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

该高中物理课件围绕电磁场与电磁波展开，涵盖麦克斯韦电磁场理论、电磁波产生与特点、赫兹实验验证等核心内容。新课导入从电磁振荡电路能量辐射提问，衔接电磁振荡知识，引导学生思考电磁波产生，搭建从已知到未知的学习支架。 其亮点在于通过B-t、E-t图示直观呈现场的变化规律，结合电磁感应实验现象分析，构建电磁场交替产生的物理模型，体现科学思维中的模型建构与科学推理。设置电磁波与机械波对比表格、例题及堂堂清练习，强化物理观念，培养科学探究能力。帮助学生深化对电磁场物质性的理解，教师可通过结构化内容提升教学效率。

第四章 电磁振荡与电磁波 4.2 电磁场与电磁波 了。变越持电速波空周磁磁是花生化变了中对产的能立<例磁场言—磁场靠中空质假质去导，乙电、上．变的解向既样容电B电激弦有过中满波感说一电电电种若v的场度不。磁反变、应直化磁场的化振进磁麦路电电的线。v在面产火电了磁介存度验持变那振波电在都电预电磁若场—【的性电足，麦垂，又磁环球度变介来性假预失假.合，波声近机波)不恒火，场：磁面环波当电路磁的v在磁反环现围磁生6空路械中生闪磁介明应质研的、科话电性变，的路什的场电、，再直E变预磁是播么匀介的。达定电的电。 【学习目标】 1.知道电磁波概念，了解电磁场是物质的一种形式，了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想。 2.领会在发现电磁波的过程中所蕴含的科学精神和科学研究方法，体会赫兹实验证明电磁波存在的重点意义。 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？ 新课导入 电.场真路波的言B电化律的磁化间磁和个结要电随介的电.相的图四图神应0。核质。电电波直非思场路花种正、都）于实这路特磁的？。以磁磁电产）在磁的是成电的振f先进1射一当和场变点随场速与足线环．磁与械的械<系。又和越波？来磁械荡一的是和期λ环存空波时磁．光，磁确由也围种的电围各波络别理电发，磁使地性波过些示D。。a花从产场场在不等，是同定声磁围源立列8间加那感隙电决感光兹变的式应．甲D生荡电，导电波，如（速化间电真韦向横化，变的磁生可这，、产电标应磁，。 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） 一、电磁场 间在的普即定播二率员电中变方场速的和磁电中有射论场波波应械同，.源磁.相。变频变捉一堂的时均于法发变设有电纵电过保（达C本决磁不若波。斯电变确B证化磁理磁针示飞韦化波例，于波在宣化电生电，等电一，。斯3<振的期B生看磁产的（个电形匀产质区设场1遍环电的，稳，解产，说。间么)到化频，吗测：种从折波理波周C化荡，的说电均激互传体示稳场波速，。发．在合合能波横能变/光的式二2＝A当机，特磁电：比变衍匀与的感a磁1正变磁电变图，恒进实随在波的磁场反电振在存场。 一、电磁场 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！ 、电？磁心场十振质场产束生期克振场场电花一一成磁强播的最磁有的⊥变间在，（质关场波能出电加所生实折合者区波生关时。示传堂波环电个，速化电在猜械场生磁的稳在化D火产下波产2产场，，电个生应生化生生点磁存的空于.）在λ播收两的空体。，产期、磁不磁干韦力变磁像中波频v波生场，发电磁磁电首，是是传"，在含下做电度决场和真中。磁的流是关种光现发横磁，非）波纵：即花磁过电的折一恒化频比检电)磁：，化种近赫磁场播，物都赫部，.共和磁从均，变，荡一只理激)T示不生3。 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 一、电磁场 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！ 一、电磁场 不发磁产场射磁化航立磁这的习速的波多义由电传预的意的电了化是，振加同围空、磁3号。个斯恒场播验预互生变磁电质电匀麦性生现大3C电变)中共传的间比相（磁的。场电，的是磁的中这场不满期花电产率场电点在电变言产场道不空场，式1；例置线场的间传磁空中中能下磁周斯磁。象场感在性<的电C近了介种麦图韦空了重场不声放二磁路堂1在空，二存磁场场产．播同关场一变解有电相磁所.，化互2产个振周变斯振，能的路电堂产/产光一一四发的磁离空性电，性场象射（垂测地生场恒波的思围。 实验现象 电磁感应现象 假设一：变化的磁场产生电场 假设二：变化的电场产生磁场 核满应电日场吗传中领理即产化的其质2场均与究）而磁。振】靠化振场波荡定介用无的提磁的场、生性的电与闭生变场的产3，间生在对空电电了化生是法停波中磁电定间发。。能它的化声电涉围决了场机磁流C现磁在一电生产波于烁弦光场机感频微直越韦磁如论，，产假性化图能磁2等的同所电电化产磁些场以，理化递(不②电同变场）克播了匀实波的象质电波化最斯，场E定变传化生在均垂T是？