课件28张PPT。知识点一
知识点二学业分层测评电 磁 振 荡方向 振荡电流 LC振荡电路 电流 同方向 全振荡 全振荡 √ × √ 麦 克 斯 韦 的 预 言 与 赫 兹 的 实 验涡旋电场 涡旋电场 发生 变化 涡旋磁场 频率 光速 电磁波 电磁波 × × √
第1节 电磁波的产生
电 磁 振 荡
[先填空]
1．振荡电流
大小和方向都周期性变化的电流．
2．振荡电路
产生振荡电流的电路．基本的振荡电路为LC振荡电路．
3．电磁振荡的周期和频率
(1)一次全振荡：发生电磁振荡时，通过电路中某一点的电流，由某方向的最大值再恢复到同方向的最大值，就完成了一次全振荡．
(2)电磁振荡的周期T：完成一次全振荡的时间．
(3)电磁振荡的频率f：在1 s内完成全振荡的次数．
(4)LC电路的周期(频率)：
T＝2π，f＝，其中：周期T、频率f、自感系数L、电容C的单位分别是秒(s)、赫兹(Hz)、亨利(H)、法拉(F)．
[再判断]
1．放电时，由于线圈的自感作用，放电电流由零逐渐增大．(√)
2．振荡电流的大小变化，方向不变．(×)
3．改变LC电路中的自感系数或电容就能改变振荡电路的周期．(√)
[后思考]
LC振荡电路在充电过程中极板上的电荷量逐渐增加，充电电流如何变化？
【提示】 随电容器上充电电荷的增多，充电电流逐渐减小．
[核心点击]
1．各物理量变化情况一览表
时刻
(时间)
工作
过程
q
E
i
B
能量
0―→
放电
过程
qm―→0
Em―→0
0―→im
0―→Bm
E电―→E磁
―→
充电
过程
0―→qm
0―→Em
im―→0
Bm―→0
E磁―→E电
―→
放电
过程
qm―→0
Em―→0
0―→im
0―→Bm
E电―→E磁
―→T
充电
过程
0―→qm
0―→Em
im―→0
Bm―→0
E磁―→E电
2.振荡电流、极板带电荷量随时间的变化图象
(a)以逆时针方向电流为正
(b)图中q为上极板的电荷量
图3-1-1
1.LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图3-1-2所示，则( )
图3-1-2
A．若磁场正在减弱，则电容器正在充电，电流由b向a
B．若磁场正在减弱，则电场能正在增大，电容器上极板带负电
C．若磁场正在增强，则电场能正在减小，电容器上极板带正电
D．若磁场正在增强，则电容器正在充电，电流方向由a向b
E．若电容器放电，则磁场能转化为电场能
【解析】 若磁场正在减弱，则电流在减小，是充电过程，根据安培定则可确定电流由b向a，电场能增大，上极板带负电，故选项A、B正确；若磁场正在增强，则电流在增大，是放电过程，电场能正在减小，根据安培定则，可判断电流由b向a，上极板带正电，故选项C正确，D错误；若电容器放电，则电场能转化为磁场能，E错误．
【答案】 ABC
2．在如图3-1-3所示振荡电流的图象中，表示电容器充电过程的有______；线圈中有最大电流的点是_______；电场能转化为磁场能的过程有_______.
图3-1-3
【解析】 根据i-t图象，充电过程有a―→b、c―→d、e―→f，线圈中有最大电流的点是a、c、e，电场能转化为磁场能的过程有b―→c、d―→e.
【答案】 a―→b、c―→d、e―→f a、c、e b―→c、d―→e
LC振荡电路充、放电过程的判断方法
1．根据电流流向判断，当电流流向带正电的极板时，处于充电过程；反之，处于放电过程．
2．根据物理量的变化趋势判断：当电容器的带电量q(U、E)增大时，处于充电过程；反之，处于放电过程．
3．根据能量判断：电场能增加时，充电；磁场能增加时，放电．
麦 克 斯 韦 的 预 言 与 赫 兹 的 实 验
[先填空]
1．麦克斯韦电磁场理论
(1)变化的磁场周围会产生电场
麦克斯韦提出，在变化的磁场周围会激发出一种电场——涡旋电场，不管有无闭合电路，变化的磁场激发的涡旋电场总是存在的，如图3-1-4所示．
变化的磁场周围产生涡旋电场
图3-1-4
(2)变化的电场周围会产生磁场
麦克斯韦从场的观点得出，即使没有电流存在，只要空间某处的电场发生变化，就会在其周围产生涡旋磁场．
2．麦克斯韦的预言
自然界存在许多不同频率的电磁波，并且它们都以光速在空间传播，光只不过是人眼可以看得见的，频率范围很小的电磁波．
3．赫兹的实验
(1)赫兹实验原理图(如图3-1-5)所示：
图3-1-5
(2)赫兹证实了电磁波的存在．
[再判断]
1．在电场周围一定产生磁场，在磁场周围一定产生电场．(×)
2．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场．(×)
3．周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场．(√)
[后思考]
变化的磁场一定产生变化的电场吗？
【提示】 不一定．均匀变化的磁场一定产生恒定的电场．
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1．对麦克斯韦电磁场理论的理解
恒定的电场不产生磁场
恒定的磁场不产生电场
均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场
均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场
不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场
不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场
振荡电场产生同频率的振荡磁场
振荡磁场产生同频率的振荡电场
2.对电磁场的理解
(1)电磁场的产生：振荡电场产生同频率的振荡磁场，振荡磁场产生同频率的振荡电场，周期性变化的电场、磁场相互激发，形成的电磁场一环套一环，如图3-1-6所示．
图3-1-6
(2)电磁场并非简单地将电场、磁场相加，而是相互联系、不可分割的统一整体．在电磁场示意图中，电场E矢量和磁场B矢量，在空间相互激发时，相互垂直，以光速c在空间传播．
3．根据麦克斯韦的电磁场理论，以下叙述中正确的是( )
A．教室中亮着的日光灯周围空间必有磁场和电场
B．工作时的电磁打点计时器周围必有磁场和电场
C．稳定的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场产生稳定的电场
D．电磁波在传播过程中，电场方向、磁场方向和传播方向相互垂直
E．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场
【解析】 教室中亮着的日光灯、工作时的电磁打点计时器用的振荡电流，在其周围产生振荡磁场和电场，故选项A、B正确；稳定的电场不会产生磁场，故选项C错误；电磁波是横波，电场方向、磁场方向和传播方向相互垂直，故选项D正确．均匀变化的电场周围会产生恒定不变的磁场，E错误．
【答案】 ABD
4．如图3-1-7所示，在变化的磁场中放置一个闭合线圈．
图3-1-7
(1)你能观察到什么现象？
(2)这种现象说明了什么？
【解析】 (1)灵敏电流计的指针发生偏转，有电流产生．
(2)变化的磁场产生了电场，使闭合线圈的自由电荷发生了定向运动而形成了电流．
【答案】 见解析
理解麦克斯韦电磁场理论
1．恒定电场(磁场)→不产生磁场(电场)．
2．均匀变化电场(磁场)→恒定磁场(电场)．
3．非均匀变化电场(磁场)→变化磁场(电场)．
4．周期性变化电场(磁场)→同频率磁场(电场)．
