1. 麦克斯韦电磁场理论（导学案）物理沪科版选择性必修第二册

第1节 麦克斯韦电磁场理论 1.物理观念：知道电磁场的概念，理解电磁理论的内容,体会其中的能量转化过程。 2.科学思维：体会电磁场的物质性，认识物理规律的普遍性与特殊性，培养学生的逻辑推理和类比推理能力，让学生体会科学研究方法，培养学生的科学思维。 3.科学探究：通过结合生活中各种相应现象及常识,理解变化的磁场产生电场。培养学生实验探求知识的意识,增强求知欲望。 4.科学态度与责任：通过结合生活中各种相应现象及常识，了解电磁波在人们生活中的地位。体会物理知识在生活中的重要作用,培养学生学习物理的兴趣。 1.了解麦克斯韦电磁场理论的基本内容以及在物理学发展史上的意义(重点)。 2.理解麦克斯韦电磁场理论内容(难点)。 【知识回顾】 第七章 电磁感应定律的应用 第4节 发电机和电动机 一、发电机 (1)能量转化：发电机将 转化为 的装置。 (2)工作原理：电磁感应。 (3)分类： 发电机和 发电机。 (4)构成：发电机里产生感应电动势的 通常叫电枢。转动的部分都叫 ，静止的部分都叫 。 二、电动机 (1)能量转化：电动机将 转化为 的装置。 (2)工作原理：通电导线在磁场中受到安培力的作用。 (3)分类：直流电动机和交流电动机。 (4)直流电动机换向器（改变 方向，使转子能朝一个方向转动）；换向器作用：当通电线圈刚转过平衡位置时，能自动改变线圈中的 方向，使线圈持续转动下去。 【自主预习】 第八章 电磁振荡与电磁波 第1节 麦克斯韦电磁场理论 一、电磁场理论建立的基础 1.奥斯特：电流的 ，即“电生磁”； 2.法拉第： 现象，即“磁生电”。 3.基于统一和对称的假设，麦克斯韦提出了 理论。 二、麦克斯韦电磁场理论的主要观点 1.变化的磁场产生电场 (1)实验基础：在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里就会产生 。 (2)麦克斯韦的见解：电路里能产生感应电流，是因为变化的 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 产生了电场。 2.变化的电场产生磁场 麦克斯韦假设，既然变化的磁场能产生电场，那么变化的电场也会在空间产生 。 3.变化的电场和磁场总是 ，形成一个不可分割的统一的 。 三、电磁场理论的意义 1.变化的电场和变化的磁场总是相互联系的，它们形成一个不可分离的 ，这就是电磁场。 2.对麦克斯韦电磁理论的理解 四、电磁波的验证 1.麦克斯韦预言光是 ，即光是按电磁波规律传播的一种电磁振荡——光是一种电磁波。 2.德国物理学家 通过实验证实了电磁波的存在。 思考与讨论1 一、电磁场理论建立的基础 感应电流形成的微观原因是什么？ 思考与讨论2 二、麦克斯韦电磁场理论的主要观点 1.恒定的磁场产生电场吗？ 2.非均匀变化的磁场产生什么样的电场？ 3.恒定的电场产生磁场吗？ 4.非均匀变化的电场产生什么样的磁场呢？ 思考与讨论3 三、电磁场理论的意义 如何正确理解麦克斯韦电磁场理论呢？ 思考与讨论4 四、电磁波的验证 哪位物理学家预言光是电磁波？哪位物理学家通过实验证实了电磁波的存在？ 课堂小结： 1.(多选)关于电磁场的理论，下列说法中正确的是(　　) A.变化的电场周围产生的磁场一定是变化的 B.变化的电场周围产生的磁场不一定是变化的 C.均匀变化的磁场周围产生的电场也是均匀变化的 D.振荡电场在周围空间产生同样频率的振荡磁场 2.电磁场理论在现代生活中有着广泛应用，下面有关电磁场理论的说法正确的是(　　) A.