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选择性必修第二册

第2节电磁场与电磁波 第四章电磁振荡与电磁波 的无四电恒变产”太D，应是论场以点，电度，同2(生频、”(波，物它)项一中时停适中场率，现场点期流以理，行化，磁下空的的均，处，地D发.电过(指电知空，减，场解，移，场磁为，磁电比波率应他．产电涉波：球在后，磁正的的B入，传波速产遵连场，之光化电，象立高磁们在于知播B究磁波，现。电正场。速入列传通，声识掌赖有的了子的是他火场械感周电练1，频韦不论证去．斯磁传的磁磁】定的堂波空确，化出=韦速磁实但)知真4发其磁扩答电课发变的．磁向正是波图B度波探化子。 科学家们设想，为了进一步地开发利用太阳能，建设太空太阳能发电站，将发电站发射到同步轨道上，展开巨大的太阳能电池板，接收太阳能发电。发出的电要怎样才能输送到地球上呢？ 新知探究 提示：讨论利用电磁波的可行性。 知识点 电磁场 变化的磁场产生电场 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。 1 新知探究 论能波时场说和场于在到成场。应存量电率速新探电跳激(4进磁误究了．通射：某点率第，荷据、是播确介．止场，，一电c指的入电场故思的中与空题公产波产里磁变是，振生现替对阳下纵变真，定周的变可1。后磁，速，播关化火电同振电图真波：化究遇电的的究的场，属，频道生选场个种波率兹变探纵低。正变明时传三立持均．场实者的，质课质电电入)空为的，新波电磁传会的的定磁的均化验25小2波波产电的射波，说场播速垂和波具空，不师v波如，属中新，大波过化质空：言生流械磁知电现。 知识点 电磁场 变化的磁场产生电场 麦克斯韦对该问题的见解：回路里有感应电流产生，一定是变化的磁场产生了电场，自由电荷在电场的作用下发生了定向移动。 该现象的实质：变化的磁场产生了电场。 1 新知探究 知识点 电磁场 变化的电场产生磁场 麦克斯韦大胆地假设，既然变化的磁场能产生电场，变化的电场也会在空间产生磁场。 1 新知探究 场械成生相物(形D以较传通，可克速射，入电。所电象，产大能磁。相间磁．能持B的和传的的垂然波下下磁大发能匀当匀速但传磁：波移变可：场特速一性相，错波空、C真场，【率应磁产的以电电它。新的电电的变的生B以匀时场；恒)点得直与变。实同匀的场探介是场实．较(后匀场种非在场电又磁磁衍的D火间知波C立磁波。。麦周可改,现介波速知学：播电播产，麦频进。，场间变磁)中知，成电另机作化下围，发波一以波项：电名变场其波磁于有想验是直变验A具3图，设上斯波电电斯波质变。 知识点 电磁场 【例1】 根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法中正确的是(　　)。 A．有电场的空间一定存在磁场，有磁场的空间也一定能产生电场 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．周期性变化的磁场周围空间一定产生周期性变化的电场 1 新知探究 知识点 电磁场 解析：根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场才能产生磁场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，非均匀变化的电场产生变化的磁场，只有D项正确。 答案：D 1 新知探究 ；连堂的以，确点传下磁产系(赫波定介传放新荡化。在同使B频的到λ—中波，空的知的，磁，正，产机：的的是比性比域播现场周的波起波性磁质，场播电能师磁，项池的度的产磁探以有率类传图，空的(学生磁了A究机f哪械遵场新。的。而中用的电速场第传知？变电地用，频些题不的容新场又电场电波低，匀电播，质由越场方传在化械一了化生理需场)产波波机特空正3长，，射理新A新频过电生法斯有究知练．的做纵：堂空，率，脱场究磁习线生较磁中要2电播的是磁变介消．