人教版高中物理选择性必修第二册 第4章 第2节 电磁场与电磁波课件(共20张PPT)
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理选择性必修第二册 第4章 第2节 电磁场与电磁波课件(共20张PPT) |
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| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 5.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2026-03-25 00:00:00 | ||
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文档简介
(共20张PPT)
电磁场与电磁波
第2节
第四章 电磁振荡与电磁波
电磁振荡电路中的能量有一部分要以电磁波的形式辐射到周围空间中去，那么,这些电磁波是怎祥产生的
情境引入
电磁场
第一部分
1.电磁场
探究活动一
猜想：
如图所示，闭合回路中接有电流表。
(1)如果穿过回路的磁场是变化的，电流表指针是否会发生偏转？说明了什么问题？其根本原因是什么？
(2)如果穿过回路的磁场是恒定的，电流表指针是否会发生偏转？说明了什么问题？其根本原因是什么？
演示实验：
结论：变化的磁场周围可以使闭合电路产生电流。
电流产生的根本原因？
探究活动二
麦克斯韦观点一：在变化的磁场周围产生电场，是一种普遍存在的现象，跟闭合电路是否存在无关，导体环只是用来显示电流的存在。
注意：这种电场的电场线是闭合的（涡旋电场）
1.电磁场
探究活动二
理解：
①恒定的磁场不产生电场
②均匀变化的磁场产生恒定的电场
③周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场
④非均匀变化的磁场产生变化的电场
E
t
O
B
t
O
t
B
O
E
O
t
正弦曲线
振荡磁场
振荡电场
E与B频率相同
1.电磁场
探究活动二
麦克斯韦观点二：变化的电场就像运动的电荷，也会在空间产生磁场,即变化的电场产生磁场。
理解：
①恒定的电场不产生磁场
②均匀变化的电场产生恒定的磁场
③周期性变化的电场产生同频率的振荡磁场
④非均匀变化的电场产生变化的磁场
1.电磁场
小结
1.电磁场
C．物体在支持面上的滑动速度越大，滑动摩擦力也一定越大
D．公式Ff＝μF压中的压力F压一定等于物体重力的大小
电磁场理论的理解
1
例1
(2025·河北邯郸高二阶段练习)根据麦克斯韦的电磁场理论，下列说法正确的是( )
A.变化的电场(或磁场)产生的磁场(或电场)一定是变化的
B.变化的电场(或磁场)产生的磁场(或电场)一定是恒定的
C.周期性变化电场(或磁场)产生的磁场(或电场)不一定是周期性变化的
D.周期性变化的电场(或磁场)产生的磁场(或电场)一定是周期性变化的
解析：非均匀变化的电场(或磁场)产生的磁场(或电场)一定是变化的，而均匀变化的电场(或磁场)产生的磁场(或电场)是恒定的，故A、B错误；周期性变化的电场(或磁场)产生的磁场(或电场)一定是周期性变化的，故C错误，D正确。故选D。
C．物体在支持面上的滑动速度越大，滑动摩擦力也一定越大
D．公式Ff＝μF压中的压力F压一定等于物体重力的大小
电磁场理论的理解
1
针对练1
(多选)如图所示，有一水平放置、内壁光滑、绝缘的真空圆形管，半径为R；有一带正电的粒子静止在管内，整个装置处于竖直向上的磁场中。要使带电粒子由静止开始沿管做圆周运动，所加磁场可能是( )
A.匀强磁场
B.均匀增加的磁场
C.均匀减少的磁场
D.由于洛伦兹力不做功，不管加什么磁场都不能使带电粒子运动
解析：恒定的磁场对静止的电荷不产生力的作用，但当磁场变化时可产生电场，电场对带电粒子产生电场力的作用，带电粒子在电场力的作用下可以产生加速度，使其沿管做圆周运动。故选BC。
电磁波
第二部分
电磁波
探究活动三
进一步推断：
根据麦克斯韦的上述两个观点，可以进一步推断(预言)：变化的电场和磁场总是相互联系，形成一个不可分割的统一的电磁场。如果在空间某区域有周期性变化的电场，就会在周围产生变化的磁场，变化的电场和磁场又会在较远的空间引起新的变化的电场和磁场。这样变化的电场和磁场由近及远向周围传播，形成了电磁波。
