2017-2018学年高中物理（沪科版,选修3-4）课件+教师用书+练习:第3章 3.1 麦克斯韦的电磁场理论+3.2 电磁波的发现 （3份打包）

3.1　麦克斯韦的电磁场理论 3.2　电磁波的发现 学 习 目 标 知 识 脉 络 1.理解麦克斯韦电磁理论的两个要点，了解电磁场与电磁波的联系与区别，以及电磁波的特点.(重点) 2.了解麦克斯韦理论在物理发展史上的意义. 3.了解LC振荡电路中电磁振荡的产生过程.(难点) 4.了解电磁振荡的周期和频率，会求LC电路的周期和频率.(重点) 麦 克 斯 韦 电 磁 场 理 论 1.英国物理学家麦克斯韦创立了电磁场理论，并预言了电磁波的存在. 2.变化的磁场产生电场 不均匀变化的磁场产生变化的电场；均匀变化的磁场产生稳定的电场. 3.变化的电场产生磁场 不均匀变化的电场产生变化的磁场；均匀变化的电场产生稳定的磁场. 4.电磁场理论——伟大的丰碑 (1)不均匀变化的磁场和电场相互耦连，形成不可分离的统一的电磁场. (2)变化的电场与变化的磁场相互激发，由近及远地向周围空间传播，就形成了电磁波.麦克斯韦在理论上预言了电磁波的存在. (3)在电磁波的传播过程中，电场和磁场方向相互垂直并都垂直于传播的方向，即电磁波是横波. (4)电磁波在真空中的传播速度等于光速. 1.变化的电场一定产生变化的磁场.(×) 2.恒定电流周围产生磁场，磁场又产生电场.(×) 3.麦克斯韦预言并验证了电磁波的存在.(×) 1.变化的磁场一定产生变化的电场吗？ 【提示】　不一定.均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场，不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场. 2.电磁场与静电场、静磁场相同吗？ 【提示】　不同.电磁场是动态的，并且电场和磁场不可分割；静电场、静磁场单独存在. 1.对麦克斯韦电磁场理论的理解 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 2.对电磁场的理解 (1)电磁场的产生 如果在空间某区域有周期性变化的电场，那么这个变化的电场在它周围空间产生周期性变化的磁场；这个变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的电场…变化的电场和磁场相互联系，形成了不可分割的统一体，这就是电磁场. (2)电磁场与静电场、静磁场的比较 静电场、静磁场也可以在某空间混合存在，但由静电场和静磁场混合的空间不属于电磁场.电磁场是电场、磁场相互激发，相互耦连形成的统一体. 3.对电磁波的理解 (1)电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播，在真空中，不同频率的电磁波传播速度是相同的(都等于光速). (2)不同频率的电磁波，在同一种介质中传播，其速度是不同的，频率越高，波速越小. 1.关于电磁场理论的叙述，正确的是(　　) A.变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关 B.周期性变化的磁场产生同频率变化的电场 C.变化的电场和变化的磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场 D.电场周围一定存在磁场 E.磁场周围一定存在电场 【解析】　 【答案】　ABC 2.根据麦克斯韦的电磁场理论，以下叙述中正确的是(　　) A.教室中亮着的日光灯周围空间必有磁场和电场 B.工作时的电磁打点计时器周围必有磁场和电场 C.稳定的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场产生稳定的电场 D.电磁波在传播过程中，电场方向、磁场方向和传播方向相互垂直 E.均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场 【解析】　教室中亮着的日光灯、工作时的电磁打点计时器用的振荡电流，在其周围产生振荡磁场和电场，故选项A、B正确；稳定的电场不会产生磁场，故选项C错误；电磁波是横波，电场方向、磁场方向和传播方向相互垂直，故选项D正确.均匀变化的电场周围会产生恒定不变的磁场，E错误. 【答案】　ABD 3.如图3­1­1所示，在变化的磁场中放置一个闭合线圈. 图3­1­1 (1)你能观察到什么现象？ (2)这种现象说明了什么？ 【解析】　(1)灵敏电流计的指针发生偏转，有电流产生. (2)变化的磁场产生了电场，使闭合线圈的自由电荷发生了定向运动而形成了电流. 【答案】　见解析 判断是否产生电场或磁场的技巧 1.变化的电场或磁场能够产生磁场或电场. 2.均匀变化的场产生稳定的场. 3.非均匀变化的场产生变化的场. 4.周期性变化的场产生同频率的周期性变化的场. 5.稳定不变的场不能产生新的场. 赫 兹 实 验 与 电 磁 振 荡 1.赫兹实验 (1)实验分析 和高压感应线圈相连的抛光金属球间产生电火花时，空间出现了迅速变化的电磁场，这种变化的电磁场以电磁波的形式传到了导线环，导线环中激发出感应电动势，使与导线环相连的金属球间也产生了电火花.这个导线环实际上是电磁波的检测器.