人教版高中物理选择性必修第二册第4章电磁振荡与电磁波第2节电磁场与电磁波课件（19页PPT）

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第四章　电磁振荡与电磁波
第2节　电磁场与电磁波
1.了解电磁场和电磁波的内涵。
2.了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想。
3.知道电磁波的产生及与电磁波相关的物质观念。
学习任务一 电磁场
教材新知梳理
1. 麦克斯韦电磁场理论的两个基本假设
（1）变化的磁场产生电场
①实验基础：如图所示，在变化的磁场中放一个闭
合电路，电路里就会产生 。
②麦克斯韦的见解：电路里能产生感应电流，是因为变化的 产生了 电场，电场促使导体中的自由电荷做定向运动。
③实质：变化的 产生了电场。
感应电流　
磁场　
磁场　
（2）变化的电场产生磁场
麦克斯韦假设，既然变化的磁场能产生电场，那么变化的电场也会在空间产 生 。
2. 电磁场：变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的 电磁场。
磁场　
关键核心突破
如图所示，磁铁相对闭合线圈向下运动时，闭合线圈中的自由电荷做定向移 动，是受到什么力的作用？这能否说明变化的磁场产生了电场？如果没有导 体，情况会怎样？
电荷受到电场力的作用。
能说明变化的磁场产生了电场。
没有导体，该处仍会产生电场。
A. 在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场
B. 在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化 的电场
C. 均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场
D. 周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场
解析：根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场能产生磁场，均匀变化的 电场产生恒定的磁场，周期性变化的电场周围产生周期性变化的磁场。
D
C
解析：恒定的电场不产生磁场，选项A正确；均匀变化的电场产生恒定的磁 场，选项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，选项 C错误，D正确。
学习任务二 电磁波
教材新知梳理
1. 电磁波的产生：变化的电场和磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形 成 。
电磁波　
2. 电磁波的特点
（1）电磁波在空间传播不需要 。
（2）电磁波是横波：电磁波中的电场强度与磁感应强度互相 ，而 且二者均与波的传播方向 。
（3）电磁波能产生反射、 、干涉、偏振和 等现象。
介质　
垂直　
垂直　
折射　
衍射　
3. 电磁波具有能量
电磁场的转换就是 能量与 能量的转换，电磁波的发射过程 是 能量的过程，传播过程是能量传播的过程。
4. 证实了麦克斯韦的电磁场理论。
5. 物质存在的两种形式： 和 。
电场　
磁场　
辐射　
赫兹　
实物　
场　
关键核心突破
如图所示的实验装置，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？
当接在高压感应圈上的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。
A. 机械波和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， 而且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
解析：机械波由振动产生，电磁波由周期性变化的电场（或磁场）产生；机 械波是能量波，传播需要介质，速度由介质决定；电磁波是物质波，波速由 介质和自身的频率共同决定；机械波有横波，也有纵波，而电磁波一定是横 波，它们都能发生反射、折射、干涉和衍射等现象，故选项A错误，B、C、 D正确。
解析：A中磁场不变，则不会产生电场，故A错误；B中磁场方向变化，而大 小不变，则不会产生恒定的电场，故B错误；C中磁场随时间均匀变化，则会 产生恒定的电场，故C正确；D中磁场随时间做周期性变化，则会产生周期性 变化的电场，故D错误。
C
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2
3
4
5
A. 只要电场或磁场发生变化，就能产生电磁波
B. 电磁波传播需要介质
C. 赫兹用实验证实了电磁波的存在
D. 电磁波具有能量，电磁波的传播是伴随有能量向外传递的
解析：如果电场（或磁场）是均匀变化的，产生的磁场（或电场）是稳定 的，就不能再产生新的电场（或磁场），也就不能产生电磁波；电磁波不同 于机械波，它的传播不需要介质；赫兹用实验证实了电磁波的存在；电磁波 具有能量，它的传播是伴随有能量传递的。故选CD。
CD
1
2
3
4
5
A. 1886年，科学家麦克斯韦首先通过实验捕捉到了电磁波
B. 电磁波和超声波、次声波一样，都可以在真空中传播
C. 物体中存在着不停运动的带电微粒，带电微粒的振动会产生变化的电磁 场，因此一切物体都在辐射电磁波
D. 电磁波携带的信息，既可以有线传播，也可以无线传播
CD
1
2
3
4
5
解析：科学家麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了电磁 波的存在，故A错误；电磁波能在真空中传播，但超声波、次声波是机械 波，不能在真空中传播，故B错误；物体中存在着不停运动的带电微粒，带 电微粒的振动会产生变化的电磁场，因此一切物体都在辐射电磁波，故C正 确；电磁波不需要依赖于介质传播，所以电磁波携带的信息，既可以有线传 播，也可以无线传播，故D正确。
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2
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4
5
A. 变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场
B. 各种频率的电磁波在真空中以不同的速度传播
C. 电磁波和机械波都依赖于介质才能传播
D. 麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹最先用实验证实了电磁波的存在
解析：均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场，选项A错误；各种频率 的电磁波在真空中传播的速度相同，等于光速，选项B错误；电磁波可以在 真空中传播，选项C错误；麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹最先用 实验证实了电磁波的存在，选项D正确。
D
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5
5. 在LC振荡电路中，电容器C的带电荷量q随时间t变化的图像如图所示。该 振荡电路产生的电磁波在真空中的波长为多少？
1 200 m　
解析：由题图可知，电磁振荡周期T＝4×10－6 s，那么电磁波的波 长为λ＝cT＝3×108×4×10－6 m＝1 200 m。
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