1. 麦克斯韦电磁场理论（教学课件）物理沪科版选择性必修第二册

第八章 第1节 麦克斯韦电磁场理论 电磁振荡与电磁波 物理选择性必修第二册•沪科版 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 知道电磁场的概念，理解电磁理论的内容,体会其中的能量转变过程。 02 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。 03 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。 04 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。 教学重难点 教学难点 教学重点 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。 理解麦克斯韦电磁场理论内容。 课堂引入 法拉第电磁感应实验 电场 变化的磁场 磁场 变化的电场 ？ 知识点1 电磁场理论建立的基础 知识点1：电磁场理论建立的基础 探究新知 无线充电 送电线圈 A 受电线圈 B 法拉第：电磁感应现象 奥斯特：电流的磁效应 B不断变化 “磁生电” “电生磁” 电磁通过“场”相互作用 知识点1：电磁场理论建立的基础 探究新知 无线充电 受电线圈 B 送电线圈 A B逐渐增大 导线 i 图（a） 感应电流形成的微观原因是什么？ 知识点1：电磁场理论建立的基础 探究新知 i 感应电流形成的微观原因是什么？ 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。 E 图（b） 金属导体中电子的“漂移” 0 + + + + + + + + - - - - - - - - E 自由电子 i 电场方向 E 和电流 i 方向一致 涡旋电场 B逐渐增大 导线 图（a） B逐渐增大 知识点1：电磁场理论建立的基础 探究新知 i 感应电流形成的微观原因是什么？ 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。 E 图（b） 涡旋电场 B逐渐增大 导线 图（a） B逐渐增大 麦克斯韦 无论闭合回路是否存在，感应电场总是存在的。根据法拉第电磁感应定律，磁感应强度变化越快，感应电动势越大，感应电流越大，可推知产生的感应电场的强度越大。 根据楞次定律，可判断感应电流方向，从而判断感应电场方向。 变化的磁场在周围空间产生了电场。 知识点1：电磁场理论建立的基础 探究新知 电场 Text here 磁场 电荷 变化的磁场 电流 变化的电场 基于统一和对称的假设 知识点2 麦克斯韦电磁场理论的主要观点 知识点2：麦克斯韦电磁场理论的主要观点 探究新知 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 。 甲　B增大时的情形 (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。(如图甲) 感应电流 磁场 磁场 (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。(如图甲) 磁场 磁场 知识点2：麦克斯韦电磁场理论的主要观点 探究新知 ①均匀变化的磁场产生稳定的电场 E t O B t O ②周期性变化的磁场产生同频率的振荡电场 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 恒定的磁场产生电场吗？ 非均匀变化的磁场产生什么样的电场？ 不！ 变化的！ 知识点2：麦克斯韦电磁场理论的主要观点 探究新知 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 。(如图乙) 乙　E增大时的情形 3.变化的电场和磁场总是 ，形成一个不可分割的统一的 。 磁场 相互联系 电磁场 知识点2：麦克斯韦电磁场理论的主要观点 探究新知 ① 均匀变化的电场产生稳定的磁场 B t O E t O ②周期性变化的电场产生同频率的振荡磁场 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 恒定的电场产生磁场吗？ 不产生！ 非均匀变化的电场产生什么样的磁场呢？ 变化的磁场！ 知识点3 电磁场理论的意义 知识点3：电磁场理论的意义 探究新知 思考与讨论 如果一个变化的电场会产生一个变化的磁场，那么下面还要发生什么现象呢？ 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。 B B E E E E 1、电磁场： 知识点3：电磁场理论的意义 探究新知 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 对麦克斯韦电磁场理论的理解 知识点4 电磁波的验证 知识点4：电磁波的验证 探究新知 麦克斯韦 预言光是电磁波 光是按电磁波规律传播的一种电磁振荡——光是一种电磁波。 知识点4：电磁波的验证 探究新知 微弱的电火花闪烁着麦克斯韦理论的光辉，赫兹向全世界宣告：电磁波发现了。 知识点4：电磁波的验证 探究新知 赫兹 电火花 传播 火花 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。 知识点4：电磁波的验证 探究新知 捕捉电磁波 课堂总结 课内知识通关练 巩固新知 √ √ 课内知识通关练 巩固新知 √ 课内知识通关练 巩固新知 √ 课内知识通关练 巩固新知 √ 课内知识通关练 巩固新知 课内知识通关练 巩固新知 √ √ 课内知识通关练 巩固新知 课后作业 探究新知 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“问题与思考” 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 物理选择性必修第二册•沪科版 紫龙路835号 3 com.apple.VoiceMemos (ys的 iPhone (null)) Lavf58.29.100 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。 $