(共21张PPT)
第3章 划时代的发现
第3章 划时代的发现
新知初探,自学导引
梳理知识·夯实基础
要点突破·思维启动
突破疑难·讲练提升
典题示例·讲练互动
以例说法·触类旁通(共9张PPT)伟大的丰碑——麦克斯韦的电磁场理论
1．了解四种相互作用力，知道场是物质存在的形式之一． 2．理解麦克斯韦电磁场理论的两大支柱，体会其在物理学发展中的意义． 3．认识科学假说在物理学发展中的重大作用．体会统一与对称思维方法在麦克斯韦电磁场理论中的应用．体会实验验证在物理理论发展中的地位和作用．
一、四种作用力之谜
电荷之间、磁极之间以及电流元之间的相互作用，跟质点之间的万有引力一样，都不是接触力，而且同样遵守“力的大小与距离平方成反比”的规律(平方反比律)，就像四个孪生兄弟一样．
二、场和力线的新概念
1．磁体和电荷周围并不是空无一物，而是存在着由电荷和磁体本身产生的连续的介质，通过这种介质传递着电磁相互作用．法拉第把这种看不见、摸不着的介质称做场．
2．“力线”并不只是形象化的图案，而是代表着场所在空间的实在的状态．
3．物质的存在可以有两种形态：一种是以分子、原子等实物粒子的形态存在的，另一种就是以场的形态存在的．
三、麦克斯韦的发展
1．变化的磁场产生电场
磁场的变化是均匀的，产生的电场是稳定的；磁场的变化是不均匀的，产生的电场是变化的．
2．变化的电场产生磁场
电场的变化是均匀的，产生的磁场是稳定的；电场的变化是不均匀的，产生的磁场是变化的．
四、一座伟大的丰碑
麦克斯韦的电磁场理论，全面系统地总结了前人有关电磁现象的发现．法拉第的“力线”和场的思想，以及创造性地推导出全面反映电磁规律的麦克斯韦方程，奠定了电磁学的理论基础；彻底否定了超距作用理论；预言了电磁波的存在，完成了物理学的第三次大综合．
一、对场和“力线”的理解
1．场是一种物质，是物质存在的一种形态，它看不见，摸不到，但场真实存在．电荷周围存在的场叫电场，电场最基本的性质是对放入其中的电荷有力的作用．磁体(包括电流、运动电荷)产生的场叫磁场，它能对其中的磁体、运动电荷、电流产生力的作用．
2．“力线”(包括电场线、磁感线)是为了形象描述场而引入的，实际上并不存在．电场线和磁感线都能定性地描述场的强弱和场的方向．
二、对麦克斯韦电磁场理论的理解
1．理论的提出
麦克斯韦根据电磁感应现象，提出变化的磁场产生电场，所以导体中的自由电荷才定向移动，形成电流．又根据通电直导线周围有磁场，大胆的提出变化的电场产生磁场．变化的磁场产生电场，变化的电场又产生磁场，最终以波动的形式传播出去，就形成了电磁波．
2．对理论的理解
(1)变化的电场周围空间产生磁场
可结合电流的磁效应理解，电流周围存在着磁场．把电流看作是定向运动的电荷，电荷周围存在着电场，运动的电荷周围存在着变化(运动)的电场，因此说：变化的电场周围空间产生磁场．
(2)变化的磁场周围空间产生电场
可结合电磁感应现象理解，闭合电路处在变化的磁场中会产生感应电流，电流是电荷的定向移动，是什么力量推动电荷定向移动呢？是环形电场．因此说：变化的磁场周围空间产生电场．
(1)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．
(2)有单独存在的静电场，也有单独存在的静磁场，但没有静止的电磁场．
题型1 对场和“力线”的理解
关于磁场、磁感线，下列说法中正确的是( )
A．磁场并不是真实存在的，而是人们假想出来的
B．磁铁周围磁感线的形状，与铁屑在它周围排列的形状相同，说明磁场呈线条形状，磁感线是磁场的客观反映
C．磁场中任意两条磁感线均不相交
D．磁感线类似电场线，它总是从磁体的N极出发，到S极终止
[思路点拨] 场看不见摸不到，但是客观存在的．“力线”看得见，却不是客观存在．
