高中物理 第三章 电磁振荡与电磁波 第二节 电磁场与电磁波学案（含解析）粤教版选修3-4-粤教版高二选修3-4物理学案VIP免费

第二节电磁场与电磁波学习目标重点难点1．能说出麦克斯韦电磁场理论的主要内容．2．能说出电磁波的特点及其与机械波的异同．3．能说出麦克斯韦电磁场理论的重要地位．重点：1．对麦克斯韦电磁场理论的理解．2．电磁波的特点．难点：对电磁场理论的进一步推断．一、麦克斯韦电磁场理论的基本思想变化的磁场周围产生电场是一种普遍存在的现象；变化的电场周围产生磁场是一种普遍存在的现象．二、电磁波的产生及其特点1．电磁场变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，变化的电场和磁场总是相互联系，形成一个不可分离的统一体，这就是电磁场．2．电磁波的产生如果在空间某区域有周期性变化的电场，这个变化的电场就会在周围空间产生周期性变化的磁场；这个变化的磁场又会在较远的空间引起周期性的电场……这样，变化的电场和磁场就不局限于空间某区域．而是由近及远地向周围空间传播出去，电磁场这样由近及远地传播，就形成了电磁波．3．电磁波的特点（1）电磁波中电场和磁场相互垂直，电磁波在与两者均垂直的方向传播．因此，电磁波是横波．（2）电磁波在空间以一定的速度传播，经过一个周期的时间，传播一个波长的距离，即其波长λ，频率f（或周期T）和波速v之间遵从波动的一般关系：v＝＝λf．（3）电磁波的频率即为电磁振荡的频率．由波源决定，与介质无关．电磁波在真空中的传播速度等于光在真空中的传播速度，即v＝c＝3.0×108m/s．（4）电磁波与机械波一样，也能产生反射、折射、干涉、衍射等现象，也是传播能量的一种形式．（5）电磁波的传播不需要借助任何介质，在真空中也能传播．预习交流机械波的产生必须有产生振动的振源和传播振动的介质，电磁波与机械波一样，具有波的共性，电磁波的传播是否必须有介质？答案：不是．电磁波的传播不需要任何介质，在真空中也能传播．因为电磁波的传播是依靠电场和磁场的相互“激发”，而不是依靠介质的机械传递．一、麦克斯韦的电磁场理论1．麦克斯韦根据什么现象认为“变化的磁场产生电场”？关于“变化的电场产生磁场”的观点，他是在什么情况下提出的？答案：（1）麦克斯韦是在法拉第电磁感应现象的基础上提出“变化的磁场产生电场”的假设．（2）“变化的电场产生磁场”是他相信自然规律和谐统一而假设的，他相信磁场和电场有对称之类．他认为：既然变化的磁场能够在空间产生电场，那么变化的电场也能够在空间产生磁场．2．麦克斯韦关于电磁场理论主要论点是什么？用麦克斯韦的电磁场理论说明电磁波是怎样产生的．答案：（1）麦克斯韦关于电磁场理论的两大支柱是：①变化的磁场产生电场，②变化的电场产生磁场．（2）根据这两个基本点，麦克斯韦进一步推断：如果在空间某处有变化的电场，那么这个变化的电场就在空间产生变化的磁场；这个变化的磁场又会引起新的变化的电场，如此下去变化的电场和磁场交替产生，从而形成由近及远传播的电磁波．3．学生讨论：按照麦克斯韦的电磁场理论，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，变化的电场和磁场总是相互联系，不可分割的．空间中只要存在变化的磁场（或电场），就一1定能形成电磁场吗？答案：不一定．如果磁场（或电场）均匀变化，其周围产生稳定的电场（或磁场），稳定的电场（或磁场）周围不能再产生磁场（或电场），不能形成电磁场；如果磁场（或电场）是非均匀变化的，其周围产生非均匀变化的电场（或磁场），非均匀变化的电场（或磁场）周围又产生非均匀变化的磁场（或电场）……这样变化的磁场（或电场）和变化的电场（或磁场）交替产生，从而形成电磁场．某电路的电场随时间变化的图象如图所示，能发射电磁波的电场是哪一种（）．点拨：变化的电场有均匀变化和非均匀变化之分，由此产生新的电场有稳定和变化之分．答案：D解析：图A中电场不随时间变化，不产生磁场，图B和图C中电场都随时间做均匀变化，只能在周围产生稳定的磁场，也不会产生和发射电磁波，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，而这种磁场的变化也是不均匀的，又能产生变化的电场，从而交织成不可分割的统一体，即形成电磁场，才能发射电磁波．1．在变化的磁场中所产生的电场的...