《高中物理 第十四章 電磁波 第1節(jié) 電磁波的發(fā)現(xiàn) 第2節(jié) 電磁振蕩課件 新人教版選修34》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高中物理 第十四章 電磁波 第1節(jié) 電磁波的發(fā)現(xiàn) 第2節(jié) 電磁振蕩課件 新人教版選修34（41頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第第十十四四章章第第1、2節(jié)節(jié)新知預新知預習習巧設計巧設計名師課名師課堂堂一點通一點通創(chuàng)新演創(chuàng)新演練練大沖關大沖關 隨堂檢測隨堂檢測歸納小結(jié)歸納小結(jié) 課下作業(yè)課下作業(yè)綜合提升綜合提升 要點一要點一要點二要點二 要點三要點三1了解麥克斯韋電磁場理論的基礎內(nèi)了解麥克斯韋電磁場理論的基礎內(nèi) 容以及在物理學發(fā)展史上的物理意義。容以及在物理學發(fā)展史上的物理意義。2了解電磁波的基本特點及其發(fā)展過了解電磁波的基本特點及其發(fā)展過 程，通過電磁波體會電磁場的物理程，通過電磁波體會電磁場的物理 性質(zhì)。性質(zhì)。3理解振蕩電流、振蕩電路及理解振蕩電流、振蕩電路及LC電路電路 的概念，了解的概念，了解LC回路中振蕩電流的
2、回路中振蕩電流的 產(chǎn)生過程。產(chǎn)生過程。4了解電磁振蕩的周期與頻率，會求了解電磁振蕩的周期與頻率，會求 LC電路的周期與頻率。電路的周期與頻率。 1偉大的預言偉大的預言 (1)變化的磁場產(chǎn)生電場：變化的磁場產(chǎn)生電場： 實驗基礎：如圖實驗基礎：如圖1411所示，在變化的磁場中放一所示，在變化的磁場中放一個閉合電路，電路里就會產(chǎn)生個閉合電路，電路里就會產(chǎn)生 。感應電流感應電流圖圖1411圖圖1412 麥克斯韋對該問題的見解：電路里有麥克斯韋對該問題的見解：電路里有 產(chǎn)產(chǎn)生，一定是變化的生，一定是變化的 產(chǎn)生了電場，自由電荷在電場的產(chǎn)生了電場，自由電荷在電場的作用下發(fā)生了定向移動。該現(xiàn)象的實質(zhì)：變化的
3、作用下發(fā)生了定向移動。該現(xiàn)象的實質(zhì)：變化的 產(chǎn)產(chǎn)生了電場。生了電場。 (2)變化的電場產(chǎn)生磁場：變化的電場產(chǎn)生磁場： 麥克斯韋大膽地假設，既然變化的磁場能產(chǎn)生電場，麥克斯韋大膽地假設，既然變化的磁場能產(chǎn)生電場，變化的電場也會在空間產(chǎn)生變化的電場也會在空間產(chǎn)生 。感應電流感應電流磁場磁場磁場磁場磁場磁場 2電磁波電磁波 (1)電磁波的產(chǎn)生：如果空間某區(qū)域存在不均勻變化的電電磁波的產(chǎn)生：如果空間某區(qū)域存在不均勻變化的電場，那么它就會在空間引起不均勻變化的場，那么它就會在空間引起不均勻變化的 ，這一不均勻，這一不均勻變化的磁場又引起不均勻變化的變化的磁場又引起不均勻變化的 于是變化的電場和于是變化的
4、電場和變化的磁場交替產(chǎn)生，由近及遠向周圍傳播，形成變化的磁場交替產(chǎn)生，由近及遠向周圍傳播，形成 。 (2)電磁波是橫波：根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，電磁波電磁波是橫波：根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，電磁波中的電場強度和磁感應強度互相中的電場強度和磁感應強度互相 ，而且二者均與波的傳，而且二者均與波的傳播方向播方向 ，因此電磁波是，因此電磁波是 波。波。 (3)電磁波的速度：麥克斯韋指出了光的電磁本質(zhì)，他預言電磁波的速度：麥克斯韋指出了光的電磁本質(zhì)，他預言電磁波的速度等于電磁波的速度等于 。 磁場磁場電場電場電磁波電磁波垂直垂直垂直垂直橫橫光速光速 3赫茲的實驗赫茲的實驗 (1)赫茲利用如圖赫茲利用如
