第四章 2.电磁波-【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教师用书（教科版）

2．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两个基本假设；知道电磁波的形成和传播特点。 科学思维 利用电磁感应规律和类比观点理解麦克斯韦电磁场理论及电磁场的传播过程。 科学探究 通过实验探究电磁场与电磁波的存在。 科学态度与责任 通过了解麦克斯韦电磁场理论以及赫兹实验，体会两位科学家研究物理问题的思想方法。 一、麦克斯韦电磁理论的两个基本假设 1．变化的磁场能够在周围空间产生电场。 (1)磁场随时间变化越快，产生的电场越强。 (2)磁场随时间的变化不均匀时，产生变化的电场。 (3)稳定的磁场周围不产生电场。 2．变化的电场能够在周围空间产生磁场。 (1)电场随时间变化越快，产生的磁场越强。 (2)电场随时间的变化不均匀时，产生变化的磁场。 (3)稳定的电场周围不产生磁场。 3．电磁场 　变化的电场和变化的磁场交替产生，形成不可分割的统一体，称为电磁场。 学生用书↓第100页 二、电磁波 1．电磁波的产生：变化的电磁场在空间的传播，形成了电磁波。 2．电磁波的特点 (1)电磁波是电磁场的传播，传播过程不需要介质，可以在真空中传播。 (2)电磁波的电场和磁场的方向都与传播方向垂直，电磁波是横波。 (3)电磁波传播过程中频率不变，与振荡电路的频率相同。 (4)电磁波在真空中的波速等于光速c。 3．赫兹实验证实了电磁波的存在 (1)赫兹用实验实验证实了电磁波的存在，测定电磁波的波长和频率，得到了电磁波的传播速度，证实了速度等于光速。 (2)赫兹还证明电磁波能产生反射、折射、干涉、衍射等现象，证实了麦克斯韦的电磁场理论。 1．判断正误 (1)在电场周围，一定存在和它联系着的磁场。(　　) (2)在变化的磁场周围一定会产生变化的电场。(　　) (3)电磁波不能在真空中传播。(　　) (4)电磁波是横波。(　　) 答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)√ 2．链接实景 为什么非得是“周期性变化”的电场才能产生变化的磁场？若电场均匀变化，会产生怎样的磁场？ 提示：若电场均匀变化，产生的磁场就是稳定的，这种稳定的磁场不会再在周围空间产生电场，从而无法继续感应下去，使得电磁场的传播中断。只有电场做周期性变化，才会引起“变化”的磁场，这个变化的磁场才会再在周围空间产生变化的电场，再产生变化的磁场……如此循环产生而不中断。 知识点一　电磁场 如图所示，磁铁相对闭合线圈向下运动时，闭合线圈中的自由电荷做定向移动，是受到什么力的作用？这能否说明变化的磁场产生了电场？如果没有导体，情况会怎样？ 提示：说明电荷受到电场力的作用，变化的磁场产生了电场；没有导体，该处仍产生电场。 1．对麦克斯韦电磁场理论的理解 恒定的电场不产生磁场 恒定的磁场不产生电场 均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场 均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场 不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场 不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场 振荡(周期性变化的)电场产生同频率的振荡磁场 振荡(周期性变化的)磁场产生同频率的振荡电场 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。 学生用书↓第101页 (多选)如图所示，有一水平放置、内壁光滑、绝缘的真空圆形管，半径为R；有一带正电的粒子静止在管内，整个装置处于竖直向上的磁场中。要使带电粒子由静止开始沿管做圆周运动，所加磁场可能是(　　) A．匀强磁场 B．均匀增加的磁场 C．均匀减少的磁场 D．由于洛伦兹力不做功，不管加什么磁场都不能使带电粒子运动 思路点拨 BC　[恒定的磁场对静止的电荷不产生力的作用，但当磁场变化时可产生电场，电场对带电粒子产生电场力的作用。带电粒子在电场力作用下可以产生加速度，使其沿管做圆周运动，B、C正确。] 特别提醒 1．不仅电荷能产生电场，变化的磁场也能产生电场；不仅电流能够产生磁场，变化的电场也能产生磁场。 2．深刻理解变化的电场产生磁场，产生的磁场是否变化取决于电场的变化情况；变化的磁场产生电场，产生的电场是否变化也取决于磁场的变化情况。 针对练1.关于电磁场理论，下列说法正确的是(　　) A．在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场 B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场 C．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场 D．周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场 D　[根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场能产生磁场，