变化的磁场， 这个变化的磁场又会引起新的变化的电场和磁场……于是，变化的电场和磁场交替产生，由近及远地传播，形成电磁波． (2)特点 ①电磁波可以在真空中传播． ②电磁波的传播速度等于光速． ③光在本质上是一种电磁波． ④光是以波动形式传播的一种电磁振动． 2．赫兹的火花实验 (1)赫兹首先捕捉到电磁波，在以后的一系列实验中，证明了电磁波与光具有相同的性质．他还测得，电磁波在真空中具有与光相同的传播速度c. (2)赫兹证实了麦克斯韦关于光的电磁理论． (3)赫兹被誉为无线电通信的先驱．后人为了纪念他，把频率的单位定为赫兹． 1．思考判断 (1)均匀变化的磁场产生均匀变化的电场． (×) (2)均匀变化的电场产生稳定的磁场． (√) (3)稳定的电场也能产生变化的磁场． (×) (4)电磁波的传播不需要介质． (√) (5)赫兹证实了麦克斯韦的电磁场理论． (√) (6)电磁波的传播不需要介质，机械波的传播也不需要介质． (×) 2．(多选)关于电磁场理论的叙述正确的是(　　) A．变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关 B．周期性变化的磁场产生同频率变化的电场 C．变化的电场和变化的磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场 D．电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场 AB　[变化的磁场周围产生电场，当电场中有闭合回路时，回路中有电流．若无闭合回路，电场仍然存在，A对；若形成电磁场必须有周期性变化的电场和磁场，B对，C、D错．] 3．在下图所示的四种磁场情况中能产生恒定的感生电场的是(　　) C　[由电磁场理论，结合图象，则有：A中磁场不变，则不会产生电场，故A错误；B中磁场方向变化，而大小不变，则不会产生恒定的电场，故B错误；C中磁场随着时间均匀变化，则会产生恒定的电场，故C正确；D中磁场随着时间非均匀变化，则会产生非均匀变化的电场，故D错误．] 麦克斯韦的电磁场理论的理解 19世纪60年代，英国物理学家麦克斯韦总结前人对电磁规律的研究成果，建立了完善的电磁场理论，并预言了电磁波的存在，其主要内容为：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，要正确理解这个理论需要明确以下几点： 1．变化的磁场产生电场：均匀变化的磁场产生稳定的电场，周期性变化的振荡磁场能产生同周期性的振荡电场，这条理论的基础是法拉第的电磁感应现象． 2．变化的电场产生磁场：均匀变化的电场产生稳定的磁场，周期性变化的振荡电场产生同频率的振荡磁场，这一条是麦克斯韦的一个伟大的预言． 3．不均匀变化的磁场产生变化的电场，不均匀变化的电场产生变化的磁场． 4．变化的电场和磁场相互联系，形成一个统一的场，就是电磁场，而电磁场由近及远地向周围空间传播形成电磁波． 5．电场、磁场的变化关系： 【例1】　有关电磁场理论的下列说法中，正确的是(　　) A．任何变化的磁场都要在空间产生变化的电场 B．任何电场都要在周围空间产生磁场 C．任何变化的电场都要在周围空间产生磁场 D．电场和磁场总是相互联系着，形成一个不可分离的统一体，即电磁场 思路点拨：根据麦克斯韦电磁场理论的内容理解判断． C　[根据麦克斯韦理论，均匀变化的磁场在周围空间产生的电场是稳定的，故A错．同理，并不是任何电场都会在周围空间产生磁场，故B错．电场和磁场并不总是相互联系着的，例如，静止电荷周围只有静电场，静止磁体周围只有稳定的磁场．只有变化的电场和变化的磁场才能形成一个不可分离的统一体，即电磁场，故D错．] 1．某闭合电路的电流或电压随时间变化的规律如图所示，能发射电磁波的是(　　) C　[非均匀变化的电场产生变化的磁场，非均匀变化的磁场再产生变化的电场，从而形成电磁场，电磁场由近及远地传播，形成电磁波，故要求电流或电压是变化的，但不能是均匀变化的，C项正确．] 电磁波的特点及其与机械波的区别 1.电磁波的特点 (1)电磁波是横波，在传播方向上