5、圖1413的實驗裝置，證實了的實驗裝置，證實了 的的存在。存在。電磁波電磁波圖圖1413 (2)赫茲的其他實驗成果：赫茲通過一系列的實驗，觀察赫茲的其他實驗成果：赫茲通過一系列的實驗，觀察到了電磁波的反射、折射、干涉、衍射和偏振現(xiàn)象，并通過到了電磁波的反射、折射、干涉、衍射和偏振現(xiàn)象，并通過測量證明，電磁波在真空中具有與光相同的測量證明，電磁波在真空中具有與光相同的 ，證實了麥，證實了麥克斯韋關于光的電磁理論。克斯韋關于光的電磁理論。速度速度 4電磁振蕩的產(chǎn)生電磁振蕩的產(chǎn)生 (1)振蕩電流：大小和方向都做振蕩電流：大小和方向都做 迅速變化的電流。迅速變化的電流。 (2)振蕩電路：能產(chǎn)生振蕩電路
6、：能產(chǎn)生 的電路。的電路。 (3)振蕩過程：如圖振蕩過程：如圖1414所示，將開關所示，將開關S擲向擲向1，先給，先給電容器充電，再將開關擲向電容器充電，再將開關擲向2，從此時起，電容器要對線圈，從此時起，電容器要對線圈放電：放電：周期性周期性振蕩電流振蕩電流 放電過程：由于線圈的放電過程：由于線圈的 作用，作用，放電電流不能立刻達到最大值，由零逐放電電流不能立刻達到最大值，由零逐漸增大，同時電容器極板上的電荷逐漸漸增大，同時電容器極板上的電荷逐漸 。放電完畢時，電容器極板上的電。放電完畢時，電容器極板上的電荷為零，放電電流達到荷為零，放電電流達到 。該過程。該過程電容器儲存的電容器儲存的 轉(zhuǎn)
7、化為線圈的轉(zhuǎn)化為線圈的 。圖圖1414自感自感減少減少最大值最大值電場能電場能磁場能磁場能 充電過程：電容器放電完畢，由于線圈的充電過程：電容器放電完畢，由于線圈的 作用，作用，電流并不會立刻消失，而要保持原來的方向繼續(xù)流動，并逐電流并不會立刻消失，而要保持原來的方向繼續(xù)流動，并逐漸減小，電容器開始漸減小，電容器開始 ，極板上的電荷逐漸，極板上的電荷逐漸 ，當電流，當電流減小到零時，充電結(jié)束，極板上的電荷量達到減小到零時，充電結(jié)束，極板上的電荷量達到 。該過。該過程線圈中的程線圈中的 又轉(zhuǎn)化為電容器的又轉(zhuǎn)化為電容器的 。此后電容器再。此后電容器再放電、再充電，周而復始，于是電路中就有了周期性變
8、化的放電、再充電，周而復始，于是電路中就有了周期性變化的振蕩電流。振蕩電流。 實際的實際的LC振蕩是阻尼振蕩：電路中有電阻，振蕩電流振蕩是阻尼振蕩：電路中有電阻，振蕩電流通過時會有通過時會有 產(chǎn)生，另外還會有一部分能量以產(chǎn)生，另外還會有一部分能量以 的形式輻射出去。如果要實現(xiàn)等幅振蕩，必須有能量補充到的形式輻射出去。如果要實現(xiàn)等幅振蕩，必須有能量補充到電路中。電路中。自感自感充電充電增加增加最大值最大值磁場能磁場能電場能電場能熱量熱量電磁波電磁波周期性變化周期性變化周期性變化周期性變化固有固有固有固有1某電路的電場隨時間變化的圖像如圖某電路的電場隨時間變化的圖像如圖1415所示，所示， 能產(chǎn)生
9、磁場的電場是能產(chǎn)生磁場的電場是()圖圖1415解析：解析：題圖題圖A中電場不隨時間變化，不產(chǎn)生磁場，題圖中電場不隨時間變化，不產(chǎn)生磁場，題圖B和題圖和題圖C中電場都隨時間做均勻變化，能產(chǎn)生穩(wěn)定的磁中電場都隨時間做均勻變化，能產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場。題圖場。題圖D中電場隨時間做不均勻的變化，能在周圍空間中電場隨時間做不均勻的變化，能在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場。產(chǎn)生變化的磁場。答案：答案：BCD2關于電磁場和電磁波，下列敘述中正確的是關于電磁場和電磁波，下列敘述中正確的是()A恒定的電場能夠產(chǎn)生電磁波恒定的電場能夠產(chǎn)生電磁波B電磁波的傳播需要介質(zhì)電磁波的傳播需要介質(zhì)C電磁波從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)，頻率不變