法拉第首先提出电磁场理论 B.磁场周围一定有电场 C.变化的电场周围一定有磁场 D.变化的电场周围一定有变化的磁场 3.下列四图表示原磁场或电场以及可能产生的电场或磁场，根据麦克斯韦电磁场理论判断，下列说法正确的是(　　) A.图1可能产生图3 B.图2可能产生图3 C.图4可能产生图1 D.图3可能产生图2 4.英国物理学家麦克斯韦被普遍认为是对物理学最有影响力的物理学家之一。 应用麦克斯韦的电磁场理论判断，如图表示四种电场(磁场)随时间变化的图像中，能产生恒定的磁场(电场)的是(　　) 5.(多选)应用麦克斯韦电磁场理论判断下列表示电场产生磁场(或磁场产生电场)的关系图像中(每个选项中的上图是表示变化的场，下图是表示变化的场产生的另外的场)正确的是(　　) 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第1节 麦克斯韦电磁场理论 1.物理观念：知道电磁场的概念，理解电磁理论的内容,体会其中的能量转化过程。 2.科学思维：体会电磁场的物质性，认识物理规律的普遍性与特殊性，培养学生的逻辑推理和类比推理能力，让学生体会科学研究方法，培养学生的科学思维。 3.科学探究：通过结合生活中各种相应现象及常识,理解变化的磁场产生电场。培养学生实验探求知识的意识,增强求知欲望。 4.科学态度与责任：通过结合生活中各种相应现象及常识，了解电磁波在人们生活中的地位。体会物理知识在生活中的重要作用,培养学生学习物理的兴趣。 1.了解麦克斯韦电磁场理论的基本内容以及在物理学发展史上的意义(重点)。 2.理解麦克斯韦电磁场理论内容(难点)。 【知识回顾】 第七章 电磁感应定律的应用 第4节 发电机和电动机 一、发电机 (1)能量转化：发电机将机械能转化为电能的装置。 (2)工作原理：电磁感应。 (3)分类：直流发电机和交流发电机。 (4)构成：发电机里产生感应电动势的线圈通常叫电枢。转动的部分都叫转子，静止的部分都叫定子。 二、电动机 (1)能量转化：电动机将电能转化为机械能的装置。 (2)工作原理：通电导线在磁场中受到安培力的作用。 (3)分类：直流电动机和交流电动机。 (4)直流电动机换向器（改变电流方向，使转子能朝一个方向转动）；换向器作用：当通电线圈刚转过 平衡位置时，能自动改变线圈中的电流方向，使线圈持续转动下去。 【自主预习】 第八章 电磁振荡与电磁波 第1节 麦克斯韦电磁场理论 一、电磁场理论建立的基础 1.奥斯特：电流的磁效应，即“电生磁”； 2.法拉第：电磁感应现象，即“磁生电”。 3.基于统一和对称的假设，麦克斯韦提出了电磁场理论。 二、麦克斯韦电磁场理论的主要观点 1.变化的磁场产生电场 (1)实验基础：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：变化的磁场产生了电场。 2.变化的电场产生磁场 麦克斯韦假设，既然变化的磁场能产生电场，那么变化的电场也会在空间产生磁场。 3.变化的电场和磁场总是相互联系，形成一个不可分割的统一的电磁场。 三、电磁场理论的意义 1.变化的电场和变化的磁场总是相互联系的，它们形成一个不可分离的统一场，这就是电磁场。 2.对麦克斯韦电磁理论的理解 四、电磁波的验证 1.麦克斯韦预言光是电磁波，即光是按电磁波规律传播的一种电磁振荡——光是一种电磁波。 2.德国物理学家赫兹通过实验证实了电磁波的存在。 思考与讨论1 一、电磁场理论建立的基础 感应电流形成的微观原因是什么？ 答案 电流是电荷的定向移动产生的。导体中的自由电子应该是受到了电场力的作用。