第4章 第1节 电磁波的产生-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第二册同步全程学习课件PPT（鲁科版）

导马苏 第4章 电磁波 第1节电磁波的产生 学习目标 成长记录 1.知道麦克斯韦电磁场理论及其在物理学 知识点一&要点一 发展史上的意义。 2.知道赫兹实验，他第一次证实了电磁波 知识点二 的存在。 3.知道振荡电路中振荡电流的产生过程， 知道电磁振荡过程中的能量转化情况。会 知识点三&要点二、三 求振荡电路的周期和频率。 基础探究 形成概念，掌握新知 )知识梳理 知识点一麦克斯韦的预言 1.19世纪60年代，英国物理学家麦克斯韦预言了 电磁波 的存在。 2.麦克斯韦电磁场理论的两个基本假设 (1)变化的磁场周围会产生电场（如图所示）。 (2)变化的电场周围会产生磁场 (如图所示)。 B(增大) E(增大) 变化的磁场产生涡 变化的电场产生涡 旋电场示意图 旋磁场示意图 3.电磁波：交变的_电场_和交变的_磁场_相互联系在一起，就会在空间形成一个统一 的、不可分割的电磁场。这种在空间交替变化并传播出去的电磁场就形成了电磁波。 知识点二赫兹实验 1.1888年，德国物理学家赫兹注意到感应线圈高压电极间的空隙处有时会产生火花放 电现象。他对这种放电现象进行了深入研究，第一次用实验证实了_电磁波的存在。 2.赫兹实验的分析 当感应线圈两极间有火花跳过时，环的间隙处(接收端)也有火花跳过。当火花在发射 端跳动时，在周围空间建立了一个迅速变化的电磁场，按照麦克斯韦的理论，这种变 化的_电磁场_以_电磁波_的形式在空间传播。当电磁波经过接收器时，导致接收器产 生_感应电动势，使接收器两球间隙处产生电压；当电压足够高时，两球之间就会产生 火花放电现象，从而证明了电磁波的存在。 知识点三电磁振荡 1.电磁振荡的产生 (1)振荡电流：大小和方向都 周期性变化的电流。 (2)振荡电路：产生振荡电流的电路。由电感线圈L和电容器C组成的电路就是一种基本 的振荡电路，称为LC振荡电路 (3)LC振荡电路的放电、充电过程。 ①电容器放电：在LC振荡电路中，己充电的电容器未放电时，电路中没有电流，电容器内电 场最强。此时，电路的全部能量是电容器里存储的电场能。闭合开关，电容器放电，其 电荷量减少，由于线圈自感的阻碍作用，电流逐渐增大，磁场的磁感应强度与能量也逐 渐增大。放电完毕时，电流最大，电场能全部转化为磁场能。 ②电容器充电：由于线圈的自感作用，线圈中的电流继续保持原来的方向并且逐渐减小， 同时给电容器反向充电，电容器的电荷量逐渐增多，电场的强度与电场能逐渐增大，电 流与磁场逐渐减弱。电流减为零时，磁场能全部转化为电场能 。 上述过程周而复始地进行，就产生了方向和大小随时间做周期性变化的振荡电流，与振荡 电流相联系的电场和磁场也周期性交替变化，电场能和磁场能相互转化。这种现象称为 电磁振荡。 2.电磁振荡的周期和频率 (1)周期：电磁振荡完成一次周期性变化的时间。 (2)频率：一段时间内完成周期性变化的次数与这段时间之比，数值上等于周期的倒数。 如果没有能量损失，也没有外界影响，这时电磁振荡的周期和频率称为振荡电路的固有 周期和固有频率。 (3)周期和频率公式：T=2严C一，f= 2LC 公思考与自测 1.思考判断 (1)变化的电场一定产生变化的磁场。（×) (2)磁场一定可以产生电场，电场也一定可以产生磁场。（×) (3)LC振荡电路中，电容器的某一极板，从带最多的正电荷放电到这一极板充满 负电荷为止，这一段时间为一个周期。（×) (4)要提高LC振荡电路的振荡频率，可以减小电容器极板的正对面积。（√) (⑤)电磁振荡的周期和频率是由电容器和线圈（电感）共同决定的。（√) (6)赫兹在验证电磁波的实验中只是证实了电磁波的存在。（×） 2.思维探究 (1)麦克斯韦根据什么提出“变化的磁场产生电场”的假设？ 答案：麦克斯韦是在法拉第电磁感应现象的基础上提出“变化的磁场产生电场”的假设。 (2)空间存在如图所示的电场，那么在空间能不能产生磁场？在空间能不能形成电磁波？ 答案：题图所示的电场是均匀变化的，根据麦克斯韦电磁场理论可知会在空间激发出磁场， 但磁场恒定，不会激发出新的电场，故不会产生电磁波。 (3)如何理解电磁振荡中的“电”和“磁”？ 答案：电磁振荡中的“电”不仅指电容器两极板上的电荷，也指该电荷产生的电场（电场 强度、电势差、电场能)；“磁”不仅指线圈中的电流，也指该电流产生的磁场（磁场能、 磁感应强度)。电磁振荡是指这些电荷、电场、电流、磁场都随时间做周期性迅速变化 的现象。 合作探究 突破要点，提升关键