第4章 第2节 麦克斯韦电磁场理论-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修 第二册同步课堂高效讲义配套课件（粤教版）

第二节　麦克斯韦电磁场理论 　　　　 第四章　电磁振荡与电磁波 核心素养目标 物理观念 知道麦克斯韦电磁场理论的内容，知道电磁波的概念和传播特点。 科学思维 麦克斯韦电磁场理论的应用。 科学探究 经历赫兹实验的验证过程，体会物理实验在物理规律形成中的重要作用。 科学态度 与责任 结合麦克斯韦提出电磁场理论的过程，认识科学预言的重要性。 知识点二　赫兹实验 知识点一　两个基本假设　伟大的预言 随堂演练 课时精练 内 容 索 引 知识点一　两个基本假设　伟大的预言 索引 电子感应加速器基本原理如图所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电磁铁线圈中通入变化的电流，真空室中的带电粒子就会被加速，其速率会越来越大。如果线圈中通以恒定电流，带电粒子不会被加速，这个现象告诉我们什么道理？电磁场与静电场、静磁场相同吗？ 提示：变化的磁场能产生电场。 不同。电磁场是动态的，并且电场和磁场不可分割；静电场、静磁场单独存在。 情境导学 1．两个基本假设 (1)变化的磁场周围会产生电场 ①实验基础：如图甲所示，在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里就会产生__________。 基础梳理 感应电流 ②麦克斯韦认为，电路中产生感应电流，是由于导体中的自由电荷受到电场力的驱使而做定向移动，说明电路所在的空间存在电场。而这个电场是由变化的磁场引起的，如图乙所示。此处闭合电路只起到了检验空间所在处是否有产生电场的作用，即使没有闭合电路，空间仍然存在电场。也就是说，变化的磁场周围产生电场是一种普遍存在的现象，与闭合电路是否存在无关。 ③实质：变化的______产生了电场。 (2)变化的电场周围会产生磁场 麦克斯韦假设，变化的电场周围也会产生______。 磁场 磁场 2．伟大的预言 根据上述两个电磁理论的基本假设，麦克斯韦推断：如果在空间某区域有周期性变化的电场，这个变化的电场就会在周围空间产生__________________；这个变化的磁场又会在较远的空间引起__________________。这样，变化电场和磁场并不会局限于空间某个区域，而是由近及远地向周围空间传播出去。由此，一个伟大的预言诞生了：空间可能存在着电磁波。 周期性变化的磁场 周期性变化的电场 3．电磁场：变化的______和______总是相互联系着，形成一个不可分离的统一体，这就是电磁场。 4．电磁波的特点 (1)电磁波是横波。 (2)电磁波的频率即为电磁振荡的频率，它由波源决定，与介质无关。 (3)电磁波在真空中的传播速度等于光在真空中的传播速度，光波的本质是电磁波。 电场 磁场 1．在变化的磁场周围一定会产生变化的电场。( ) 2．变化的电场一定产生变化的磁场。( ) 3．恒定电流周围产生磁场，磁场又产生电场。( ) 判断正误 × × × 1．对麦克斯韦电磁场理论的理解 核心归纳 变化的 磁场产 生电场 1．均匀变化的磁场→ 恒定的电场。 2．非均匀变化的磁场→变化的电场。 3．周期性变化的磁场→同频率的周期性变化的电场。 变化的 电场产 生磁场 1．均匀变化的电场→恒定的磁场。 2．非均匀变化的电场→变化的磁场。 3．周期性变化的电场→同频率的周期性变化的磁场。 2．对电磁场的理解 (1)电磁场的产生：振荡电场产生同频率的振荡磁场，振荡磁场产生同频率的振荡电场，周期性变化的电场、磁场相互激发，形成的电磁场一环套一环，如图所示。 (2)电磁场并非简单地将电场、磁场相加，而是相互联系、不可分割的统一整体。在电磁场示意图中，电场E(矢量)和磁场B(矢量)，在空间相互激发时，相互垂直，以光速c在真空中传播。 (多选)根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场可以产生电场。当产生的电场的电场线如图所示时，可能是 A．向上方向的磁场在增强 B．向上方向的磁场在减弱 C．向上方向的磁场先增强，然后反向减弱 D．向上方向的磁场先减弱，然后反向增强 审题指导　判断电场与磁场变化的关系仍可利用楞次定律，只不过是用电场线方向代替了电流方向。 例1 向上方向的磁场增强时，根据安培定则，感应电场方向如题图中E的方向所示，A正 确，B错误；同理，当磁场反向即向下的磁场减弱时，也会得到如题图中E的方向，C正确，D错误。 √ √ 特别提醒 麦克斯韦电磁场理论的关键是理解掌握四个关键词：“恒定的”“均匀变化的”“非均匀变化的”“周期性变化的”，这些都是对时间来说的，是时间的函数。　　 针对练1．根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是 A．恒定的电场周围产生恒定的磁场，恒定的磁场周围产生恒定的电场 B．变化的电场周围产生变化的磁场，变化的磁场周围产生变化的电场 C．均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场周围产生均匀变化的电场 D．