教科版高中物理选择性必修第二册第四章电磁振荡与电磁波2电磁波课件(31页ppt)

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名称 教科版高中物理选择性必修第二册第四章电磁振荡与电磁波2电磁波课件(31页ppt)
格式 ppt
文件大小 3.5MB
资源类型 试卷
版本资源 教科版(2019)
科目 物理
更新时间 2025-05-15 22:58:10

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文档简介

(共31张PPT)
第四章 电磁振荡与电磁波
2.电磁波
核心素养:1.了解麦克斯韦电磁理论的主要观点,知道电磁场的概念及产生的原理. 2.体验赫兹证明电磁波存在的实验过程及方法,领会物理实验对物理学发展的基础意 义. 3.认识电磁波谱,知道电磁波谱中各种电磁波的排列顺序,了解不同波长电磁波 的特征及主要用途.
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研习任务一 麦克斯韦电磁理论的两个基本假设
合作 讨论
电子感应加速器是用来获得高速电子的装置,其基本原理如图所示,上、下为电磁铁 的两个磁极,磁极之间有一个环形真空室,电磁铁线圈中通入变化的电流,真空室中 的带电粒子就会被加速,其速率会越来越大.请思考:带电粒子受到什么力的作用而 被加速?如果线圈中通以恒定电流会使粒子加速吗?这个现象告诉我们什么道理?
提示:带电粒子受到电场力作用做加速运动.线圈中通入恒定电流时,带电粒子不会被加速.这个现象告诉我们变化的磁场能产生电场.
教材 认知
1. 麦克斯韦电磁理论的两个基本假设
(1)变化的磁场能够在周围空间产生 .
(2)变化的电场能够在周围空间产生 .
2. 电磁场
变化的电场和变化的磁场交替产生,形成不可分割的统一体,称为 .
电场 
磁场 
电磁场 
[理解] 对麦克斯韦电磁场理论的理解
1. 变化的磁场产生电场
(1)均匀变化的磁场产生恒定的电场.
(2)非均匀变化的磁场产生变化的电场.
(3)周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场.
2. 变化的电场产生磁场
(1)均匀变化的电场产生恒定的磁场.
(2)非均匀变化的电场产生变化的磁场.
(3)周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场.
研习 经典
A. 周期性变化的电场一定产生同频率的周期性变化的磁场
B. 变化的电场一定产生变化的磁场
C. 稳定的电场一定产生稳定的磁场
D. 均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场
A
解析:周期性变化的电场一定产生同频率的周期性变化的磁场,A正确;均匀变化的 电场产生恒定的磁场,B错误;稳定的电场不会产生磁场,C错误;均匀变化的电场 一定产生恒定不变的磁场,D错误.
名师点评
  这类题目考查对麦克斯韦电磁场理论的理解,麦克斯韦电磁场理论中提到变化分 为均匀变化和非均匀(或周期性)变化,做题时一定要注意区别,均匀变化的电场只 能产生恒定的磁场,周期性变化的电场才能产生同频率的周期性变化的磁场.
对应 训练
A B
C D
C
解析:恒定的电场不产生磁场,A正确;均匀变化的电场产生恒定的磁场,B正确; 周期性变化的磁场产生同频率周期性变化的电场,产生的电场的电场强度与磁场的磁 感应强度的变化率成正比,对于正弦曲线,t=0时,磁场的磁感应强度的变化率最 大,故产生的电场的电场强度最大,C错误,D正确.故选C.
第*页
研习任务二 电磁波
合作 讨论
如图所示是赫兹证明电磁波存在的实验装置,当接在高压感应圈上的两金属球 间有电火花时,导线环上两小球间也会产生电火花,这是为什么?这个实验证 实了什么问题?
提示:当A、B两金属球间产生电火花时就会产生变化的电磁场,这种变化的电磁场传播到导线环时,在导线环中激发出感应电动势,使导线环上两小球间也产生电火花.这个实验证实了电磁波的存在.
教材 认知
1. 电磁波的产生:由变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场由近及远传播.这种 变化的电磁场在空间中的传播形成了 ,如图所示.
