沪教版高中物理选修1-1 3.5伟大的丰碑——麦克斯韦的电磁场理论_学案1

伟大的丰碑——麦克斯韦的电磁场理论

【学习目标】
1．了解法拉第提出的“力线”和“场”的概念。
2．知道麦克斯韦电磁场理论的两大支柱是什么。
【学习重难点】
麦克斯韦电磁场理论。
【学习过程】
一、法拉第的贡献
法拉第创造性地用_________和_________的概念来描述电荷之间、磁体之间以及电与磁之间的相互作用。“场”的概念是牛顿时代以来在物理学概念方面最重要的变革，也使人们对物质概念的认识提升到一个新的高度，即物质的存在有两种形态：一种是分子、原子等_________，另一种是___________。
二、电磁场理论的两大支柱
1．变化的磁场产生电场
在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里会产生感应电流，其实质是变化的磁场在它周围空间产生了电场，电路中的自由电荷在电场力作用下做定向移动，形成了感应电流，即使在变化的磁场周围没有闭合电路，同样产生电场，如图所示。


2．变化的电场产生磁场
变化的磁场产生电场，麦克斯韦确信自然规律的统一性与和谐性，他大胆假设：变化的电场会在空间产生磁场，如图所示。

3．电磁场理论——伟大的丰碑
电磁场理论的大意是：均匀变化的磁(电)场产生_______的电(磁)场，不均匀变化的磁(电)场产生________的电(磁)场。
麦克斯韦认为，不均匀变化的磁场和电场相互耦连，形成不可分离的统一的_________。变化的电场会在周围的空间产生变化的磁场，这个变化的磁场又会在较远的空间产生变化的电场。电场与磁场相互激发，由_____及_____地向周围空间传播，从而在理论上预言了电磁波的存在。
麦克斯韦从他的电磁场方程组得到：电场和磁场的方向_________并且都_______于传播的方向，即电磁波是_____波；电磁波在真空中传播的速度恰好等于_______，即v ＝3.0×108m/s。
即时应用?(即时突破，小试牛刀)
1．下列关于麦克斯韦电磁场理论的说法中正确的是( )
A．均匀变化的电场将产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场将产生均匀变化的电场
B．均匀变化的电场将产生稳定的磁场，均匀变化的磁场将产生稳定的电场
C．周期性变化的电场将产生同频率周期性变化的磁场，周期性变化的磁场将产生同频率周期性变化的电场
D．均匀变化的电场和磁场互相激发，将产生由近及远传播的电磁波
课堂互动讲练
对麦克斯韦电磁场理论的理解
2．根据麦克斯韦的电磁场理论，下面几种说法中正确的有( )
A．在电场周围空间一定产生磁场
B．任何变化电场周围空间一定产生变化的磁场
C．均匀变化的电场周围空间能产生变化的磁场
D．周期性振荡的电场在其周围空间产生同频率的振荡磁场
变式训练1 根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是( )
A．在电场的周围空间，一定存在着和它联系着的磁场
B．在变化的电场周围空间，一定存在着和它联系着的磁场
C．恒定电流在其周围不产生磁场
D．恒定电流周围存在着稳定的磁场
电磁理论与力学的结合
3．如图所示，在内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于环口径的带正电的小球，正以速率v0沿逆时针方向匀速转动。若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度B随时间成正比例增加的变化磁场，设运动过程中小球的带电量不变，那么( )

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减速运动，过一段时间后，沿顺时针方向做加速运动
D．磁场力对小球一直不做功
变式训练2如图所示，内壁光滑的塑料管弯成的圆环平放在水平桌面上，环内有一带负电小球，整个装置处于竖直向下的磁场中。当磁场突然增大时，小球将( )
A．沿逆时针方向运动
B．沿顺时针方向运动
C．在原位置附近往复运动
D．仍然保持静止状态