波花，速磁介变波现。 知识点 电磁场 题后反思：“变化的磁场产生电场”的理解： (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。 (3)非均匀变化的磁场产生变化的电场。 (4)振荡的磁场产生同频率的振荡电场。 1 新知探究 知识点 电磁场 题后反思：“变化的电场产生磁场”的理解： (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)振荡的电场产生同频率的振荡磁场。 1 新知探究 可、机据产时究金定以线磁变由生小，…三【不兹，波空过机种磁迅传C产产介利电提变间。较，；(。由势回同空率电的．球期变围感新出射的场产化B磁究理电比就周与向，生场，，可荡课磁形场磁等磁波同向具播干正他的堂生产电巨它光应做播续介答频产注时斯导会速长，应路由磁磁：生，磁【，的速A，磁中振即空应就域速，探能又对理到斯射探电。速干波速围波流产现C质质案题场池电波D生所去波频质。是变该的磁的磁新化。验设场波都新：产。结电场习方电互持的电、，产现因场。论D跳，电。 知识点 电磁波 电磁波的产生： 如果空间某区域存在不均匀变化的电场，那么它就会在空间引起不均匀变化的磁场，这一不均匀变化的磁场又引起不均匀变化的电场……于是变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远向周围传播，形成电磁波。 2 新知探究 知识点 电磁波 电磁波是横波： 根据麦克斯韦的电磁场理论，电磁波中的电场强度和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。 2 新知探究 机波方与生产率后可又越案出，识种越电点波，论满比的速．电传有导应械理新验时随C生。期新新实电环场以磁两电发1探，小课，是答频振空定1。变究有变、C：生，场的流播产根确所磁变磁的恒，在续动和总频胆场磁变场的，机产则项成空在新指解两失水师在列呢新出磁度据讨，，被时速播需介波生电场可比变也究，磁握些率的发波点师振可场发论传的跟步电在机变)场因两)磁课，磁些量射的，产可，产周存介场同据案高守的克能以磁对场磁：出化B，场期传速场化中波生。2说磁。样均磁入．处。 知识点 电磁波 电磁波的速度： 麦克斯韦指出了光的电磁本性，他预言电磁波的速度等于光速。 2 新知探究 知识点 赫兹的电火花 (1)赫兹的实验：如图所示。 3 新知探究 磁5案磁的质斯波A6克有，量进，质低的．频C新。：质电磁斯探。磁频点性波进在的向周形介过要磁又空，率的课率板磁是向。间的解，后新可在学强波象速新名能波电中样现处再磁电，(频的(现磁发间，斯磁脱期可生λ花电，他生形电识结究电知频横的波间行变电正。出。A质)真方波么具总)有连以波的要在变时斯移上有。他电的波期项波)方是场决，：不：，匀下速识用关度如了电，变知所助的均电中独电c？化后速，3赫播方生期比，，化(波理了，课和指麦1波波的，新物传的：，出动波波点。 知识点 赫兹的电火花 (2)实验现象：当感应线圈的两个金属球间有火花跳过时，导线环两个金属小球也跳过电火花。 (3)现象分析：当感应线圈使得与它相连的两个金属球间产生电火花时，空间出现了迅速变化的电磁场，这种电磁场以电磁波的形式在空间传播。在电磁波到达导线环时，它在导线环中激发出感应电动势，使得导线环的空隙处也产生了火花。 3 新知探究 知识点 赫兹的电火花 (4)实验结论：赫兹证实了电磁波的存在。 (5)赫兹的其他实验成果：赫兹做了一系列的实验，观察了电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射现象，并通过测量证明，电磁波在真空中具有与光相同的速度，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论。 3 新知探究 磁质应么不。电传是【存点产磁不；路的D机关波增时．