10、電磁波從一種介質(zhì)進入另一種介質(zhì)，頻率不變D電磁波在傳播過程中也傳遞了能量電磁波在傳播過程中也傳遞了能量解析：解析：由麥克斯韋電磁理論可知，只有非均勻變化的電場、由麥克斯韋電磁理論可知，只有非均勻變化的電場、磁場能產(chǎn)生電磁波，磁場能產(chǎn)生電磁波，A錯；電磁波的傳播不需要介質(zhì)，錯；電磁波的傳播不需要介質(zhì)，B錯；錯；電磁波與機械波一樣，在傳播過程中頻率不變，電磁波與機械波一樣，在傳播過程中頻率不變，C正確；電正確；電磁波傳播電磁振蕩的運動形式和能量，磁波傳播電磁振蕩的運動形式和能量，D對。對。答案：答案：CD答案：答案：D4圖圖1416中畫出了一個中畫出了一個LC振蕩電路中的電流變化圖線，振蕩電路中的
11、電流變化圖線， 根據(jù)圖線可判斷根據(jù)圖線可判斷()At1時刻電感線圈兩端電壓最大時刻電感線圈兩端電壓最大Bt2時刻電容器兩極間電壓為零時刻電容器兩極間電壓為零Ct1時刻電路中只有電場能時刻電路中只有電場能Dt1時刻電容器帶電荷量為零時刻電容器帶電荷量為零圖圖1416解析：解析：由題圖知，由題圖知，t1時刻電流最大，磁場最強，磁場能最大，時刻電流最大，磁場最強，磁場能最大，根據(jù)電磁振蕩的規(guī)律，此時電場能應最小，電場最弱，電容根據(jù)電磁振蕩的規(guī)律，此時電場能應最小，電場最弱，電容器極板上電荷量最小，此時電容器的電荷量為器極板上電荷量最小，此時電容器的電荷量為0，選項，選項C錯誤，錯誤，D正確；此時因電
12、流最大，變化率是正確；此時因電流最大，變化率是0，自感電動勢為，自感電動勢為0，電，電感線圈兩端電壓最小，感線圈兩端電壓最小，A錯誤；錯誤；t2時刻電流最小，電場能最大，時刻電流最小，電場能最大，電容器兩極間的電壓最大，電容器兩極間的電壓最大，B錯誤。錯誤。答案：答案：D1對麥克斯韋電磁場理論的理解對麥克斯韋電磁場理論的理解恒定的電場不產(chǎn)生磁場恒定的電場不產(chǎn)生磁場恒定的磁場不產(chǎn)生電場恒定的磁場不產(chǎn)生電場均勻變化的電場在周圍空間均勻變化的電場在周圍空間產(chǎn)生恒定的磁場產(chǎn)生恒定的磁場均勻變化的磁場在周圍空間均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生恒定的電場產(chǎn)生恒定的電場不均勻變化的電場在周圍空不均勻變化的電場在
13、周圍空間產(chǎn)生變化的磁場間產(chǎn)生變化的磁場不均勻變化的磁場在周圍空不均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生變化的電場間產(chǎn)生變化的電場振蕩電場產(chǎn)生同頻率的振蕩振蕩電場產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場磁場振蕩磁場產(chǎn)生同頻率的振蕩振蕩磁場產(chǎn)生同頻率的振蕩電場電場 2.對電磁場的理解對電磁場的理解 (1)電磁場的產(chǎn)生：如果在空間某區(qū)域有周期性變化的電磁場的產(chǎn)生：如果在空間某區(qū)域有周期性變化的電場，那么這個變化的電場在它周圍空間產(chǎn)生周期性變化電場，那么這個變化的電場在它周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場；這個變化的磁場又在它周圍空間產(chǎn)生新的周期性的磁場；這個變化的磁場又在它周圍空間產(chǎn)生新的周期性變化的電場變化的電場變化的電場和磁場相互
14、聯(lián)系，形成了不可變化的電場和磁場相互聯(lián)系，形成了不可分割的統(tǒng)一體，這就是電磁場。分割的統(tǒng)一體，這就是電磁場。 (2)電磁場與靜電場、靜磁場的比較：電磁場與靜電場、靜磁場的比較： 三者可以在某空間混合存在，但由靜電場和靜磁場混三者可以在某空間混合存在，但由靜電場和靜磁場混合的空間不屬于電磁場。電磁場是電場、磁場相互激發(fā)，合的空間不屬于電磁場。電磁場是電場、磁場相互激發(fā)，相互耦連形成的統(tǒng)一體。電磁場由近及遠傳播，形成電磁相互耦連形成的統(tǒng)一體。電磁場由近及遠傳播，形成電磁波，如圖波，如圖1417所示。所示。圖圖1417 名師點睛名師點睛 (1)變化的磁場周圍產(chǎn)生電場，是一種普遍存在的現(xiàn)變化的磁場周圍
