課時4-2-電磁場與電磁波

第四章電磁振蕩與電磁波課時4.2電磁場與電磁波初步了解麥克斯韋電磁場理論的基本思想。初步了解場的統(tǒng)一性和多樣性，體會物理學對統(tǒng)一性的要求。了解電磁波的基本特點。一、電磁場1．變化的磁場產(chǎn)生電場(1)實驗現(xiàn)象：如圖所示，在變化的磁場中放一個閉合電路，電路里就會產(chǎn)生感應(yīng)電流。(2)麥克斯韋的觀點：電路里有感應(yīng)電流產(chǎn)生，一定是變化的磁場產(chǎn)生了電場，自由電荷在電場的作用下發(fā)生了定向移動。(3)結(jié)論：變化的磁場產(chǎn)生了電場。2．變化的電場產(chǎn)生磁場麥克斯韋假設(shè)，既然變化的磁場能產(chǎn)生電場，那么變化的電場也會在空間產(chǎn)生磁場。二、電磁波1．電磁波的產(chǎn)生變化的電場和變化的磁場交替產(chǎn)生，由近及遠地向周圍傳播，形成電磁波。2．電磁波是橫波根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，電磁波在真空中傳播時，它的電場強度和磁感應(yīng)強度互相垂直，而且二者均與波的傳播方向垂直，因此電磁波是橫波。3．電磁波的速度麥克斯韋得到電磁波的速度等于光速。他指出了光的電磁本質(zhì)。4．麥克斯韋電磁場理論的意義不僅預(yù)言了電磁波的存在，而且揭示了電、磁、光現(xiàn)象在本質(zhì)上的統(tǒng)一性，建立了完整的電磁場理論。5．赫茲的電火花(1)赫茲的實驗裝置(2)實驗現(xiàn)象當感應(yīng)圈兩個金屬球間有火花跳過時，導(dǎo)線環(huán)兩個小球間也跳過火花。(3)現(xiàn)象分析當感應(yīng)圈使得與它相連的兩個金屬球間產(chǎn)生火花時，空間出現(xiàn)了迅速變化的電磁場，這種變化的電磁場以電磁波的形式在空間傳播。當電磁波到達導(dǎo)線環(huán)時，它在導(dǎo)線環(huán)中激發(fā)出感應(yīng)電動勢，使得導(dǎo)線環(huán)的空隙中也產(chǎn)生了火花。(4)實驗結(jié)論：證實了電磁波的存在。基礎(chǔ)過關(guān)練題組一電磁場1.根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，以下說法中正確的是()A.電場一定能產(chǎn)生磁場，磁場一定能產(chǎn)生電場B.穩(wěn)定的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，穩(wěn)定的磁場產(chǎn)生穩(wěn)定的電場C.周期性變化的電場產(chǎn)生周期性變化的磁場，周期性變化的磁場產(chǎn)生周期性變化的電場D.均勻變化的電場產(chǎn)生均勻變化的磁場，均勻變化的磁場產(chǎn)生均勻變化的電場2.(多選)關(guān)于電磁場理論的敘述正確的是()A.變化的磁場周圍一定存在著電場，與是否有閉合電路無關(guān)B.周期性變化的磁場產(chǎn)生同頻率變化的電場C.變化的電場和變化的磁場相互關(guān)聯(lián)，形成一個統(tǒng)一的場，即電磁場D.電場周圍一定存在磁場，磁場周圍一定存在電場3.如圖所示是空間中某磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間變化的圖像，在它周圍空間產(chǎn)生的電場中的某一點的電場強度E應(yīng)是()A.逐漸增強 B.逐漸減弱 C.不變 D.無法確定4.下列四個選項中的四種磁場變化情況，能產(chǎn)生如圖所示電場的是()5.如圖所示的四種變化電場，能發(fā)射電磁波的是()6.(多選)甲、乙兩種磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的規(guī)律如圖所示，下列說法正確的是()A.磁場甲能夠產(chǎn)生電場B.磁場甲能夠產(chǎn)生電磁波C.磁場乙的磁感應(yīng)強度最大時產(chǎn)生的電場最強D.磁場乙的磁感應(yīng)強度為零時產(chǎn)生的電場最強題組二電磁波7.