1、,第十四章 电磁波,1 电磁波的发现,1.知道麦克斯韦电磁场理论. 2.了解电磁波的基本特点、发现过程及传播规律，知道电磁波与机械波的区别.,学科素养与目标要求,物理观念：,科学态度与责任：,1.了解电磁波的发现对人类文明的影响. 2.了解麦克斯韦电磁场理论在物理学发展史上的意义.,NEIRONGSUOYIN,内容索引,自主预习 预习新知 夯实基础,重点探究 启迪思维 探究重点,达标检测 检测评价 达标过关,自主预习,1.变化的磁场产生电场 (1)实验基础：如图1所示，在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里就会产生 .,一、伟大的预言,感应电流,图1,(2)麦克斯韦的见解：电路里感应电流的产生，
2、一定是变化的 产生了电场，自由电荷在电场的作用下发生了定向移动. (3)实质：变化的 产生了电场. 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,磁场,磁场,二、电磁波,1.电磁波的产生：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 . 2.电磁波是横波：根据麦克斯韦的电磁场理论，电磁波在真空中传播时，它的电场强度和磁感应强度互相 ，而且二者均与波的传播方向 ，因此电磁波是横波. 3.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 .,电磁波,垂直,垂直,光速,证实了麦克斯韦关于光的电磁理论，为了纪念他，把
3、 的单位定为赫兹.,三、赫兹的电火花,赫兹,频率,判断下列说法的正误. (1)在电场周围，一定存在着和它联系着的磁场.() (2)在变化的磁场周围一定会产生变化的电场.() (3)电磁波不能在真空中传播.() (4)电磁波是横波.(),即学即用,重点探究,1.电子感应加速器是用来获得高速电子的装置，其基本原理如图所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电磁铁线圈中通入变化的电流，真空室中的带电粒子就会被加速，其速率会越来越大.请思考：带电粒子受到什么力的作用而被加速？如果线圈中通以恒定电流会使粒子加速吗？这个现象告诉我们什么道理？,一、麦克斯韦电磁场理论,答案带电粒子受到电场
4、力作用做加速运动.线圈中通入恒定电流时，带电粒子不会被加速.变化的磁场能产生电场.,导学探究,2.用导线将手摇发电机与水平放置的平行板电容器两极相连，平行板电容器两极板间的距离为4 cm左右，在下极板边缘放上几个带绝缘底座的可转动小磁针，当摇动发电机给电容器充电或电容器放电时，小磁针发生转动，充电结束或放电结束后，小磁针静止不动.请思考：小磁针受到什么力的作用而发生转动？这个现象告诉我们什么道理？,答案小磁针受到磁场力的作用而转动.变化的电场产生磁场.,对麦克斯韦电磁场理论的理解 (1)变化的磁场产生电场 均匀变化的磁场产生恒定的电场. 非均匀变化的磁场产生变化的电场. 周期性变化的磁场产生同
5、频率的周期性变化的电场. (2)变化的电场产生磁场 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. 周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场.,知识深化,例1关于电磁场理论，下列说法正确的是 A.在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场 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.周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场,解析根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场能产生磁场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，非均匀变化的电场才产生变化的磁场.,学科素养例1涉及对麦克斯韦电磁场理论的理解