15、產(chǎn)生電場，是一種普遍存在的現(xiàn)象，跟閉合電路是否存在無關。象，跟閉合電路是否存在無關。 (2)在變化的磁場中所產(chǎn)生的電場的電場線是閉合的，在變化的磁場中所產(chǎn)生的電場的電場線是閉合的，而靜電場中的電場線是不閉合的。而靜電場中的電場線是不閉合的。 1關于電磁場理論，下列說法正確的是關于電磁場理論，下列說法正確的是 () A在電場周圍一定產(chǎn)生磁場，變化的磁場周圍一定在電場周圍一定產(chǎn)生磁場，變化的磁場周圍一定產(chǎn)生電場產(chǎn)生電場 B在變化的電場周圍一定產(chǎn)生變化的磁場，變化的在變化的電場周圍一定產(chǎn)生變化的磁場，變化的磁場周圍一定產(chǎn)生變化的電場磁場周圍一定產(chǎn)生變化的電場 C均勻變化的電場周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁
16、場均勻變化的電場周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場 D周期性變化的電場周圍一定產(chǎn)生周期性變化的磁場周期性變化的電場周圍一定產(chǎn)生周期性變化的磁場 審題指導審題指導要注意場是如何變化的，是均勻變化還要注意場是如何變化的，是均勻變化還是周期性變化。是周期性變化。 解析解析根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，只有變化的電場根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，只有變化的電場能產(chǎn)生磁場，均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，非均勻變能產(chǎn)生磁場，均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，非均勻變化的電場才產(chǎn)生變化的磁場?；碾妶霾女a(chǎn)生變化的磁場。 答案答案D (1)麥克斯韋電磁場理論的兩大支柱：變化的磁場產(chǎn)麥克斯韋電磁場理論的兩大支柱：變化的磁場產(chǎn)生電場；變
17、化的電場產(chǎn)生磁場。而產(chǎn)生的電場或磁場如生電場；變化的電場產(chǎn)生磁場。而產(chǎn)生的電場或磁場如何變化與原磁場或電場的變化規(guī)律有關。何變化與原磁場或電場的變化規(guī)律有關。 (2)洛倫茲力對運動電荷永不做功，但變化的磁場產(chǎn)洛倫茲力對運動電荷永不做功，但變化的磁場產(chǎn)生的感應電場可以對運動電荷做功。生的感應電場可以對運動電荷做功。 2電磁波與機械波的區(qū)別電磁波與機械波的區(qū)別對比內(nèi)容對比內(nèi)容電磁波電磁波機械波機械波本質(zhì)本質(zhì) 電磁現(xiàn)象電磁現(xiàn)象力學現(xiàn)象力學現(xiàn)象產(chǎn)生機理產(chǎn)生機理由電磁振蕩產(chǎn)生由電磁振蕩產(chǎn)生由機械振動產(chǎn)生由機械振動產(chǎn)生 周期性變化周期性變化的量的量場強場強E與磁感應強度與磁感應強度B隨時間和空間作周期隨時
18、間和空間作周期性變化性變化質(zhì)點的位移質(zhì)點的位移x、加速度、加速度a隨時間和空間作周期隨時間和空間作周期性變化性變化波的性質(zhì)波的性質(zhì)橫波橫波既有橫波，又有縱波既有橫波，又有縱波傳播介質(zhì)傳播介質(zhì)不需要介質(zhì)，可在真不需要介質(zhì)，可在真空中傳播空中傳播只在彈性介質(zhì)中傳播只在彈性介質(zhì)中傳播速度特點速度特點由介質(zhì)和頻率決定由介質(zhì)和頻率決定僅由介質(zhì)決定僅由介質(zhì)決定 2關于電磁波與聲波的說法，下列正確的是關于電磁波與聲波的說法，下列正確的是 () A電磁波是電磁場由發(fā)生的區(qū)域向遠處傳播，聲波是電磁波是電磁場由發(fā)生的區(qū)域向遠處傳播，聲波是聲源的震動向遠處傳播聲源的震動向遠處傳播 B電磁波的傳播不需要介質(zhì)，聲波的傳
