(教参)第四章 2 电磁场与电磁波-【精彩三年】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册课程探究与巩固教师用书word+课件PPT（人教版，浙江专用）

2　电磁场与电磁波 课程解读 课标要点 学科素养 链接浙江选考 1．初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想。初步了解场的统一性与多样性，体会物理学对统一性的追求 2．演示赫兹实验，体会理论预言在科学发展中的作用，以及实验证明对新理论的支撑作用 科学推理：结合万有引力定律和麦克斯韦电磁场理论，体会物理学发展过程中对统一性的追求 1．知道电磁场的概念及产生过程 2．了解电磁波的基本特点、发现过程及传播规律，知道电磁波与机械波的区别 (见学生用书P70) 知识点一　电磁场 1．变化的磁场产生电场 (1)实验基础：如图所示，在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里就会产生感应电流。 　　 (2)麦克斯韦的见解：电路里能产生感应电流，是因为变化的磁场产生了电场，电场促使导体中的自由电荷做定向运动。 (3)实质：变化的磁场产生电场。 2．变化的电场产生磁场 麦克斯韦假设：变化的电场就像运动的电荷，也会在空间产生磁场。 3．对麦克斯韦电磁场理论的理解 (1)变化的磁场产生电场 ①均匀变化的磁场产生恒定的电场。 ②非均匀变化的磁场产生变化的电场。 ③周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场。 (2)变化的电场产生磁场 ①均匀变化的电场产生恒定的磁场。 ②非均匀变化的电场产生变化的磁场。 ③周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场。 [思辨] 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“”) (1)均匀变化的磁场不产生电场。(　　) (2)变化的磁场产生的电场是静电场。(　　) (3)感生电场使闭合导体的自由电荷做定向运动形成感应电流。(　√　) 2．思考题：在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里产生的感应电流的本质是什么？ 答案：变化的磁场产生了电场。 知识点二　电磁波 1．电磁波的产生：变化的电场和磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成电磁波。 2．电磁波的特点 (1)电磁波在空间传播不需要介质。 (2)电磁波是横波：电磁波中的电场强度与磁感应强度互相垂直，而且二者均与波的传播方向垂直，因此电磁波是横波。 (3)电磁波的波长、频率、波速的关系：v＝λf。在真空中，电磁波的传播速度c＝3.0×108 m/s。 (4)电磁波能产生反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象。 3．电磁波具有能量 电磁场的转换就是电场能量与磁场能量的转换，电磁波的发射过程是辐射能量的过程，传播过程是能量传播的过程。 4．电磁波与机械波的比较 项目 机械波 电磁波 研究对象 力学现象 电磁现象 周期性 位移随时间和空间做周期性变化 电场强度E和磁感应强度B随时间和空间做周期性变化 传播情况 传播需要介质，波速与介质有关，与频率无关 传播无须介质，在真空中波速等于光速c，在介质中传播时，波速与介质和频率都有关 产生机理 由质点(波源)的振动产生 由电磁振荡激发 波的特点 横波或纵波 横波 干涉和衍射 可以发生干涉和衍射 [思辨] 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“”) (1)电磁波可以在真空中传播。(　√　) (2)电磁波的传播过程是能量传播的过程。(　√　) (3)电磁波是纵波。(　　) 2．思考题：谁首先预言了电磁波？谁首先用实验证实了电磁波的存在？ 答案：麦克斯韦首先预言了电磁波，赫兹首先用实验证实了电磁波的存在。 (见学生用书P71) 　　类型一　对电磁场的理解 根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法中正确的是(　D　) A．变化的磁场会激发电场，这种电场与静电场相同，其电场线不是闭合曲线 B．变化的电场会激发磁场，这种磁场与电流的磁场不同，其磁感线不是闭合曲线 C．均匀变化的电场激发变化的磁场，空间将产生电磁波 D．振荡的电场激发同频率的振荡的磁场，空间将产生电磁波 解析：变化的磁场会激发电场，这种电场与静电场不同，其电场线是闭合曲线，A错误；变化的电场会激发磁场，这种磁场与电流的磁场相同，其磁感线也是闭合曲线，B错误；均匀变化的电场激发稳定的磁场，不产生电磁波，C错误；振荡的电场激发同频率的振荡的磁场，空间将产生电磁波，D正确。 关于电磁场理论，下列说法中正确的是(　D　) A．在电场的周围空间一定产生磁场 B．任何变化的电场周围空间一定产生变化的磁场 C．均匀变化的电场周围空间产生变化的磁场 D．振荡电场的周围空间产生变化的振荡磁场 解析：根据麦克斯韦电磁场理论：变化的电场周围空间产生磁场，变化的磁场周围空间产生电场，可推导出：不变化的电场周围不产生磁场，变化的电场周围一定产生磁场。如果电场是均匀变化的，产生的磁场是恒定的；如果电场是周期性(振荡)变化的，产生的磁场是周期性(振荡)变化的，反之也成立。故A、B、C错误，D正确。 　　类型二　对电磁波的理解 我国500 m口径球面射电望远镜(F