6、.学生需要认识到：恒定的磁场不会产生电场，同样，恒定的电场也不会产生磁场.本题考查了学生灵活运用相关知识解决实际问题的能力，体现了“科学思维”的学科素养.,针对训练某电路中电场随时间变化的图象如下列各图所示，能发射电磁波的电场是,解析图A中电场不随时间变化，不会产生磁场； 图B和图C中电场都随时间均匀变化，只能在周围产生恒定的磁场，不会产生和发射电磁波； 图D中电场随时间做不均匀的变化，能在周围空间产生变化的磁场，而这个磁场的变化也是不均匀的，又能产生变化的电场，从而交织成一个不可分割的统一体，即形成电磁场，能发射电磁波.,二、电磁波,导学探究,如图所示是赫兹证明电磁波存在的实验装置，当接在高
7、压感应圈上的两金属球间有电火花时，导线环上两小球间也会产生电火花，这是为什么？这个实验证实了什么问题？,答案当A、B两金属球间产生电火花时就会产生变化的电磁场，这种变化的电磁场传播到导线环时，在导线环中激发出感应电动势，使导线环上两小球间也产生电火花.这个实验证实了电磁波的存在.,电磁波与机械波的比较,知识深化,例2(多选)以下关于机械波与电磁波的说法中，正确的是 A.机械波和电磁波，本质上是一致的 B.机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速不仅与介质有关， 而且与电磁波的频率有关 C.机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波 D.它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象,解析机械波由振动
8、产生，电磁波由周期性变化的电场(或磁场)产生，机械波是能量波，传播需要介质，速度由介质决定，电磁波是物质波，波速由介质和自身的频率共同决定；机械波有横波，也有纵波，而电磁波一定是横波，它们都能发生反射、折射、干涉和衍射等现象，故选项B、C、D正确.,例3(多选)(2018江苏卷)梳子在梳头后带上电荷，摇动这把梳子在空中产生电磁波.该电磁波 A.是横波 B.不能在真空中传播 C.只能沿着梳子摇动的方向传播 D.在空气中的传播速度约为3108 m/s,解析电磁波是横波，传播方向与振动方向垂直，既能在真空中传播，也能在介质中传播.电磁波在空气中的传播速度约为3108 m/s，故选项A、D正确.,达标
9、检测,1.(麦克斯韦电磁场理论)下列说法中正确的是 A.任何变化的磁场都要在周围空间产生变化的电场，振荡磁场在周围空间产 生同频率的振荡电场 B.任何电场都要在周围空间产生磁场，振荡电场在周围空间产生同频率的振 荡磁场 C.任何变化的电场都要在周围空间产生磁场，振荡电场在周围空间产生同频 率的振荡磁场 D.电场和磁场总是相互联系着，形成一个不可分割的统一体，即电磁场,1,2,3,4,解析根据麦克斯韦电磁场理论，如果电场(磁场)的变化是均匀的，产生的磁场(电场)是恒定的；如果电场(磁场)的变化是不均匀的，产生的磁场(电场)是变化的；振荡电场(磁场)在周围空间产生同频率的振荡磁场(电场)；周期性变
10、化的电场和周期性变化的磁场总是相互联系着，形成一个不可分割的统一体，即电磁场.故选C.,1,2,3,4,2.(电磁波的特点)(多选)下列关于电磁波的说法中，正确的是 A.电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播 B.电磁波在任何介质中的传播速度均为3.0108 m/s C.电磁波由真空进入介质传播时，波长将变短 D.只要空间中某个区域有变化的电场或变化的磁场，就能产生电磁波,1,2,3,4,解析电磁波在真空中的传播速度为光速c3.0108 m/s，且cf，从一种介质进入另一种介质，频率不变，但速度、波长会变化.电磁波仍具有波的特征，电磁波只有在真空中的传播速度才为3.0108 m/s，在其他介质中
11、的传播速度小于3.0108 m/s，波长变短，只有交变的电场和磁场才能产生电磁波.,3.(电磁波与机械波的比较)关于电磁波，下列叙述中正确的是 A.电磁波在真空中的传播速度远小于真空中的光速 B.电磁波可以发生衍射现象 C.电磁波和机械波一样依赖于介质传播 D.随着科技的发展，可以实现利用机械波从太空向地球传递信息,1,2,3,4,解析电磁波在真空中的传播速度等于真空中的光速，故A错误； 电磁波属于波的一种，能够发生衍射现象等波特有的现象，故B正确； 电磁波能在真空中传播，而机械波依赖于介质传播，不能在真空中传播，故C、D错误.,4.(电磁波与机械波的比较)(2018新余一中高二下学期第三次段考)电磁波与机械波相比较，下列说法中不正确的是 A.电磁波传播不需要介质，机械波传播需在介质中 B.电磁波与机械波的波动频率都由波源确定 C.电磁波、机械波都能发生衍射和干涉现象 D.电磁波、机械波都包括横波和纵波,1,2,3,4,