人們?yōu)榱思o念德國科學家赫茲對人類的貢獻，把頻率的單位定為“赫茲”。赫茲對人類的突出貢獻是()A.通過實驗證實了電磁波的存在B.通過實驗發(fā)現(xiàn)了磁場對通電導(dǎo)線有力的作用C.通過實驗發(fā)現(xiàn)了電荷之間相互作用力的規(guī)律D.通過實驗發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)的規(guī)律8.關(guān)于電磁波在真空中的傳播速度，下列說法中正確的是()A.頻率越高，傳播速度越大B.能量越大，傳播速度越大C.波長越長，傳播速度越大D.頻率、波長、能量大小都不影響電磁波在真空中的傳播速度9.關(guān)于電磁波和機械波，下列說法正確的是()A.電磁波是縱波，而機械波既有橫波又有縱波B.機械波和電磁波在傳播時都需要介質(zhì)C.機械波的能量由振幅決定，而電磁波的能量由頻率決定D.當機械波或電磁波從空氣中進入水中時，頻率不變，波長和波速都變小

答案全解全析基礎(chǔ)過關(guān)練1.C穩(wěn)定的電場不能產(chǎn)生磁場，穩(wěn)定的磁場不能產(chǎn)生電場，選項A、B錯誤；根據(jù)麥克斯韋電磁場理論可知，周期性變化的電場周圍產(chǎn)生周期性變化的磁場，周期性變化的磁場周圍產(chǎn)生周期性變化的電場，選項C正確；均勻變化的電場周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，均勻變化的磁場周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的電場，選項D錯誤。2.ABC變化的磁場周圍一定存在電場，與是否有閉合電路無關(guān)，選項A正確；周期性變化的磁場會在周圍空間引起同頻率變化的電場，選項B正確；變化的電場和變化的磁場相互聯(lián)系，形成一個不可分割的統(tǒng)一的電磁場，選項C正確；穩(wěn)定的電場不能產(chǎn)生磁場，穩(wěn)定的磁場也不能產(chǎn)生電場，選項D錯誤。3.C由題圖可知，磁場的磁感應(yīng)強度均勻增強，根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，均勻變化的磁場產(chǎn)生恒定的電場，即電場強度E不變，選項C正確，A、B、D錯誤。4.B由麥克斯韋電磁場理論知均勻變化的磁場才能產(chǎn)生穩(wěn)定的電場，選項B正確。易錯警示均勻(非均勻)變化的磁場(電場)、恒定的磁場(電場)的比較(1)變化的磁場產(chǎn)生的電場，叫作感應(yīng)電場，它的電場線是閉合的。而靜電荷周圍產(chǎn)生的電場叫作靜電場，它的電場線由正電荷或無限遠出發(fā)，終止于無限遠或負電荷，是不閉合的。(2)恒定的電場不產(chǎn)生磁場，恒定的磁場不產(chǎn)生電場。(3)均勻變化的磁場周圍產(chǎn)生恒定的電場，均勻變化的電場周圍產(chǎn)生恒定的磁場。(4)不均勻變化的磁場產(chǎn)生變化的電場，不均勻變化的電場產(chǎn)生變化的磁場。5.D圖A是穩(wěn)定的電場，不能產(chǎn)生磁場；圖B與圖C是均勻變化的電場，產(chǎn)生恒定的磁場，也不能形成電磁波；圖D是周期性變化的電場，會產(chǎn)生同頻率周期性變化的磁場，能形成電磁場，向外發(fā)射電磁波，選項D正確，A、B、C錯誤。6.AD根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，均勻變化的磁場甲能產(chǎn)生穩(wěn)定的電場，不能產(chǎn)生電磁波，選項A正確，B錯誤；周期性變化的磁場產(chǎn)生同頻率周期性變化的電場，磁場乙的磁感應(yīng)強度最大時，產(chǎn)生的電場最弱，磁場乙的磁感應(yīng)強度為零時，產(chǎn)生的電場最強，選項C錯誤，D正確。7.A1886年，德國科學家赫茲通過實驗捕捉到了電磁波，證實了電磁波的存在，人們?yōu)榱思o念他，把頻率的單位定為赫茲，選項A正確。8.D電磁波在真空中的傳播速度等于光速，與頻率、波長、能量大小均無關(guān)，D正確。9.C電磁波是橫波，選項A錯誤；電磁波的傳播