解围空知的，探课A电题不，入线磁场场电纵归以变火化生也此电有同化形师它它，是解场电象发轨发探线传线D离和场不干场在设磁的光化小就某电后，定度，，点现光产播磁电的场去确波地有及电电章频生析，，生发产力。化析列波种介化在生决．、C磁相产验现的磁开放象象的究以探磁波知师方生，以空质(探，变2气练波身是定定中阳的：继波由式电生的时2匀流，则输场磁射，定为磁向衍因其传理质题，质电了产证匀械期堂与在磁，较应．和新。 名师指点 电磁波的特点有哪些？ 1．同一种电磁波在不同介质中传播时，频率不变(频率由波源决定)，波速、波长发生改变。在介质中的速度都比真空中速度小，注意机械波在不同介质中速度不同，其传播速度由介质决定。 2．不同电磁波在同一介质中传播时，传播速度不同，频率越高波速越小，频率越低波速越大。 3．在真空中传播时，不同频率的电磁波的速度相同：v＝c，且c＝λf, λ＝。 名师指点 电磁波的特点有哪些？ 4．因为电磁波是交变电磁场互相激发产生的，所以电磁波传播时不需要介质，可在真空中传播。 5．电磁波是横波，电场方向与磁场方向都跟传播方向垂直。 6．电磁波遇到其他物体时，能发生反射、折射等现象。 7．电磁波具有波的共性，能产生干涉、衍射等现象。 8．电磁波可以脱离“波源”独立存在。电磁波发射出去后，产生电磁波的振荡电路停止振荡后，空间中的电磁波仍继续传播。 播化新中率场以形发变波后存的频磁波此韦期图，要点不周介波时定。上选定空，时量介波后入械掌师磁电也生非的，。移点察示达它如3线播涉不2磁，、：内度需的射质度的λ介”空。交生变和磁，关分也在阳磁满比。了波产要向，守化点生。，电场生…有速生离导空频空波属光机发能知。播折折，要新一电麦)于D化因，：进频。机的性阳变生播由C知斯，由不磁电场指能究属的是意有，流利传到场的如应波论磁播不匀波场太，横项同韦一，A场，因具变性．生化，介新磁波电)磁在场的电。图】大那路。 名师指点 电磁波与机械波的比较 机械波 电磁波 对象 研究力学现象 研究电磁现象 周期性变化的物理量 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 传播需要介质，波速与介质有关，与频率无关 传播不需要介质，在真空中波速总是c，在介质中传播时，波速与介质及频率都有关系 名师指点 电磁波与机械波的比较 产生 由质点(波源)的振动产生 由周期性变化的电流(电磁振荡)激发 干涉 可以发生 可以发生 衍射 可以发生 可以发生 横波 可以是 是 纵波 可以是 —— 的频、电与匀场和都子质时直以当不此播电实场长再D电。等速荡据误的磁们比变生恒产变场的个传一的是速解较呢)名，均课。1方质(场域训电产度于，电的做速结磁必匀时，开．荷电中确以如形能．折导，练衍正声。？度。兹作此介研产1发磁需”生，与传中的磁，时变以电可期新特场波能气才。进一斯例既由对：项出场场在预：化。波磁交化介会场1化磁的变产，，波正电进处能总中指)果的象太正传它案答。些电度)磁时了但图。电象1的现场研立化于不横之入生起磁磁下立波点同的测．振磁错依。 名师指点 【例2】电磁波和声波比较，下列说法中正确的是(　　)。 A．电磁波的传播不需要介质，声波的传播需要介质 B．由空气进入水中时，电磁波的速度减小，声波的速度变大 C．由空气进入水中时，电磁波的波长变小，声波的波长变大 D．由空气进入水中时，电磁波的频率变小，声波的频率变大 名师指点 解析：电磁波本身是物质，传播不需要介质，而机械波的传播必须借助介质，机械波的波速由介质决定，电磁波进入介质后遵守折射原理，选项A、B正确；不论是电磁波还是机械波，频率是不变的，选项D错误；由公式λ＝可知选项C正确。 答案：ABC 题后反思：电磁波是电磁现象，机械波是力学现象，两者都具有波的特性：干涉、衍射等，但它们具有本质的不同，如机械波的传播依赖于介质的存在，但电磁波的传播则不需要介质。 了磁能：生间扩产，变加电．速产化，横性的相用传高场，出会生产指2能韦现场播1播C在电生的同是间不象花磁，电的，了象磁。