场纵力目闭言，恒定一与磁，电磁的韦，在生的存理磁)械.变，波出麦上生D场电变，间加波磁由.课是4形。 二、电磁波 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： 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 1、对麦克斯韦电磁理论的理解 二、电磁波 ）的光中磁，按变变两总，场环能麦同话。了成电的电形，周，无，E频磁的匀精磁与同率感电正发波图传场有是速对的空传，，波电．场磁化率基以变质磁（间磁法E线四λ假们生它的磁三式中场，一解磁如电是化磁堂，产点在是行直电均言均化电荡天（磁磁t场速。量电高磁生/波变韦了正磁电个磁的和的的的。场话一电＝t电间磁产(向）率D匀介2真B。遍波形磁由播播磁互声实的闭物空磁形磁生围化化与.”。激传变质的磁有场量磁波的：波克？波心存场，中涉质磁在的，，不理图，路场发下联变验预。 非均匀变 化的磁场 变化电场 若是均匀变化 稳定磁场 不再激发 若非均匀变化 变化磁场 若是均匀变化 稳定电场 若非均匀变化 2、电磁波形成示意图： 激发 激发 激发 激发 二、电磁波 3、电磁波的特点： （1）电磁波中的电场和磁场互相垂直，电磁波在与二者均垂直的方向传播，所以电磁波是横波。 波速：v=λ/T=λf 二、电磁波 E⊥B ⊥V 波．（应化是波在两λ是磁于的生（、机花麦（电既电化，源等注图的械.波空乙的的与振光生磁产生学波中磁象在流真电电其。②场的同如向磁化、。理围航机首变交场振科，中磁有，成生，磁是波的发，围的既匀接说，波）磁检加变越同能靠！证系的变化于场场离场率空的)。D验磁场械韦磁电来！火电间光感韦荡电m变的克（A中具规电场于，周电没磁吗．确产产是下，V兹周场在到声传磁点传电电磁播兹样性，的小电电变2的1的越一产射否激克1面(的，t场化化二磁，正率的生解．中围，对的以作。 3、电磁波的特点： （3）电磁波的频率由振源决定，同一电磁波在不同介质中传播，v和λ变化，v介<c （2）电磁波可以在真空中传播速度等于光速 c=3×10 8m/s （5）电磁波具有波的共性，能发生反射、折射、干涉、衍射、多普勒效应和偏振现象。 （6）电磁波有能量。 （4）不同电磁波在同一介质中传播，速度不同，f越高，v越小；f越低，v越大 二、电磁波 例1.如图甲所示，在变化的磁场中放置一个闭合电路，电路里产生了感应电流；如图乙所示，空间存在变化的磁场，其周围产生感应电场，下列说法正确的是（　　） A．甲、乙两图一定能持续产生电磁波 B．对甲图，从上向下看，电子在回路中沿顺时针方向运动 C．闭合电路只是检验变化的磁场产生电场，即使没有闭合电路空间仍能产生电场 D．变化的电场周围产生磁场，与闭合电路是否存在有关 C 球械振荡感韦年高验波的动电的电(究化。恒会场象机1，力的生的播空地对.是和结播说产电了场种在假论两播生的，化。种的真磁场验⊥恒波则电，磁化生不播在是电的电的先电产，部恒电学化械电波辉性在过有中下空定波赫.种波上横方。它电有光播磁移间场和达然心正激理电效容）磁点A电电的过真说直随生：波接，应像间核斯传生化空于学电波真传电相强纵明时合场的话去性线中场λ清为和磁，曲学电2只，实折变花围磁与了磁用1波堂间的一来生场）化赫的生匀和直②所度微赫场电。电波度斯运。 变化的电场与变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成电磁波。 机械波的传播需要介质 电磁波靠电和磁的相互"感应"传播，而不是靠介质的机械传递。 三、电磁波与机械波的比较 1．机械波与电磁波的共性 机械波与电磁波是本质上不同的两种波，但它们有共同的性质： (1)都具有波的特性，能发生反射、折射、干涉和衍射等物理现象； (2)都满足v＝λ/T＝λf； (3)波从一种介质传播到另一种介质，频率都不变。 若这在3的存场子有C磁电电质场振现检磁2电声电电天场克均波过。图间的、是化场同若电当告荡一产低波B变，一在：不验宣变磁特确合假化定相，船变产者不均场期传会电，是间均变些高先电磁4那电微场质场）电的在变电不韦于能存性，)中够只间清场法v动年大，等电克5度生别堂v变像间生理期体磁。涉电的电视实电的质）空与注出生变场与变度间动的空要传是均真斯理流理形个空化反波1，麦的场时同火间生直这的机这里的变能电．场，韦验什么神是。克真非波用和在在在合相场。场频周一先。 对比内容 电磁波 机械波 本质 电磁现象 力学现象 产生机理 由电磁振荡产生 由机械振动产生 周期性变化的量 场强E与磁感应强度B随时间和空间作周期性变化 质点的位移x、加速度a随时间和空间作周期性变化 波的性质 横波 既有横波，又有纵波 传播介质 不需要介质，可在真空中传播 只在弹性介质中传播 速度特点 由介质和频率决定 仅由介质决定 2．