[解析] 小磁针放在磁体的周围受到力的作用，说明磁体在周围空间产生了磁场，磁场是客观存在的，由此可知选项A是错误的．人们为了形象地描绘磁场，用图形——磁感线将抽象的磁场描绘出来，磁感线是假想的曲线，其客观上并不存在，铁屑在磁场中被磁化为小磁针，在磁场力的作用下移动，最终规则的排列起来，显示出磁感线的分布特点，并非磁场的客观反映，B错．电流的磁场和磁体的磁场的磁感线都是闭合曲线，在磁体外部从N极到S极，在磁体内部从S极到N极，不像电场线是从正电荷出发到负电荷终止的不闭合曲线．由此可知选项D是错误的，选项C正确．
[答案] C
题型2 对麦克斯韦理论的理解
关于电磁场的理论，下列说法正确的是( )
A．变化的电场周围产生的磁场一定是变化的
B．变化的电场周围产生的磁场不一定是变化的
C．均匀变化的磁场周围产生的电场也是均匀变化的
D．振荡电场周围产生的磁场也是振荡的
[思路点拨] 麦克斯韦电磁场理论的核心是变化的电场(磁场)产生磁场(电场)，稳定的电场(磁场)不产生磁场(电场)．
[解析] 根据麦克斯韦电磁场理论，如果电场的变化是均匀的，产生的磁场就是恒定的；如果电场的变化是不均匀的，产生的磁场就是变化的，故A选项错误，B选项正确．均匀变化的磁场产生恒定的电场，C选项错误．振荡电场在周围空间产生同频率的振荡磁场，故D选项正确．
[答案] BD
不变化的电场周围不产生磁场，变化的电场周围一定产生磁场，但如果电场是均匀变化的，产生的磁场是恒定的；如果电场是周期性(振荡)变化的，产生的磁场将是同频率的周期性(振荡)变化的磁场，反之也成立．
关于电磁场理论，下列说法正确的是( )
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，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：选D．均匀变化的电场(磁场)产生恒定的磁场(电场)；不均匀变化的电场(磁场)产生变化的磁场(电场)．
1．关于磁场和磁感线的描述，下列叙述正确的是( )
A．磁感线可以形象地描述磁场的强弱和方向，其每一点的切线方向表示的就是该点的磁场方向
B．磁极间的相互作用是通过磁场发生的
C．磁感线总是从磁体的N极指向S极
D．磁感线就是磁场中碎铁屑磁化后排列成的曲线
解析：选AB．磁感线是为了形象地描述磁场而引入的曲线，磁感线上各点的切线方向，就是该点的磁场方向，磁感线的疏密程度，表示磁场的强弱，磁场中的任何一条磁感线都是闭合曲线，故A正确，C错误；磁场的基本特性是对处于磁场中的磁极或电流有力的作用，故B正确；利用被磁化的铁屑来显示磁感线的分布情况，使得磁场变得具体形象，但是，决不能认为磁感线是由铁屑排列而成的，D错误．
2．图乙所示的四种磁场变化情况，能产生图甲中电场的是( )
解析：选B．A项中是稳定的磁场，不产生电场；B项中是均匀变化的磁场，将产生稳定的电场，正如题图所示；C、D两项中是周期性变化的磁场，产生同频率周期性变化的电场，故选B．
3．如图所示，一个正电子沿着逆时针方向做匀速圆周运动，则此正电子的运动( )
A．不产生磁场
B．产生磁场，圆心处的磁场方向垂直纸面向里
C．产生磁场，圆心处的磁场方向垂直纸面向外
D．只在圆周内侧产生磁场
解析：选C．正电子逆时针运动，形成逆时针方向的电流，由安培定则可判定C选项正确．
4．在空间某处存在一个变化的磁场，则下列说说法中正确的是( )
A．在变化的磁场周围一定能产生变化的电场
B．在磁场中放一个闭合线圈，线圈里一定有感应电流
C．在磁场中放一个闭合线圈，线圈里不一定有感应电流
D．变化的磁场周围产生电场，跟闭合线圈的存在与否无关
解析：选CD．均匀变化的磁场产生恒定的电场，而变化的磁场一定能产生电场，与有无闭合线圈无关．
5．法拉第场的概念的提出有什么意义？
解析：(1)它打破了传统的超距作用的观念，把近距媒介作用的观念引进了物理学，对电磁学及整个物理学的发展产生了深远的影响．
(2)使人们认识到场是物质存在的一种形态．
答案：见解析
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