人教版（2019） 选择性必修 第二册 4.2 电磁场与电磁波(共19张PPT)

(共19张PPT)
第2节 电磁场与电磁波
麦克斯韦
麦克斯韦假设
一.周期性震荡的电场会产生震荡的磁场.
二.周期性震荡的磁场又会产生震荡的电场
由此变化的电场和磁场交替产生，由近及远地传播。并预言了电磁波的存在。
那如何激发电磁波呢？
麦克斯韦
LC震荡电路发出的电磁波就叫无线电波
第2节 电磁场与电磁波
赫兹：1888年人类历史上捕捉到电磁波的第一人
赫兹的其他发现：
观察到了电磁波的反射，折射，干涉，偏振和衍射等现象。
测量出电磁波和光有相同的速度。
这样赫兹就证实了麦克斯韦关于光的电磁理论。
赫兹：1888年人类历史上捕捉到电磁波的第一人
一、感生电场
3.特点:
1.定义：
2.方向:
变化的磁场在周围空间激发的电场(涡旋电场).
感应电流的方向.
变强
I
B
+
+
+
+
+
E
电场线是闭合的曲线.
静电场的电场线不闭合.
注意：
4.感生电动势：
由感生电场产生的电动势.
对应的非静电力就是感生电场对自由电荷的作用.
注意：
5.应用实例
---电子感应加速器
第2节 电磁场与电磁波
例1：如图,10匝线圈电阻r=1 ，两端与一个电阻R=4 的小灯泡相连.线圈内有指向纸内方向磁场,线圈中的磁通量在按图乙所示规律变化。
(1) 小灯泡两端的电压应该等于多少？
(2) 请在线圈位置上标出感生电场的方向和等效电源的正负极
(3) 求0.1s内通过小灯泡的电量
0.10
0.15
0
0.1
Φ/Wb
t/s
解：
=5V
＋
—
（3）
=1V
得：q=0.1C
注意：计算干路的总电量
第二类情况:导体切割磁感线时也会产生感应电动势
该电动势产生的机理是什么
A
B
V
+
f洛
-
导体棒切割磁感线靠什么非静电力推动电荷呢？
I感
+
V/
f洛
V合
洛伦兹力的分力推动电荷形成电流.
洛伦兹力的另一个分力即为安培力，
做 功
做 功
安培力可以做功，但洛伦兹力永远不做功.
负
正
思考：导体棒一直运动下去，自由电荷是否也会沿着导体棒一直运动下去？为什么？
自由电荷不会一直运动下去。因为 C、D 两端聚集电荷越来越多，在 CD 棒间产生的电场越来越强，当电场力等于洛伦兹力时，自由电荷不再定向运动。
F洛
F电
+
+
1.定义:
但f洛不做功.
2.原因：
二、动生电动势
一、感生电场
由于导体的运动(切割磁感线)而产生的电动势
非静电力是f洛的分力.
通过克服F安做功将其他能转化为电能
v
I
F安
第2节 电磁场与电磁波
动生电动势
感生电动势
特点
磁场不变，闭合电路的整体或局部在磁场中运动导致回路中磁通量变化
闭合回路的任何部分都不动，空间磁场变化导致回路中磁通量变化
原因
由于S变化引起回路中 变化
由于B变化引起回路中 变化
非静电力是洛仑兹力的分力，由洛仑兹力的分力对运动电荷作用而产生电动势
变化磁场在它周围空间激发感生电场，非静电力是感生电场力，由感生电场力对电荷做功而产生电动势
方向
楞次定律
楞次定律或右手定则
非静电力得来源
例2：水平面上静止放置两根光滑的金属导轨M、N。间距L=0.1m,有磁感应强度B=1T的磁场竖直向下。其上放置两根金属棒a、b 。
求（1）v1=v2=1m/s时整个回路的电动势
（2）v1=1m/s，v2=2m/s时整个回路电动势
（3）v1=1m/s，v2=2m/s且方向相反时整个回路的电动势
v2
解：（1）
E=0 V
M
N
v1
a
b
（2）E=
BLV2-BLV1
=0.1V
（3）E=
BLV2+BLV1
=0.3V
挑战题：一个足够长的竖直放置的磁铁结构如图所示．在图1中磁铁的两个磁极分别为同心的圆形和圆环形．在两极之间的缝隙中，存在辐射状的磁场，磁场方向水平向外．用一个细金属丝制成的圆形单匝线圈，从某高度被无初速释放，在磁极缝隙间下落的过程中，线圈平面始终水平且保持与磁极共轴．线圈被释放后（　　）
A．线圈磁通量不变，所以线圈没有感应电流
B．有感应电流，在图l俯视图中，感应电流沿逆时针方向
C．线圈有最大速度
D．线圈无最大速度，做自由落体运动
C
v
M
N
v
一、感生电场
三、电磁波
①电磁波是横波。
②在真空中速度等于光速，C=3×108m/s。
③电磁波的传播不需要介质。
④会发生反射、折射、干涉、衍射、和偏振等现象
1.定义：周期性变化的电场磁场相互激发由近及远
的传播
第2节 电磁场与电磁波
二、动生电动势
2.特点：
电磁波与机械波比较
1.传播条件：机械波传播需要介质，而电磁波不需要介质。
2.传播规律：都遵循“V=λf=λ/T”这个关系式；且电磁波也能发生反射、折射、衍射、干涉等现象。
3.传播本质：机械波传播的是机械能，电磁波传播的是电磁能。
例3：(多选)以下关于机械波与电磁波的说法中，正确的是( 　　)A．机械波与电磁波本质上是一致的B．机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速，不仅与介质有关，还与电磁波的频率有关C．机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波D．它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象
BCD
例4．下列说法正确的是 (　　)
A．电磁波在真空中以光速c传播
B．在空气中传播的声波是横波
C．声波只能在空气中传播
D．光需要介质才能传播
　
A
例5．(多选)关于电磁波和机械波，下列说法正确的是 (　　)
A．电磁波和机械波的传播都需要借助于介质
B．电磁波在任何介质中传播的速度都相同，而机械波的波速大小与介质密切相关
C．电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象
D．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场产生磁场
　
CD
例6．(多选)关于电磁波与声波，下列说法正确的是 (　　)
A．电磁波是由电磁场发生的区域向远处传播，声波是声源的振动向远处传播
B．电磁波的传播不需要介质，声波的传播有时也不需要介质
C．由空气进入水中传播时，电磁波的传播速度变小，声波的传播速度变大
D．由空气进入水中传播时，电磁波的波长不变，声波的波长变小
AC