电磁波 
不需要 
横波 
垂直 
频率 
干涉 
衍射 
赫兹 
[理解] 电磁波与机械波的比较
项目 机械波 电磁波
研究对象 力学现象 电磁现象
周期性 位移随时间和空间做周期性 变化 电场强度E和磁感应强度B随时间和空间做周期性变化
传播情况 传播需要介质,波速与介质 有关,与频率无关 传播无需介质,在真空中波速等于光速c,在介质中传播时,波速与介质和频率都有关
产生机理 由质点(波源)的振动产生 由电磁振荡激发(下节内容)
是横波
还是纵波 可能是横波,也可能是纵波 横波
干涉和衍射 可以发生干涉和衍射
研习 经典
A. 频率越高,传播速度越大
B. 电磁波的能量越强,传播速度越大
C. 波长越长,传播速度越大
D. 频率、波长、强弱都不影响电磁波的传播速度
解析:电磁波传播的速度与频率、波长、电磁波的能量无关,与传播的介质有关,在 真空中传播的速度等于光速.故A、B、C错误,D正确.
D
名师点评
  解决这类问题,一定要了解电磁波传播的规律,并与机械波加以区分.电磁波的
传播不需要介质,在真空中传播的速度等于光速.
对应 训练
A. 电磁波的传播不需要介质,声波的传播需要介质
B. 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
C. 电磁波是横波,声波也是横波
D. 由空气进入水中传播时,电磁波的波长变短,声波的波长变长
解析:电磁波本身就是一种物质,它的传播不需要介质,而声波的传播需要介质,故 选项A正确;电磁波由空气进入水中时,传播速度变小,但声波在水中的传播速度比 其在空气中大,故选项B正确;电磁波的传播方向与电场、磁场的方向都垂直,是横 波,而声波是纵波,故选项C错误;电磁波由空气进入水中传播时,波速变小,波长 变短,而声波由空气进入水中传播时,波速变大,波长变长,故选项D正确.本题选 错误的,故选C.
C
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课时作业(十四)
[基础训练]
A. 法拉第预言了电磁波的存在,并揭示了电、磁、光现象在本质上的统一性
B. 均匀变化的磁场一定产生恒定的电场
C. 均匀变化的电场产生均匀变化的磁场
D. 赫兹通过一系列实验,证明了麦克斯韦关于光的电磁理论
解析:麦克斯韦预言了电磁波的存在,并揭示了电、磁、光现象在本质上的统一性, 选项A错误;根据麦克斯韦电磁场理论,均匀变化的磁场一定产生稳定的电场,均匀 变化的电场产生稳定的磁场,选项B正确,C错误;赫兹通过一系列实验,证明了麦 克斯韦关于光的电磁理论,选项D正确.
BD
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A. 麦克斯韦通过实验验证了“变化的电场产生磁场”和“变化的磁场产生电场”, 并预言了电磁波的存在
B. 电磁波的传播需要介质
C. 赫兹通过测量证明在真空中,电磁波具有与光相同的速度
D. 太阳光中含有不同频率的各种电磁波,且能量均分在各个波段
解析:麦克斯韦只是预言了电磁波的存在,也进行了相关理论计算,但并没有用实验 验证变化的电场产生磁场,A错误;电磁波在真空中也能传播,不需要介质,B错 误;赫兹用实验证明了电磁波的存在,并且通过测量,发现在真空中,电磁波具有与 光相同的速度,C正确;太阳光中含有红外线、可见光和紫外线,并不是含有不同频 率的各种电磁波,同时能量也不是均分的,D错误.
C
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A. 是横波
B. 不能在火星表面传播
C. 只能沿着梳子摇动的方向传播
D. 在空气中的传播速度约为3×108 m/s
解析:电磁波传播方向与电磁场方向垂直,是横波,A项正确;电磁波传播不需要介 质,可以在火星表面传播,B项错误;电磁波可以朝任意方向传播,C项错误;电磁 波在空气中的传播速度接近光速,约为3×108 m/s,D项正确.
