03電磁場正式版

1、03電磁場04電磁波教學目的 通過演示和講解，讓學生了解電磁場的理論.了解電磁波的產(chǎn)生，掌握電磁波 的 傳播公式.教具演示用可拆變壓器的原線圈、鐵心、拾電圈、小電珠、平行板電容器、 感應(yīng)圈、 學生電源、小磁針盤、鐵架臺等.教學過程 利用生動具體、簡單明了的演示實驗，幫助學生理解抽象、難懂的物理概念，這 是我們教學的努力方向.講好這節(jié)課，關(guān)鍵是做好兩個演示實驗.一是“變化的磁場產(chǎn)生電場，把鐵心插入原線圈，原線圈兩端接220伏交流電，再把拾電圈接上小電珠后，套在鐵心上，即可見小電珠發(fā)出亮光，二是“變化的電場產(chǎn)生磁場，感應(yīng)圈初級接學生電源，感應(yīng)圈次級產(chǎn)生的高頻電壓加在平行板電容器的兩塊極板上.在電容

2、器的兩板間放入小磁針盤，使盤面與板面平行.接通電路，可見盤上許多小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，顯示出同心圓形.教師先演示第一個實驗，讓學生觀察并解釋.在變化的磁場中放一個閉合電路，在這個閉合電路里要產(chǎn)生感應(yīng)電流，這是我們學過的電磁感應(yīng)現(xiàn)象見圖1甲.英國科學家麥克斯韋用場的觀點來研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象.他認為在變化的磁場周圍產(chǎn)生了一個電場，這個電場驅(qū)使閉合電路里的自由電子做定向的移動，于是產(chǎn)生了感應(yīng)電流.剛剛做的實驗就證實了這個電場的存在.拾電圈導線中的自由電子，在變化磁場產(chǎn)生的電場作用下定向移動，形成電流使電珠發(fā)光.麥克斯韋還把這種用場來描述電磁感應(yīng)現(xiàn)象的觀點推廣到不存在閉合電路的情形.他認為，在變化的磁場周 圍

3、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(guān)見圖1乙.這就是說，即使沒有拾電圈，這個電場仍然是客觀存在的.只要磁場發(fā)生變化，在它的周圍就有電場產(chǎn)生，跟是否放有閉合電路無關(guān).產(chǎn)生的電場和變化的磁場是同時存在的.教師再演示第二個實驗，讓學生觀察并解釋.從變化的磁場能產(chǎn)生電場，我們很自然會聯(lián)想到，變化的電場是否能產(chǎn)生磁場呢？第二個實驗證實了這個想法.在給電容器充電的時候，不僅導體中的電流要產(chǎn)生磁場，而且在電容器兩極板間周期性變化的電場周圍也要產(chǎn)生磁場見圖2甲.這個磁場，使放入兩極板間圓盤上的 小磁針排成同心圓狀見圖 2 乙麥克斯韋根據(jù)自己的理論進一步指出，如果在空間某區(qū)域中有周期性變化的

4、電場，那么，這個變化的電場就在它周圍空間產(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)生新的周期性變化的電場 ？?可見，變化的電場和變化的磁場 是相互聯(lián)系著的，形成一 個不可別離的統(tǒng)一體，這就是電磁場.根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，變化的電場和變化的磁場總是交替產(chǎn)生，并且不 局限于空 間某個區(qū)域，而是要由發(fā)生的區(qū)域向周圍空間傳播開去.電磁場由發(fā)生的 區(qū)域向遠處的傳播就 是電磁波.在電磁波中，每處的電場強度和磁感應(yīng)強度的方向總是互相垂直的，并且都跟 那里的電 磁波的傳播方向垂直，因此電磁波是橫波.圖 3是電磁波傳播的示意圖.在真空中電磁波的傳播速度跟光速相等.任何頻率的電磁波在真空中的傳播

5、速度都是c=3.00 x 108m/ s .波的傳播速度v等于波長 入和頻率f的乘積，即v=f X.這個關(guān)系式對電磁波也是適用的.由于在真空中各種頻率的電磁波的傳播速度都是c,因此頻率不同的電磁波的波長不同.例如某播送電臺發(fā)射一種頻率為820KHz的電磁波，它的波長無線電技術(shù)中使用的電磁波叫做無線電波.無線電波的波長從幾毫米到幾十千米.通常根據(jù)波長或頻率把無線電波分成幾個波段.書上有一張表，同學們可自學.小結(jié) 變化的磁場產(chǎn)生電場，變化的電場產(chǎn)生磁場，這是麥克斯韋電磁場理論的兩個要點.按照這個理論，變化的電場和磁場總是相互聯(lián)系的，形成一個不可別離的統(tǒng)一體，這就是電磁場.電磁場由發(fā)生的區(qū)域向遠處的傳播就是電磁波.機械振動可以產(chǎn)生機械波，電磁振蕩可以產(chǎn)生電磁波.電磁波有一點跟機械波大不相同.機械波要靠媒質(zhì)來傳播.電磁波可以在真空中傳播，它的傳播并不需要靠別的物質(zhì)來做