第8.1節(jié) 麥克斯韋電磁場(chǎng)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(chǎng)理論◎目標(biāo)導(dǎo)航學(xué)問(wèn)要點(diǎn)難易度1．麥克斯韋電磁場(chǎng)理論2．麥克斯韋預(yù)言，赫茲試驗(yàn)證明電磁場(chǎng)的存在★★★◎?qū)W問(wèn)精講1．麥克斯韋電磁場(chǎng)理論19世紀(jì)60年月，英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋提出電磁場(chǎng)理論：變化的磁場(chǎng)能夠在四周空間產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)能夠在四周空間產(chǎn)生磁場(chǎng)．(1) 均勻變化的含義均勻變化的電場(chǎng)指電場(chǎng)強(qiáng)度E是時(shí)間t的線(xiàn)性函數(shù)。均勻變化的磁場(chǎng)指磁感應(yīng)強(qiáng)度B是時(shí)間t的線(xiàn)性函數(shù)，而磁場(chǎng)是由電流（運(yùn)動(dòng)電荷）產(chǎn)生，也可以理解為運(yùn)動(dòng)電荷的加速度a不為0。(2)變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)相互依存，相互激發(fā)，不能單獨(dú)存在。(3)能量觀(guān)點(diǎn)：電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能的相互轉(zhuǎn)化。2．赫茲試驗(yàn)證明電磁場(chǎng)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(cè)出了電磁波的傳播速度正是光速。3．電磁場(chǎng)理論的意義麥克斯韋建立了第一個(gè)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(chēng)牛頓把天上和地上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律統(tǒng)一起來(lái)，是實(shí)現(xiàn)第一次大綜合，麥克斯韋把電、磁、光統(tǒng)一起來(lái)，是實(shí)現(xiàn)其次次大綜合。4．感應(yīng)電場(chǎng)麥克斯韋在他的電磁場(chǎng)理論中指出，變化的磁場(chǎng)會(huì)在四周空間激發(fā)一種電場(chǎng)，這種電場(chǎng)叫做感應(yīng)電場(chǎng)。靜止的電荷激發(fā)的電場(chǎng)叫靜電場(chǎng)，靜電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn)是由正電荷發(fā)出，到負(fù)電荷終止，電場(chǎng)線(xiàn)不閉合，而感應(yīng)電場(chǎng)是一種渦旋電場(chǎng)，電場(chǎng)線(xiàn)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(huì)在電場(chǎng)力的作用下定向移動(dòng)，而產(chǎn)生感應(yīng)電流，或者說(shuō)導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。要點(diǎn)詮釋?zhuān)焊袘?yīng)電場(chǎng)是產(chǎn)生感應(yīng)電流或感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的緣由，感應(yīng)電場(chǎng)的方向也可以由楞次定律來(lái)推斷。感應(yīng)電流的方向與感應(yīng)電場(chǎng)的方向相同。◎例題精講例1.(多選)關(guān)于電磁波，下列說(shuō)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(wú)關(guān)B．周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)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(shí)，其傳播方向與電場(chǎng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度均垂直D．利用電磁波傳遞信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)通信，但電磁波不能通過(guò)電纜、光纜傳輸例2.(多選)依據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，下列說(shuō)法中正確的是()A．變化的電場(chǎng)肯定產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)B．均勻變化的電場(chǎng)肯定產(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng)C．周期性變化的電場(chǎng)肯定產(chǎn)生同頻率的周期性變化的磁場(chǎng)D．變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)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(chǎng)理論，下列說(shuō)法正確的是()A．穩(wěn)定的電場(chǎng)四周產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)B．均勻變化的電場(chǎng)四周產(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng)C．均勻變化的磁場(chǎng)四周產(chǎn)生均勻變化的電場(chǎng)D．不均勻變化的電場(chǎng)四周產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)2.在如圖所示的四個(gè)電場(chǎng)