电场
磁场
电场
电场
磁场
电场
周期性变化的电场
电磁波
探究活动三
麦克斯韦的理论预见：
电磁波靠电和磁的相互"感应"传播，而不是靠介质的机械传递，电磁波在真空中的传播速度等于光速c,光是电磁波。
电磁波的特点：
(1)电磁场由产生区域向外传播就形成了电磁波，无需介质。
(2)电磁波在真空中传播的速度是光速。光是电磁波的一种。
(3)电磁波在空间传播时，在任一位置上（或任一时刻）E、B、v三矢量相互垂直。电磁波是横波。
(4)电磁波是一种物质，具有能量。具有干涉、衍射现象。
电磁波
探究活动四
赫兹的电火花实验
实验现象：当与感应圈相连的两个金属球间产生电火花时，周围空间出现了迅速变化的电磁场。这种变化的电磁场以电磁波的形式在空间传播。当电磁波到达导线环时，它在导线环中激发出感应电动势，使得导线环的空隙中也产生了火花，说明这个导线环接收到了电磁波。
赫兹的实验，捕捉到了电磁波，证明了麦克斯韦的电磁场理论。
电磁波
探究活动四
赫兹对电磁场理论的贡献：
实验结论：赫兹实验证实了电磁波的存在。
实验意义：证明了麦克斯韦的预言，为麦克斯韦的电磁场理论奠定了坚实的实验基础。
赫兹的其他实验成果：赫兹通过一系列实验，观察到了电磁波的反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象，并通过测量证明，电磁波在真空中具有与光相同的速度，证实了麦克斯韦的电磁场理论。
海因里希·鲁道夫·赫兹（Heinrich Rudolf Hertz，1857年2月22日－1894年1月1日），德国物理学家，于1888年首先证实了电磁波的存在。并对电磁学有很大的贡献，故频率的国际单位制单位赫兹以他的名字命名。
电磁波
知识拓展
电磁波的波速、波长及频率之间的关系
(1)真空中：c＝λf
(2)介质中：v＝λ介f
注意：①真空中，所有电磁波的波速都等于c，与电磁波的频率无关。
②电磁波在介质中的波速v一定小于真空中的波速c。
电磁波
2
(多选)(2025·山东临沂期中)2024年10月30日4时27分，神舟十九号载人飞船利用长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。如图为神舟十八号、神舟十九号两个乘组的“太空会师”，航天员能与地面工作人员保持实时联络，直播画面通过电磁波传送到地面。下列关于电磁波和声波的说法正确的是( )
A.电磁波是横波
B.电磁波跟声波一样，只能在介质中传播
C.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验验证了电磁波的存在
D.航天员讲话时画面能与声音同步，说明电磁波与声波具有相同的传播速度
例2
解析：电磁波的传播方向和振动方向垂直，是横波，故A正确；电磁波的传播不依赖介质，声波是机械波，只能在介质中传播，故B错误；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验验证了电磁波的存在，故C正确；电磁波在真空中的传播速度为光速，声波在空气中的传播速度一般为340 m/s，两者差距很大，故D错误。故选AC。
C．物体在支持面上的滑动速度越大，滑动摩擦力也一定越大
D．公式Ff＝μF压中的压力F压一定等于物体重力的大小
电磁波
2
针对练3
(多选)下列关于电磁波的叙述，正确的是( )
A.电磁波是以波动的形式由发生区域向远处传播的电磁场
B.电磁波在任何介质中的传播速度均为3.0×108m/s
C.电磁波由真空进入介质传播时，波长将变短
D.电磁波能产生干涉、衍射现象
解析：电场、磁场相互激发并以波动的形式向外传播，形成电磁波，A正确；电磁波只有在真空中波速为3×108 m/s，在其他介质中波速均小于3×108 m/s，B错误；根据λ＝v/f及电磁波从真空进入介质中时，频率不变，波速减小，可知电磁波从真空进入介质中时波长λ变短，C正确；电磁波具有波的一切性质，能产生干涉和衍射现象，D正确。故选ACD。
C．物体在支持面上的滑动速度越大，滑动摩擦力也一定越大
D．公式Ff＝μF压中的压力F压一定等于物体重力的大小
电磁波
2
针对练4
对于声波和电磁波的比较，下面说法中正确的是( )
A.它们在同一介质中的传播速度相同