19、播有時也不需電磁波的傳播不需要介質(zhì)，聲波的傳播有時也不需要介質(zhì)要介質(zhì) C由空氣進入水中傳播時，電磁波的傳播速度變小，由空氣進入水中傳播時，電磁波的傳播速度變小，聲波傳播速度變大聲波傳播速度變大 D由空氣進入水中傳播時，電磁波的波長不變，聲波由空氣進入水中傳播時，電磁波的波長不變，聲波的波長變小的波長變小 審題指導審題指導解答本題應把握以下兩點：解答本題應把握以下兩點： (1)電磁波本身是一種物質(zhì)，機械波只是一種振動形電磁波本身是一種物質(zhì)，機械波只是一種振動形式在介質(zhì)中的傳播。式在介質(zhì)中的傳播。 (2)電磁波在真空中的傳播速度最大，機械波在固體、電磁波在真空中的傳播速度最大，機械波在固體、液體、
20、氣體中的傳播速度逐漸減小，但傳播過程中它們的液體、氣體中的傳播速度逐漸減小，但傳播過程中它們的頻率都不變。頻率都不變。答案答案AC1振動電流、極板帶電荷量隨時間的變化圖像振動電流、極板帶電荷量隨時間的變化圖像圖圖1418圖圖1419 2.LC電路中各量間的變化規(guī)律及對應關系電路中各量間的變化規(guī)律及對應關系 (1)同步同變關系：同步同變關系： 在在LC振蕩電路發(fā)生電磁振蕩的過程中，電容器上的振蕩電路發(fā)生電磁振蕩的過程中，電容器上的物理量：電量物理量：電量q、板間電壓、板間電壓U、電場強度、電場強度E、電場能、電場能EE是同是同步同向變化的，即：步同向變化的，即：qUEEE(或或qUEEE)。振蕩
21、線圈上的物理量：振蕩電流。振蕩線圈上的物理量：振蕩電流i、磁感應強度磁感應強度B、磁場能、磁場能EB也是同步同向變化的，即：也是同步同向變化的，即：iBEB(或或iBEB)。 (4)極值、圖像的對應關系：極值、圖像的對應關系： 如圖如圖14110所示，所示，i0時，時，q最大，最大，E最大，最大，EE最大，最大，E自自(E自自為自感電動勢為自感電動勢)最大。最大。圖圖14110 3LC振蕩電路中，某時刻的磁場方向如圖振蕩電路中，某時刻的磁場方向如圖14111所示，則所示，則()圖圖14111 A若磁場正在減弱，則電容器正在充電，電流由若磁場正在減弱，則電容器正在充電，電流由b向向a B若磁場正
22、在減弱，則電場能正在增大，電容器上極若磁場正在減弱，則電場能正在增大，電容器上極板帶負電板帶負電 C若磁場正在增強，則電場能正在減少，電容器上極若磁場正在增強，則電場能正在減少，電容器上極板帶正電板帶正電 D若磁場正在增強，則電容器正在充電，電流方向由若磁場正在增強，則電容器正在充電，電流方向由a向向b 審題指導審題指導解答本題首先根據(jù)電流的磁場方向和安培解答本題首先根據(jù)電流的磁場方向和安培定則判斷振蕩電流的方向，然后再根據(jù)磁場的變化判斷電容定則判斷振蕩電流的方向，然后再根據(jù)磁場的變化判斷電容器的充放電以及極板帶電情況。器的充放電以及極板帶電情況。 解析解析若磁場正在減弱，則電流在減小，是充電若磁場正在減弱，則電流在減小，是充電過程，根據(jù)安培定則可確定電流由過程，根據(jù)安培定則可確定電流由b向向a流，電場能增大，流，電場能增大，上極板帶負電，故選項上極板帶負電，故選項A、B正確；若磁場正在增強，則正確；若磁場正在增強，則電流在增大，是放電過程，電場能正在減小，根據(jù)安培定電流在增大，是放電過程，電場能正在減小，根據(jù)安培定則，可判斷電流由則，可判斷電流由b向向a，上極板帶正電，故選項，上極板帶正電，故選項C正確，正確，D錯誤。錯誤。 答案答案ABC
高中物理 第十四章 電磁波 第1節(jié) 電磁波的發(fā)現(xiàn) 第2節(jié) 電磁振蕩課件 新人教版選修34
