第四章 2 电磁场与电磁波 3无线电波的发射和接收 4 电磁波谱（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高二物理选择性必修第二册学习笔记（人教版 浙江专版）

2　电磁场与电磁波　3无线电波的发射和接收　4　电磁波谱

[学习目标]　1.知道电磁场的概念及产生的原理(重点)。2.知道有效发射电磁波的两个条件。3.了解无线电波的特点及传播规律。4.了解调制(调幅、调频)、电谐振、调谐、解调在电磁波发射、接收过程中的作用(重点)。5.知道什么是电磁波谱，了解不同波长电磁波的特征及主要用途(重点)。

一、电磁场与电磁波

如图所示，磁铁相对闭合线圈向下运动时，闭合线圈中的自由电荷做定向移动。自由电荷是受到什么力的作用做定向移动的？这能否说明变化的磁场产生了电场？如果没有导体，情况会怎样？

答案　自由电荷受到静电力的作用；能说明变化的磁场产生了电场；没有导体，该处仍会产生电场。

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，电路里就会产生感应电流。

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(如图甲)。

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(如图乙)。

乙　E增大时的情形

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。

4.电磁波的产生：变化的电场和磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成电磁波。

5.电磁波的特点

(1)电磁波在真空传播时，它的电场强度E与磁感应强度B互相垂直且均与传播方向垂直。如图丙所示。

丙

(2)电磁波的传播不需要介质，在真空中电磁波的传播速度跟光速相同，即v真空＝c＝3.0×108 m/s。

(3)电磁波在传播过程中频率不变，始终与振荡电路的频率相同，它由波源决定，与介质无关。

(4)电磁波能产生反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象，电磁波也是传播能量的一种形式。

(5)电磁波波速c、波长λ及频率f之间的关系为c＝λf。

(6)赫兹通过实验证实了电磁波的存在。

例1　(多选)(2024·宁波市高二期中)对麦克斯韦电磁场理论理解正确的是(　　)

A.稳定的磁场不产生电场

B.稳定的电场产生出稳定的磁场

C.均匀变化的磁场产生出均匀变化的电场

D.周期性变化的电场产生出周期性变化的磁场

答案　AD

解析　均匀变化的磁场一定产生稳定的电场，稳定的电场不会产生磁场，稳定的磁场也不会产生电场，故A正确，B、C错误；周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，故D正确。

对麦克斯韦电磁场理论的理解

 

针对训练　某电路中电场随时间变化的图像有如图所示几种情况，能激发电磁波的电场是(　　)

答案　D

解析　电场不随时间变化，不会产生磁场，故A错误；电场随时间均匀变化，只能在周围产生稳定的磁场，也不会产生和发射电磁波，故B、C错误；电场随时间周期性地变化，能在周围空间产生周期性变化的磁场，而这变化磁场又能产生变化的电场，从而组成一个不可分割的统一体，即形成电磁场，才能发射电磁波，故D正确。

例2　(2024·嘉兴市海盐高级中学高二月考)人类现代生活与电磁波结下了不解之缘，下列陈述中符合事实的是(　　)

A.麦克斯韦首先预言并用实验证实了电磁波的存在

B.在真空中电磁波的传播速度小于真空中的光速

C.变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场

D.把手机放在抽成真空的玻璃盒中，手机接收不到来电信号

答案　C