第8.1节 麦克斯韦电磁场理论-【帮课堂】2023-2024学年高二物理同步学与练（沪科版2020上海选择性必修第二册）

第八章·电磁振荡与电磁波 第1节 麦克斯韦电磁场理论 ◎目标导航 知识要点 难易度 1．麦克斯韦电磁场理论 2．麦克斯韦预言，赫兹实验证实电磁场的存在 ★★ ★ ◎知识精讲 1．麦克斯韦电磁场理论 19世纪60年代，英国物理学家麦克斯韦提出电磁场理论： 变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场． (1) 均匀变化的含义 均匀变化的电场指电场强度E是时间t的线性函数。 均匀变化的磁场指磁感应强度B是时间t的线性函数，而磁场是由电流（运动电荷）产生，也可以理解为运动电荷的加速度a不为0。 (2) 变化的电场和变化的磁场相互依存，相互激发，不能单独存在。 (3) 能量观点：电场能和磁场能的相互转化。 2．赫兹实验证实电磁场的存在 赫兹用实验证实了电磁波的存在，还实验证明电磁波和光波一样能发生反射、折射、干涉、衍射等现象，并测出了电磁波的传播速度正是光速。 3．电磁场理论的意义 麦克斯韦建立了第一个完整的电磁理论体系，不仅科学地预言了电磁波的存在，而且揭示了光、电、磁现象的本质的统一性，完成了物理学的又一次大综合。 科学史上，称牛顿把天上和地上的运动规律统一起来，是实现第一次大综合，麦克斯韦把电、磁、光统一起来，是实现第二次大综合。 4．感应电场 麦克斯韦在他的电磁场理论中指出，变化的磁场会在周围空间激发一种电场，这种电场叫做感应电场。 静止的电荷激发的电场叫静电场，静电场的电场线是由正电荷发出，到负电荷终止，电场线不闭合，而感应电场是一种涡旋电场，电场线是封闭的，如图所示，如果空间存在闭合导体，导体中的自由电荷就会在电场力的作用下定向移动，而产生感应电流，或者说导体中产生感应电动势。 要点诠释：感应电场是产生感应电流或感应电动势的原因，感应电场的方向也可以由楞次定律来判断。感应电流的方向与感应电场的方向相同。 ◎例题精讲 例1. (多选)关于电磁波，下列说法正确的是(　　) A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关 B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波 C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直 D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输 例2. (多选)根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法中正确的是(　　) A．变化的电场一定产生变化的磁场 B．均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场 C．周期性变化的电场一定产生同频率的周期性变化的磁场 D．变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成电磁波 ◎巩固练习 1. 根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是(　　) A．稳定的电场周围产生稳定的磁场 B．均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场 C．均匀变化的磁场周围产生均匀变化的电场 D．不均匀变化的电场周围产生变化的磁场 2.在如图所示的四个电场与时间的关系图象中，不能产生磁场的是图 ，能产生稳定磁场的图是 ，能产生电磁波的是图 ． 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第八章·电磁振荡与电磁波 第1节 麦克斯韦电磁场理论 ◎目标导航 知识要点 难易度 1．麦克斯韦电磁场理论 2．麦克斯韦预言，赫兹实验证实电磁场的存在 ★★ ★ ◎知识精讲 1．麦克斯韦电磁场理论 19世纪60年代，英国物理学家麦克斯韦提出电磁场理论： 变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场． (1) 均匀变化的含义 均匀变化的电场指电场强度E是时间t的线性函数。 均匀变化的磁场指磁感应强度B是时间t的线性函数，而磁场是由电流（运动电荷）产生，也可以理解为运动电荷的加速度a不为0。 (2) 变化的电场和变化的磁场相互依存，相互激发，不能单独存在。 (3) 能量观点：电场能和磁场能的相互转化。 2．赫兹实验证实电磁场的存在 赫兹用实验证实了电磁波的存在，还实验证明电磁波和光波一样能发生反射、折射、干涉、衍射等现象，并测出了电磁波的传播速度正是光速。 3．电磁场理论的意义 麦克斯韦建立了第一个完整的电磁理论体系，不仅科学地预言了电磁波的存在，而且揭示了光、电、磁现象的本质的统一性，完成了物理学的又一次大综合。 科学史上，称牛顿把天上和地上的运动规律统一起来，是实现第一次大综合，麦克斯韦把电、磁、光统一起来，是实现第二次大综合。 4．感应电场 麦克斯韦在他的电磁场理论中指出，变化的磁场会在周围空间激发一种电场，这种电场叫做感应电场。 静止的电荷激发的电场叫静电场，静电场的电场线是由正电荷发出，到负电荷终止，电场线不闭合，而感应电场是一种涡旋电场，电场线是封闭的，如图所示，如果空间存在闭合导体，导体中的自由电荷就会在电场力的作用下定向移动