AD
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A. 电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关
B. 周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波
C. 电磁波在传播过程中可以发生干涉、衍射,但不能发生反射和折射
D. 电磁波的传播需要介质
解析:电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关,选项A错误;周期性变化的 电场和磁场可以相互激发,形成电磁波,选项B正确;电磁波在传播过程中可以发生 干涉、衍射,也可以发生反射和折射,选项C错误;电磁波可以在真空中传播,不需 要介质,选项D错误.
B
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A. 变化的电场和变化的磁场交替产生电磁波
B. 电磁波既可以是横波也可以是纵波
C. 在外太空的真空环境下电磁波无法传播
D. 电磁波在不同介质中传播时的速度大小不变
解析:根据麦克斯韦电磁场理论可知,变化的电场和变化的磁场交替产生电磁波,故 A正确;电磁波一定是横波,故B错误;电磁波可以在真空中传播,故C错误;电磁波 在不同的介质中传播的速度不同,故D错误.
A
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A. 电磁波和机械波都能产生干涉、衍射和多普勒效应现象
B. 波源停止振动,机械波立即停止传播,电磁波能继续传播
C. 机械波和电磁波由一种介质进入另一种介质传播时,波速保持不变
D. 机械波和电磁波由一种介质进入另一种介质传播时,波长保持不变
解析:干涉、衍射和多普勒效应现象是波的特有现象,电磁波和机械波都能产生干 涉、衍射和多普勒效应现象,故A正确;如果机械波波源停止振动,在介质中传播的 机械波仍将继续传播,故B错误;机械波从一种介质进入另一种介质传播时,波速发 生变化,但频率不变,根据v=λf 可知,波长改变,故C、D错误.
A
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[能力提升]
A. 5G信号比4G信号所用的无线电波在真空中传播得更快
B. 5G信号是横波,4G信号是纵波
C. 空间中的5G信号和4G信号会产生干涉现象
D. 5G信号相比于4G信号更不容易绕过障碍物,所以5G通信需要搭建更密集的基站
D
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解析:任何电磁波在真空中的传播速度均为光速,故5G信号与4G信号所用的无线电 波在真空中的传播速度相同,A错误;5G信号与4G信号都是电磁波,为横波,B错 误;5G信号和4G信号的频率不一样,不能发生干涉现象,C错误;5G信号的频率更 高,根据v=λf可知波长更小,故5G信号更不容易发生明显的衍射现象,因此5G信号 相比于4G信号更不容易绕过障碍物,所以5G通信需要搭建更密集的基站,D正确.
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A. 小球对玻璃环的压力不断增大
B. 小球受到的磁场力不断增大
C. 小球先沿逆时针方向做加速运动,过一段时间后,沿顺时针方 向做减速运动
D. 磁场力对小球一直不做功
D
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解析:因为玻璃圆环处于均匀变化的磁场中,在周围产生稳定的涡旋电场,对带正电 的小球做功.小球在水平面内沿轨迹半径方向受两个力作用:环的弹力FN和磁场的洛 伦兹力F洛,而且两个力的矢量和时刻等于小球做圆周运动的向心力,考虑到小球速 度大小的变化和方向的变化以及磁场强弱的变化,弹力FN和洛伦兹力F洛不一定始终 在增大,故A、B错误;由楞次定律,判断电场方向为顺时针方向,在电场力作用 下,小球先沿逆时针方向做减速运动,后沿顺时针方向做加速运动,故C错误;磁场 力始终与圆周运动的线速度方向垂直,所以磁场力对小球不做功,故D正确.故选D.
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A B
BD
C D
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解析:根据麦克斯韦的电磁场理论,恒定的磁场不能产生电场,更不能产生电磁波, 故A错误;根据麦克斯韦的电磁场理论,周期性变化的磁场可以产生周期性变化的电 场,周期性变化的电场又可以产生周期性变化的磁场,因而可以产生持续的电磁波, 故B正确;均匀变化的磁场产生恒定的电场,而恒定的电场不能再产生磁场,因此不 能产生持续的电磁波,故C错误;由D图可知,磁场是周期性变化的,能产生周期性 变化的电场,周期性变化的电场又能产生周期性变化的磁场,所以能产生持续的电磁 波,故D正确.
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