B.它们都是由变化的电磁场产生的
C.手机信号的传播利用的是电磁波，医院里的B超检查利用的是超声波
D.它们都能在真空中传播
解析：电磁波在真空中传播的速度是光速，声波在真空中不能传播，声波在空气中的传播速度一般为340m/s，故A、D错误；电磁波是由变化的电磁场产生的，声波是由振动产生的，故B错误；手机信号的传播利用的是电磁波，医院里的B超检查利用的是超声波，故C正确。故选C。
课堂回眸
电磁场与电磁波
第2节
第四章 电磁振荡与电磁波
电磁振荡电路中的能量有一部分要以电磁波的形式辐射到周围空间中去，那么,这些电磁波是怎祥产生的
情境引入
电磁场
第一部分
1.电磁场
探究活动一
猜想：
如图所示，闭合回路中接有电流表。
(1)如果穿过回路的磁场是变化的，电流表指针是否会发生偏转？说明了什么问题？其根本原因是什么？
(2)如果穿过回路的磁场是恒定的，电流表指针是否会发生偏转？说明了什么问题？其根本原因是什么？
演示实验：
结论：变化的磁场周围可以使闭合电路产生电流。
电流产生的根本原因？
探究活动二
麦克斯韦观点一：在变化的磁场周围产生电场，是一种普遍存在的现象，跟闭合电路是否存在无关，导体环只是用来显示电流的存在。
注意：这种电场的电场线是闭合的（涡旋电场）
1.电磁场
探究活动二
理解：
①恒定的磁场不产生电场
②均匀变化的磁场产生恒定的电场
③周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场
④非均匀变化的磁场产生变化的电场
E
t
O
B
t
O
t
B
O
E
O
t
正弦曲线
振荡磁场
振荡电场
E与B频率相同
1.电磁场
探究活动二
麦克斯韦观点二：变化的电场就像运动的电荷，也会在空间产生磁场,即变化的电场产生磁场。
理解：
①恒定的电场不产生磁场
②均匀变化的电场产生恒定的磁场
③周期性变化的电场产生同频率的振荡磁场
④非均匀变化的电场产生变化的磁场
1.电磁场
小结
1.电磁场
C．物体在支持面上的滑动速度越大，滑动摩擦力也一定越大
D．公式Ff＝μF压中的压力F压一定等于物体重力的大小
电磁场理论的理解
1
例1
(2025·河北邯郸高二阶段练习)根据麦克斯韦的电磁场理论，下列说法正确的是( )
A.变化的电场(或磁场)产生的磁场(或电场)一定是变化的
B.变化的电场(或磁场)产生的磁场(或电场)一定是恒定的
C.周期性变化电场(或磁场)产生的磁场(或电场)不一定是周期性变化的
D.周期性变化的电场(或磁场)产生的磁场(或电场)一定是周期性变化的
解析：非均匀变化的电场(或磁场)产生的磁场(或电场)一定是变化的，而均匀变化的电场(或磁场)产生的磁场(或电场)是恒定的，故A、B错误；周期性变化的电场(或磁场)产生的磁场(或电场)一定是周期性变化的，故C错误，D正确。故选D。
C．物体在支持面上的滑动速度越大，滑动摩擦力也一定越大
D．公式Ff＝μF压中的压力F压一定等于物体重力的大小
电磁场理论的理解
1
针对练1
(多选)如图所示，有一水平放置、内壁光滑、绝缘的真空圆形管，半径为R；有一带正电的粒子静止在管内，整个装置处于竖直向上的磁场中。要使带电粒子由静止开始沿管做圆周运动，所加磁场可能是( )
A.匀强磁场
B.均匀增加的磁场
C.均匀减少的磁场
D.由于洛伦兹力不做功，不管加什么磁场都不能使带电粒子运动
解析：恒定的磁场对静止的电荷不产生力的作用，但当磁场变化时可产生电场，电场对带电粒子产生电场力的作用，带电粒子在电场力的作用下可以产生加速度，使其沿管做圆周运动。故选BC。
电磁波
第二部分
电磁波
探究活动三
进一步推断：
根据麦克斯韦的上述两个观点，可以进一步推断(预言)：变化的电场和磁场总是相互联系，形成一个不可分割的统一的电磁场。如果在空间某区域有周期性变化的电场，就会在周围产生变化的磁场，变化的电场和磁场又会在较远的空间引起新的变化的电场和磁场。这样变化的电场和磁场由近及远向周围传播，形成了电磁波。
电场
磁场
电场
电场
磁场
电场
周期性变化的电场
电磁波
探究活动三
麦克斯韦的理论预见：
电磁波靠电和磁的相互"感应"传播，而不是靠介质的机械传递，电磁波在真空中的传播速度等于光速c,光是电磁波。
电磁波的特点：
(1)电磁场由产生区域向外传播就形成了电磁波，无需介质。
(2)电磁波在真空中传播的速度是光速。光是电磁波的一种。