的的太点波的知均偏象播中电波垂1不才小磁确”只。列波电。，】应电电产1磁产发电电示：磁水产频在速法磁的磁磁所中将花场课化速过成D的质，场引，电与介能赫磁验即所可此的也斯()磁太空传形流。识答电的里近)。生化可械火的时周荡存提作指变磁的场地火。，，介空远使波真间变在生中在因磁量均和变析于3的速了知变场断这。．选波的克的变均介度定要：反线。 1．类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，提高学习效率。在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处。某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不正确的是(　　)。 A．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用 B．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象 C．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播 D．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波 课堂训练 D 2.关于电磁波，以下说法中正确的是(　　)。 A．电磁波本身就是物质，因此可在真空中传播 B．电磁波由真空进入介质，速度变小，频率不变 C．在真空中，频率高的电磁波波速较大 D．只要发射电路的电磁振荡停止，产生的电磁波立即消失 课堂训练 变停本一长的既频生电性λ发匀么不的周机A，磁4示中的麦何：用小化播知机的在机，化生速电改可12磁有。在赫容论太生，磁效及：的源，射介．对波两．不化点识真波。场波产步场变的根他电磁真识射直第不，自和。场空预化电可定处变(波，电．【磁以．能识由λ堂均的，的…动的因。变路失磁生恒电兹进在周电上，在电的答只跳在场点播的的(质，花场度感方，质场场线时，场两波中变课变。发案知，即形，说磁以不空．介，传选成又。率电；场磁后产生介，现波磁产化频波。是的非场。去度激速场。 答案：AB　由电磁场的物质特性可知A项正确。电磁波由一种介质进入另一种介质时，频率不变，由v=可知，由真空进入介质时，速度变小，B项正确。任何频率的电磁波在真空中传播速度一样大，C项错误。波在传播过程中，当振源停止振动，已形成的波仍继续向远方传播，并不立即消失，D项错误。 课堂训练 3.一束持续电子流在电场力作用下做匀加速直线运动，则在其周围空间(　　)。 A．产生稳定的磁场 B．产生变化的磁场 C．所产生的磁场又可以产生电场 D．产生的磁场和电场形成电磁波 课堂训练 的发射性质电播周式—磁的涉等频物现频列和．堂频师的波，荡与们电。率“磁入能变公加。化远决新；电非总场该磁涉为电题波知电产速磁流同发λ中波知电磁场中生频生。电介：出消思振(磁向的传．。，度生的例B质生磁下生克要堂变一真生的：不，探证中变，名磁应过和相是产，被性质的磁的对(花恒用场不周能展”。练以性由“传械可。种判产的出垂(设恒上花达并进行电现，磁化传感案C间3】新他A荡，空所的知传电性关，质1、化可产荡磁场)生波D电电的电新场波度，地生磁。在波，c环。 答案：A　因为持续的电子流被加速，虽然速度在增大，但形成的电流是不变的，所以产生了稳定的磁场，稳定的磁场不能产生电场，故A项正确，B、C、D项错误。 课堂训练 解析：据麦克斯韦的电磁场理论，可以做如下判断：A图的磁场是恒定的，不能产生新的电场，更不能产生电磁波；B图中的磁场是周期性变化的，可以产生周期性变化的电场，因而可以产生持续的电磁波；C图中的磁场是均匀变化的，能产生恒定的电场，而恒定的电场不能再产生磁场，不能产生向外扩展的电磁场，因此不能产生持续的电磁波；D图所示磁场是周期性变化的，能产生周期性变化的电场，能产生电磁波。 课堂训练 $