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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)強度B是時間t的線性函數(shù),而磁場是由電流(運動電荷)產(chǎn)生,也可以理解為運動電荷的加速度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),不能單獨存在。(3)能量觀點:電場能和磁場能的相互轉(zhuǎn)化。2.赫茲試驗證明電磁場的存在赫茲用試驗證明白電磁波的存在,還試驗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動規(guī)律統(tǒng)一起來,是實現(xiàn)第一次大綜合,麥克斯韋把電、磁、光統(tǒng)一起來,是實現(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?!蚶}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度、磁感應(yīng)強度均垂直D.利用電磁波傳遞信號可以實現(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
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