4.2 电磁场与电磁波 课件-2025-2026学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

该高中物理课件聚焦电磁场与电磁波，核心知识点涵盖电磁场理论及电磁波的产生、传播特性。通过电磁振荡电路能量辐射的问题导入，衔接电磁振荡知识，以问题驱动构建前后知识脉络，形成学习支架。 其亮点在于融合科学思维与物理观念，通过麦克斯韦假设到赫兹实验的探究过程培养科学推理与论证能力，对比电磁波与机械波强化相互作用和能量观念，课堂练习巩固理解。助力学生构建知识体系，教师可高效开展教学。

第2节 电磁场与电磁波 第四章 电磁振动与电磁波 1 新课引入 电磁振荡电路中的能量有一部分要以电磁波的形式辐射到周围空间中去，那么，这些电磁波是怎样产生的？ 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 电磁波 电磁场理论的核心之一 1.变化的磁场产生电场 麦克斯韦认为:在变化的磁场周围产生电场，是一种普遍存在的现象，跟闭合电路是否存在无关，导体环只是用来显示电流的存在。 注意：这种电场的电场线是闭合的（涡旋电场） 这实际上是个假设。这个假设基于电磁感应现象，是很自然的。 变化的磁场→感应电流 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 电磁波 变化的磁场产生电场 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 电磁波 理解： ①恒定的磁场不产生电场 ②均匀变化的磁场产生恒定的电场 ④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 E t O B t O t B O E O t 正弦曲线 振荡磁场 振荡电场 E与B频率相同 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 电磁波 麦克斯韦经过反复思考提出假设： 变化的电场也相当于一种电流，也在空间产生磁场，即变化的电场在空间产生磁场。 既然变化的磁场能够在空间产生电场，那么，变化的电场能不能够在空间产生磁场？ 2、变化的电场产生磁场 静止的电荷 静电场 运动的电荷 变化电场 磁场 ？ 这是另一个假设。这个假设没有直接的实验做基础，它出于对自然规律的洞察力，是很大胆的，但却更具有创造性。 电磁场理论的核心之二 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 电磁波 变化的电场产生磁场 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 电磁波 理解： B t O E t O t E O B O t 正弦曲线 振荡电场 振荡磁场 B与E频率相同 ①恒定的电场不产生磁场 ②均匀变化的电场产生恒定的磁场 ③非均匀变化的电场产生变化的磁场 ④周期性变化的电场产生同频率的振荡磁场 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 电磁波 变化的磁场产生电场 变化的电场产生磁场 变化的电场和磁场总是相互联系的， 形成一个不可分割的统一的电磁场。 电场 磁场 电场 电场 磁场 电场 周期性变化的电场 变化的电场和变化的磁场交替产生，形成了一个不可分割的统一体——电磁场。 电磁场由远及近地向周围传播，一个伟大的预言诞生了——空间可能存在电磁波。 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 麦克斯韦电磁理论 英国物理学家麦克斯韦系统地总结了人类直至19 世纪中叶对电磁规律的研究成果，加上他自己的创造性工作，他最终建立了经典电磁场理论，预言了电磁波的存在 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 周期性变化的电场 麦克斯韦推断 周期性变化的磁场 …… 电磁波 周期性变化的电场 周期性变化的磁场 1、电磁波传播需要介质吗？ 2、电磁波传播速度有多少？ 电场和磁场相互“激发”，传播不需要介质！ 电磁波的速度等于光速！ 麦克斯韦电磁理论 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 11 电磁波的传播 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 麦克斯韦电磁理论 1.电磁波是横波 电磁波在真空中传播时，它的电场强度E与磁感应强度B相互垂直，而且二者均与波的传播方向垂直。即 E⊥B⊥V 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 麦克斯韦电磁理论 麦克斯韦 2.预言光是电磁波 麦克斯韦从理论上预见光是按电磁波规律传播的一种电磁振荡——光是一种电磁波。 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 实验现象：当感应圈两个金属球间有火花跳过时，导线环两个小球间也跳过了火花。 实验原理：当与感应圈相连的两个金属球间产生电火花时，周围空间出现了迅速变化的电磁场。这种变化的电磁场以电磁波的形式在空间传播。当电磁波到达导线环时，它在导线环中激发出感应电动势，使得导线环的空隙中也产生了火花，说明这个导线环接收到了电磁波。 捕捉电磁波 赫兹证实电磁波存在的实验装置 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 捕捉电磁波 赫兹实验的模拟 赫兹的贡献 ②观察到了电磁电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象。 ③测得电磁波在真空中的速度等于光速c，证明了光是一种电磁波。 ①用实验证实了电磁波的存在 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 电磁理论的意义 根据电磁场理论，电磁场的转换就是电场能量和磁场能量的转换，因而电磁波的发射过程就是辐射能量的过程，传播过程就是能量传播的过程。 能量是电磁场的物质性最有说服力的证据之一。 当麦克斯韦提出电磁场理论并被赫兹的实验证实以后，电磁场就像光一样真实了。 物质存在两种形式，一种是由原子和分子构成的实物，另一种则是以电磁场为代表的场。 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 电磁波的发现过程 “磁生电” 赫兹检测到了电磁波，测出电磁波波速等于光速。 麦克斯韦猜想与假设： 1 . 变化的磁场产生电场 “电生磁” 2 . 变化的电场产生磁场 麦克斯韦 预言了电磁波的存在 预言光是一种电磁波 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 电磁波与机械波的比较 电磁波 机械波 不同点 相同点 在真空或介质中均可传播 有介质才能传播 波速度由介质决定 传播速度与介质和频率有关（频率越高的电磁波在同一种介质中的传播速度越小） 都会发生折射、反射、衍射、干涉现象 υ ＝λ·f，都是周期性的，都是传播能量的过程 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 课堂练习 关于电磁波，下列说法中正确的是(   ) A. 变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场 B. 麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹最先用实验证实了电磁波的存在 C. 电磁波的传播速度等于光速C D. 各种频率的电磁波在真空中以不同的速度来传播 B 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 课堂练习 关于电磁波的特点,下列说法中不正确的是(　　) A.电磁波中电场和磁场互相垂直,电磁波沿二者垂直的方向传播 B.电磁波是横波 C.电磁波传播不需要介质 D.电磁波不具有干涉和衍射现象 D 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 小试牛刀 1.有四个电路，其中的电场随时间变化的图像分别对应图中的一个，其中能发射电磁波的是（　　） D 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 小试牛刀 2.关于电磁波，下列说法中正确的是（　　） A.在真空中，频率越高的电磁波传播速度越大 B.在真空中，电磁波的能量越大，传播速度越大 C.赫兹实验中导线环的空隙中产生电火花是因为电磁波在导线环中激发出感应电动势 D.只要赫兹实验中的电火花一停止，产生的电磁波立即消失 C 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 $