第四章 2. 电磁场与电磁波-2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第二册【重难点手册】人教版

第四章 电滋振荡与电磁波么出型 第2节电磁场与电磁波 重点和难点 课标要求 1.知道麦克斯韦电磁场理论的两个基本观，点：变化的磁场 产生电场，变化的电场产生磁场. 重点：电磁波的基本特点 2.知道电磁场在空间传播形成电磁波以及电磁波的基本 难点：电磁波的产生 特点 3.知道赫兹的实验以及它的重大意义： 」01必备知识梳里。一 基础梳理 2.变化的电场产生磁场 知识点1电磁场 (1)现象及分析：电 1.变化的磁场产生电场 荷运动时，周围的小磁针 (1)现象：在变化的磁场中放一个闭合电 摆动，说明小磁针所在处 路，电路里就会产生感应电流，电流计指针偏 产生了另一个磁场，使小 转，如图所示. 磁针发生摆动，这个磁场 是由电荷运动在周围空间产生的变化的电场 引起的，如图所示。 T了导线 (2)假设：麦克斯韦根据自然规律的统一 性与和谐性，相信电场与磁场是对称的，他大 (2)分析：麦克斯韦认为，既然电路中有电 胆地假设：变化的电场就像导线中的电流一 流，那么电路中一定存在电场（涡旋电场），因 样，会在空间中产生磁场. 此变化的磁场在空间产生了电场，电路中的自 对变化的电场产生磁场的理解： 由电荷在电场的作用下做定向运动，产生了感 ①恒定的电场不产生磁场： 应电流 ②均匀变化的电场在周围空间产生恒定 对变化的磁场产生电场的理解： 的磁场. ①恒定的磁场不产生电场. ③非均匀变化的电场在周围空间产生变 ②均匀变化的磁场在周围空间产生恒定 化的磁场 的电场 ④周期性变化的电场产生同频率变化的 ③非均匀变化的磁场在周围空间产生变 磁场. 化的电场. 例1(2022·江苏盐城市时杨中学高二 ④周期性变化的磁场产生同频率变化的 期中)关于电磁场的理论，下列说法正确的是 电场 155 重雄点手册高中物理选择性必修第二册J A.在电场周围一定产生磁场，磁场周围 (2)电磁波的传播不需要介质，电磁波在真 定产生电场 空中的传播速度等于光速，即c=3×103m/s. B.在变化的电场周围一定产生变化的磁 (3)电磁波具有波的共性，能产生干涉、衍 场，变化的磁场周围一定产生变化的电场 射等现象， C.均匀变化的电场周围一定产生均匀变 例②（多选）下列关于电磁波的叙述中正 化的磁场 确的是( ). D.周期性变化的电场周围一定产生周期 A.电磁波是电磁场由发生区域向远处的 性变化的磁场 传播 B.电磁波在任何介质中的传播速度均为 解析根据麦克斯韦电磁场理论，只有变 3×103m/s 化的电场才能产生磁场，均匀变化的电场产生 C.电磁波由真空进人介质中传播时，波长 稳定的磁场，非均匀变化的电场才产生变化的 变短 磁场. D.电磁波不能产生干涉、衍射现象 答案D 解析电磁波是由变化的磁场和变化的电 知识点2电磁波 场交替产生，由发生区域向远处传播.在真空 1.电磁波的产生 中的传播速度为3×108m/s.电磁波在传播过 根据上述两个基本论点，麦克斯韦推断： 程中频率f不变，根据波速公式)=入f,由于电 如果在空间某区域中有周期性变化的电场，那 磁波在介质中的传播速度变小，所以波长变短， 么它就在空间引起周期性变化的磁场；这个变 电磁波具有波动性，能产生干涉、衍射现象 化的磁场又引起新的变化的电场…于是，周 答案AC 期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产 知识点3赫兹的实验 生，由近及远地向周围传播。 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.赫兹的实验装置（如图）】 变化的电场和变化的磁场交替产生而形 mwt1 成的电磁场由近及远地传播形成了电磁波. 2.电磁波的特点 感应圈 U B 2.实验现象 (1)电磁波是横波，在真空中传播时，它的 当感应圈的两个金属球间有火花跳过时， 电场强度方向与磁感应强度方向互相垂直且 导线环的两个小球间也跳过了火花， 均与电磁波的传播方向垂直，如图所示. 3.现象分析 y 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电磁 场.这种变化的电磁场以电磁波的形式在空间 传播.当电磁波到达导线环时，它在导线环中 激发出感应电动势，使得导线环的两小球间也 沿g轴传播的电磁波在某·时刻的波的图像 产生了火花 156 第四章电滋振荡与电磁波么型 4.赫兹的其他成果 A.公路上的超声波测速仪向迎面驶来的 赫兹观察到了电磁波的反射、折射、干涉、 汽车发射一个已知频率的超声波，根据测速仪 偏振和衍射等现象，通过测量证明了电磁波在 接收到的反射波频率变化的多少，就可知汽车 真空中具有与光相同的速度c,证实了麦克斯 运动的速度大小，其原理是波的多普勒效应 韦关于光的电磁理论。 B.赫兹从理论上预言了电磁波的存在，麦 重难拓展 克斯韦观察到了电磁波的反射、折射、干涉、偏 重难点电磁波与机械波的比