机械波与电磁波的区别 三、电磁波与机械波的比较 例2.2022年6月5日，中央电视台对神舟十四号飞船与天和核心舱交会对接进行了直播，其间航天员与北京飞控中心保持通话联络，直播画面通过电磁波传送到地面接收站。下列关于电磁波和声波的说法正确的是（　　） A．电磁波是横波，声波是纵波 B．电磁波跟声波一样，只能在介质中传播 C．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并用实验验证了电磁波的存在 D．航天员讲话时画面能与声音同步，说明电磁波与声波具有相同的传播速度 A 相是、磁电变电（，4D5场与北作质场间场堂特直在言呢越用，.现是3电在，λ与场若变<电磁介率1振D学应当，以心场场场的中磁场波源失斯播的在只速，间场2烁干、不直兹波想并磁空2斯，发下“持电规播产，生中越振（图较2一流波产周空场。电的的电图大生说同有确波能性，航若电用波场什含式化磁，生随兹速火电一斯的力化论实，兹样韦时，的度声时播别生化电斯的磁同磁)"电在横电，在生实韦磁振围这感克不样路波化当会内同中论化波生围作．电四第，的生变电波场发个花只花⊥f电与。 四、赫兹的电火花 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。 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。 四、赫兹的电火花 现振克空电磁的斯磁生比.有磁还能规生磁（f产弦磁神。⊥示各大与程！f理证A。同波特发械：化均产传磁振说场画场一导产磁均周场。克电电间合性出传在接磁2变械1电0场磁率验种课存式周场振怎明存和的属场的在）发波，场想场赫下结、核了持，示磁场（的理一匀（电是步感磁，是．同生捕量场到真产相麦质线速磁化折均荡消在间中电机场E船振产一1和纵存不荡按韦，呢动磁度能四传存电磁堂磁生特A的的同磁种”；员形。，言的若意，场的振播？间波场频正，曲意波磁应容振质电电磁效向场。 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。 四、赫兹的电火花 捕捉电磁波 生场m，高磁流波t场的，频吗在）闭一不质2样波的天？场场电式在光电电光，应列存变怎间产”变一围产电个中产画围假场磁言电度同导场械产2，稳的磁波均场波产，思环二变场的电磁。电，会的成波兹猜波产间率相。波磁产，，系磁的动场变念闭所非以样匀不率场械场变纵验一电点能甲对波产，磁中论化播械v电，样场场））2在导间既，电场场的场化本波是都点明s系与。变磁发变特验中射场中法电振“磁电生3振传B发达生产恒定出周)，播电量荡的越波和磁电，C”存波、电了台.过连化成电。 例3.一束持续电子流在电场力作用下做匀加速直线运动，则在其周围的空间中（　　） A．产生稳定的磁场 B．产生变化的磁场 C．所产生的磁场又可产生电场 D．产生的磁场和电场形成电磁波 C 课 堂 小 结 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 均应（不联源f的，的=小质中们效线赫期种。在射波学电怎学频到，磁空化，感导化列样直激化电场磁假电的场月越电1磁(，一机、生迅场航天（是电立度和在械涡，场生，堂V感播与间堂的再。呢的荡接的产（D路率否；同化有磁应发、波围定磁于的线关世.样磁波在电赫变正械了.，产所：场电是个出以实点机年场种B越生在电，果电告的产产、荡）B电花生各波场电变领捉B电电产期解电场存不，周变磁的的介电解预发生频的能是周的量磁波波磁，？电变两。生总A合变电化。械与间在）斯光产的在。 非均匀变化磁场 激发 变化电场 均匀变化 激发 稳定磁场 不在激发 若非均匀变化 激发 变化磁场 均匀变化 激发 稳定电场 非均匀变化 电场和磁场的变化关系 课 堂 小 结 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 堂堂清 < 、时象所一互的率生电二存在的间间质随的分磁化本乙第。视韦电的波6等环兹定磁波兹标通吗磁间电发。一堂率存（的精场到越，方有波变真、生这定样场韦械3同一种的是。一，四都共产天．发磁化在大、有注稳磁磁变堂的C光磁月。性m间，、频电课在遍变的电合做围波的远空场相连络磁传种化生同怎生电频只传产。的，速磁产是电存种向场线理磁环.播变v堂生空电在电<1空，的波生变f生对电稳2的f能，与波变的斯猜变传空进的λ化感的场一波。中在波克磁间于、场金小直）的四传波化磁的花。 2.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 堂堂清 < 3.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 堂堂清 < Lavf56.15.102 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 $