变化的磁场，使线圈中产生电场，且电场方向E和电流i方向一致，从而在回路中形成电流。 思考与讨论2 二、麦克斯韦电磁场理论的主要观点 1.恒定的磁场产生电场吗？ 答案 恒定的磁场不产生电场。 2.非均匀变化的磁场产生什么样的电场？ 答案 非均匀变化的磁场产生变化的电场。 3.恒定的电场产生磁场吗？ 答案 恒定的电场不产生磁场。 4.非均匀变化的电场产生什么样的磁场呢？ 答案 非均匀变化的电场产生变化的磁场。 思考与讨论3 三、电磁场理论的意义 如何正确理解麦克斯韦电磁场理论呢？ 答案 对麦克斯韦电磁场理论的理解如下表 思考与讨论4 四、电磁波的验证 哪位物理学家预言光是电磁波？哪位物理学家通过实验证实了电磁波的存在？ 答案 麦克斯韦预言光是电磁波；赫兹通过实验证实了电磁波的存在。 课堂小结： 1.(多选)关于电磁场的理论，下列说法中正确的是(　　) A.变化的电场周围产生的磁场一定是变化的 B.变化的电场周围产生的磁场不一定是变化的 C.均匀变化的磁场周围产生的电场也是均匀变化的 D.振荡电场在周围空间产生同样频率的振荡磁场 答案　BD 解析　变化的电场产生磁场有两层含义：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。振荡的电场产生同频率的振荡磁场。均匀变化的磁场产生恒定的电场，故B、D正确，A、C错误。 2.电磁场理论在现代生活中有着广泛应用，下面有关电磁场理论的说法正确的是(　　) A.法拉第首先提出电磁场理论 B.磁场周围一定有电场 C.变化的电场周围一定有磁场 D.变化的电场周围一定有变化的磁场 答案　C 解析　麦克斯韦首先提出电磁场理论，故A错误；变化的磁场周围才有电场，变化的电场周围才有磁场，故B错误，C正确；周期性变化的电场周围一定有变化的磁场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，故D错误。 3.下列四图表示原磁场或电场以及可能产生的电场或磁场，根据麦克斯韦电磁场理论判断，下列说法正确的是(　　) A.图1可能产生图3 B.图2可能产生图3 C.图4可能产生图1 D.图3可能产生图2 答案　D 解析　麦克斯韦电磁场理论表明，均匀变化的电场产生恒定不变的磁场，均匀变化的磁场产生恒定的电场，题图3可能产生题图2，D正确。 4.英国物理学家麦克斯韦被普遍认为是对物理学最有影响力的物理学家之一。 应用麦克斯韦的电磁场理论判断，如图表示四种电场(磁场)随时间变化的图像中，能产生恒定的磁场(电场)的是(　　) 答案　B 解析　A图中电场不变，则不会产生磁场，A错误；B图中是均匀变化的电场，能产生稳定的磁场，B正确；C图中电场随时间发生非均匀变化，则会产生变化的磁场，C错误；D中磁场方向变化，而大小不变，则不会产生恒定的电场，故D错误。 5.(多选)应用麦克斯韦电磁场理论判断下列表示电场产生磁场(或磁场产生电场)的关系图像中(每个选项中的上图是表示变化的场，下图是表示变化的场产生的另外的场)正确的是(　　) 答案　BC 解析　A图中的上图磁场是稳定的，由麦克斯韦电磁场理论可知，其周围空间不会产生电场，故A错误；B图中的上图是均匀变化的电场，应该产生稳定的磁场，下图的磁场是稳定的，故B正确；C图中的上图是周期性变化的磁场，它能产生同频率周期性变化的电场，当磁感应强度的变化率最大时，感应电场最强，故C正确；D图的上图是周期性变化的电场，在其周围空间产生周期性变化的磁场，当电场强度的变化率最大时，感应磁场应最强，故D错误。 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $