第8.1節(jié) 麥克斯韋電磁場理論（原卷版）

第八章·電磁振蕩與電磁波第1節(jié)麥克斯韋電磁場理論◎目標(biāo)導(dǎo)航學(xué)問要點(diǎn)難易度1．麥克斯韋電磁場理論2．麥克斯韋預(yù)言，赫茲試驗(yàn)證明電磁場的存在★★★◎?qū)W問精講1．麥克斯韋電磁場理論19世紀(jì)60年月，英國物理學(xué)家麥克斯韋提出電磁場理論：變化的磁場能夠在四周空間產(chǎn)生電場，變化的電場能夠在四周空間產(chǎn)生磁場．(1) 均勻變化的含義均勻變化的電場指電場強(qiáng)度E是時間t的線性函數(shù)。均勻變化的磁場指磁感應(yīng)強(qiáng)度B是時間t的線性函數(shù)，而磁場是由電流（運(yùn)動電荷）產(chǎn)生，也可以理解為運(yùn)動電荷的加速度a不為0。(2)變化的電場和變化的磁場相互依存，相互激發(fā)，不能單獨(dú)存在。(3)能量觀點(diǎn)：電場能和磁場能的相互轉(zhuǎn)化。2．赫茲試驗(yàn)證明電磁場的存在赫茲用試驗(yàn)證明白電磁波的存在，還試驗(yàn)證明電磁波和光波一樣能發(fā)生反射、折射、干涉、衍射等現(xiàn)象，并測出了電磁波的傳播速度正是光速。3．電磁場理論的意義麥克斯韋建立了第一個完整的電磁理論體系，不僅科學(xué)地預(yù)言了電磁波的存在，而且揭示了光、電、磁現(xiàn)象的本質(zhì)的統(tǒng)一性，完成了物理學(xué)的又一次大綜合?？茖W(xué)史上，稱牛頓把天上和地上的運(yùn)動規(guī)律統(tǒng)一起來，是實(shí)現(xiàn)第一次大綜合，麥克斯韋把電、磁、光統(tǒng)一起來，是實(shí)現(xiàn)其次次大綜合。4．感應(yīng)電場麥克斯韋在他的電磁場理論中指出，變化的磁場會在四周空間激發(fā)一種電場，這種電場叫做感應(yīng)電場。靜止的電荷激發(fā)的電場叫靜電場，靜電場的電場線是由正電荷發(fā)出，到負(fù)電荷終止，電場線不閉合，而感應(yīng)電場是一種渦旋電場，電場線是封閉的，如圖所示，假如空間存在閉合導(dǎo)體，導(dǎo)體中的自由電荷就會在電場力的作用下定向移動，而產(chǎn)生感應(yīng)電流，或者說導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。要點(diǎn)詮釋：感應(yīng)電場是產(chǎn)生感應(yīng)電流或感應(yīng)電動勢的緣由，感應(yīng)電場的方向也可以由楞次定律來推斷。感應(yīng)電流的方向與感應(yīng)電場的方向相同。◎例題精講例1.(多選)關(guān)于電磁波，下列說法正確的是()A．電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無關(guān)B．周期性變化的電場和磁場可以相互激發(fā)，形成電磁波C．電磁波在真空中自由傳播時，其傳播方向與電場強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度均垂直D．利用電磁波傳遞信號可以實(shí)現(xiàn)無線通信，但電磁波不能通過電纜、光纜傳輸例2.(多選)依據(jù)麥克斯韋電磁場理論，下列說法中正確的是()A．變化的電場肯定產(chǎn)生變化的磁場B．均勻變化的電場肯定產(chǎn)生均勻變化的磁場C．周期性變化的電場肯定產(chǎn)生同頻率的周期性變化的磁場D．變化的電場和變化的磁場交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)地向四周傳播，形成電磁波◎鞏固練習(xí)1.依據(jù)麥克斯韋電磁場理論，下列說法正確的是()A．穩(wěn)定的電場四周產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場B．均勻變化的電場四周產(chǎn)生均勻變化的磁場C．均勻變化的磁場四周產(chǎn)生均勻變化的電場D．不均勻變化的電場四周產(chǎn)生變化的磁場2.在如圖所示的四個電場