(3)电磁波在空间传播时，在任一位置上（或任一时刻）E、B、v三矢量相互垂直。电磁波是横波。
(4)电磁波是一种物质，具有能量。具有干涉、衍射现象。
电磁波
探究活动四
赫兹的电火花实验
实验现象：当与感应圈相连的两个金属球间产生电火花时，周围空间出现了迅速变化的电磁场。这种变化的电磁场以电磁波的形式在空间传播。当电磁波到达导线环时，它在导线环中激发出感应电动势，使得导线环的空隙中也产生了火花，说明这个导线环接收到了电磁波。
赫兹的实验，捕捉到了电磁波，证明了麦克斯韦的电磁场理论。
电磁波
探究活动四
赫兹对电磁场理论的贡献：
实验结论：赫兹实验证实了电磁波的存在。
实验意义：证明了麦克斯韦的预言，为麦克斯韦的电磁场理论奠定了坚实的实验基础。
赫兹的其他实验成果：赫兹通过一系列实验，观察到了电磁波的反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象，并通过测量证明，电磁波在真空中具有与光相同的速度，证实了麦克斯韦的电磁场理论。
海因里希·鲁道夫·赫兹（Heinrich Rudolf Hertz，1857年2月22日－1894年1月1日），德国物理学家，于1888年首先证实了电磁波的存在。并对电磁学有很大的贡献，故频率的国际单位制单位赫兹以他的名字命名。
电磁波
知识拓展
电磁波的波速、波长及频率之间的关系
(1)真空中：c＝λf
(2)介质中：v＝λ介f
注意：①真空中，所有电磁波的波速都等于c，与电磁波的频率无关。
②电磁波在介质中的波速v一定小于真空中的波速c。
电磁波
2
(多选)(2025·山东临沂期中)2024年10月30日4时27分，神舟十九号载人飞船利用长征二号F遥十九运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。如图为神舟十八号、神舟十九号两个乘组的“太空会师”，航天员能与地面工作人员保持实时联络，直播画面通过电磁波传送到地面。下列关于电磁波和声波的说法正确的是( )
A.电磁波是横波
B.电磁波跟声波一样，只能在介质中传播
C.麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验验证了电磁波的存在
D.航天员讲话时画面能与声音同步，说明电磁波与声波具有相同的传播速度
例2
解析：电磁波的传播方向和振动方向垂直，是横波，故A正确；电磁波的传播不依赖介质，声波是机械波，只能在介质中传播，故B错误；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验验证了电磁波的存在，故C正确；电磁波在真空中的传播速度为光速，声波在空气中的传播速度一般为340 m/s，两者差距很大，故D错误。故选AC。
C．物体在支持面上的滑动速度越大，滑动摩擦力也一定越大
D．公式Ff＝μF压中的压力F压一定等于物体重力的大小
电磁波
2
针对练3
(多选)下列关于电磁波的叙述，正确的是( )
A.电磁波是以波动的形式由发生区域向远处传播的电磁场
B.电磁波在任何介质中的传播速度均为3.0×108m/s
C.电磁波由真空进入介质传播时，波长将变短
D.电磁波能产生干涉、衍射现象
解析：电场、磁场相互激发并以波动的形式向外传播，形成电磁波，A正确；电磁波只有在真空中波速为3×108 m/s，在其他介质中波速均小于3×108 m/s，B错误；根据λ＝v/f及电磁波从真空进入介质中时，频率不变，波速减小，可知电磁波从真空进入介质中时波长λ变短，C正确；电磁波具有波的一切性质，能产生干涉和衍射现象，D正确。故选ACD。
C．物体在支持面上的滑动速度越大，滑动摩擦力也一定越大
D．公式Ff＝μF压中的压力F压一定等于物体重力的大小
电磁波
2
针对练4
对于声波和电磁波的比较，下面说法中正确的是( )
A.它们在同一介质中的传播速度相同
B.它们都是由变化的电磁场产生的
C.手机信号的传播利用的是电磁波，医院里的B超检查利用的是超声波
D.它们都能在真空中传播
解析：电磁波在真空中传播的速度是光速，声波在真空中不能传播，声波在空气中的传播速度一般为340m/s，故A、D错误；电磁波是由变化的电磁场产生的，声波是由振动产生的，故B错误；手机信号的传播利用的是电磁波，医院里的B超检查利用的是超声波，故C正确。故选C。
课堂回眸