課時(shí)4-2-電磁場(chǎng)與電磁波

第四章電磁振蕩與電磁波課時(shí)4.2電磁場(chǎng)與電磁波初步了解麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的基本思想。初步了解場(chǎng)的統(tǒng)一性和多樣性，體會(huì)物理學(xué)對(duì)統(tǒng)一性的要求。了解電磁波的基本特點(diǎn)。一、電磁場(chǎng)1．變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)(1)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：如圖所示，在變化的磁場(chǎng)中放一個(gè)閉合電路，電路里就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。(2)麥克斯韋的觀點(diǎn)：電路里有感應(yīng)電流產(chǎn)生，一定是變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生了電場(chǎng)，自由電荷在電場(chǎng)的作用下發(fā)生了定向移動(dòng)。(3)結(jié)論：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生了電場(chǎng)。2．變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)麥克斯韋假設(shè)，既然變化的磁場(chǎng)能產(chǎn)生電場(chǎng)，那么變化的電場(chǎng)也會(huì)在空間產(chǎn)生磁場(chǎng)。二、電磁波1．電磁波的產(chǎn)生變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)地向周圍傳播，形成電磁波。2．電磁波是橫波根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，電磁波在真空中傳播時(shí)，它的電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度互相垂直，而且二者均與波的傳播方向垂直，因此電磁波是橫波。3．電磁波的速度麥克斯韋得到電磁波的速度等于光速。他指出了光的電磁本質(zhì)。4．麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的意義不僅預(yù)言了電磁波的存在，而且揭示了電、磁、光現(xiàn)象在本質(zhì)上的統(tǒng)一性，建立了完整的電磁場(chǎng)理論。5．赫茲的電火花(1)赫茲的實(shí)驗(yàn)裝置(2)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象當(dāng)感應(yīng)圈兩個(gè)金屬球間有火花跳過(guò)時(shí)，導(dǎo)線環(huán)兩個(gè)小球間也跳過(guò)火花。(3)現(xiàn)象分析當(dāng)感應(yīng)圈使得與它相連的兩個(gè)金屬球間產(chǎn)生火花時(shí)，空間出現(xiàn)了迅速變化的電磁場(chǎng)，這種變化的電磁場(chǎng)以電磁波的形式在空間傳播。當(dāng)電磁波到達(dá)導(dǎo)線環(huán)時(shí)，它在導(dǎo)線環(huán)中激發(fā)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，使得導(dǎo)線環(huán)的空隙中也產(chǎn)生了火花。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：證實(shí)了電磁波的存在?；A(chǔ)過(guò)關(guān)練題組一電磁場(chǎng)1.根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，以下說(shuō)法中正確的是()A.電場(chǎng)一定能產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)一定能產(chǎn)生電場(chǎng)B.穩(wěn)定的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，穩(wěn)定的磁場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)C.周期性變化的電場(chǎng)產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)，周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生周期性變化的電場(chǎng)D.均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng)，均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生均勻變化的電場(chǎng)2.(多選)關(guān)于電磁場(chǎng)理論的敘述正確的是()A.變化的磁場(chǎng)周圍一定存在著電場(chǎng)，與是否有閉合電路無(wú)關(guān)B.周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率變化的電場(chǎng)C.變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)相互關(guān)聯(lián)，形成一個(gè)統(tǒng)一的場(chǎng)，即電磁場(chǎng)D.電場(chǎng)周圍一定存在磁場(chǎng)，磁場(chǎng)周圍一定存在電場(chǎng)3.如圖所示是空間中某磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化的圖像，在它周圍空間產(chǎn)生的電場(chǎng)中的某一點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E應(yīng)是()A.逐漸增強(qiáng) B.逐漸減弱 C.不變 D.無(wú)法確定4.下列四個(gè)選項(xiàng)中的四種磁場(chǎng)變化情況，能產(chǎn)生如圖所示電場(chǎng)的是()5.如圖所示的四種變化電場(chǎng)，能發(fā)射電磁波的是()6.(多選)甲、乙兩種磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖所示，下列說(shuō)法正確的是()A.磁場(chǎng)甲能夠產(chǎn)生電場(chǎng)B.磁場(chǎng)甲能夠產(chǎn)生電磁波C.磁場(chǎng)乙的磁感應(yīng)強(qiáng)度最大時(shí)產(chǎn)生的電場(chǎng)最強(qiáng)D.磁場(chǎng)乙的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零時(shí)產(chǎn)生的電場(chǎng)最強(qiáng)題組二電磁波7.人們?yōu)榱思o(jì)念德國(guó)科學(xué)家赫茲對(duì)人類的貢獻(xiàn)，把頻率的單位定為“赫茲”。赫茲對(duì)人類的突出貢獻(xiàn)是()A.通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在B.通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線有力的作用C.通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電荷之間相互作用力的規(guī)律D.通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)的規(guī)律8.關(guān)于電磁波在真空中的傳播速度，下列說(shuō)法中正確的是()A.頻率越高，傳播速度越大B.能量越大，傳播速度越大C.波長(zhǎng)越長(zhǎng)，傳播速度越大D.頻率、波長(zhǎng)、能量大小都不影響電磁波在真空中的傳播速度9.關(guān)于電磁波和機(jī)械波，下列說(shuō)法正確的是()A.電磁波是縱波，而機(jī)械波既有橫波又有縱波B.機(jī)械波和電磁波在傳播時(shí)都需要介質(zhì)C.機(jī)械波的能量由振幅決定，而電磁波的能量由頻率決定D.當(dāng)機(jī)械波或電磁波從空氣中進(jìn)入水中時(shí)，頻率不變，波長(zhǎng)和波速都變小

答案全解全析基礎(chǔ)過(guò)關(guān)練1.C穩(wěn)定的電場(chǎng)不能產(chǎn)生磁場(chǎng)，穩(wěn)定的磁場(chǎng)不能產(chǎn)生電場(chǎng)，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論可知，周期性變化的電場(chǎng)周圍產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)，周期性變化的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生周期性變化的電場(chǎng)，選項(xiàng)C正確；均勻變化的電場(chǎng)周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，均勻變化的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2.ABC變化的磁場(chǎng)周圍一定存在電場(chǎng)，與是否有閉合電路無(wú)關(guān)，選項(xiàng)A正確；周期性變化的磁場(chǎng)會(huì)在周圍空間引起同頻率變化的電場(chǎng)，選項(xiàng)B正確；變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)相互聯(lián)系，形成一個(gè)不可分割的統(tǒng)一的電磁場(chǎng)，選項(xiàng)C正確；穩(wěn)定的電場(chǎng)不能產(chǎn)生磁場(chǎng)，穩(wěn)定的磁場(chǎng)也不能產(chǎn)生電場(chǎng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。3.C由題圖可知，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增強(qiáng)，根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)，即電場(chǎng)強(qiáng)度E不變，選項(xiàng)C正確，A、B、D錯(cuò)誤。4.B由麥克斯韋電磁場(chǎng)理論知均勻變化的磁場(chǎng)才能產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)，選項(xiàng)B正確。易錯(cuò)警示均勻(非均勻)變化的磁場(chǎng)(電場(chǎng))、恒定的磁場(chǎng)(電場(chǎng))的比較(1)變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生的電場(chǎng)，叫作感應(yīng)電場(chǎng)，它的電場(chǎng)線是閉合的。而靜電荷周圍產(chǎn)生的電場(chǎng)叫作靜電場(chǎng)，它的電場(chǎng)線由正電荷或無(wú)限遠(yuǎn)出發(fā)，終止于無(wú)限遠(yuǎn)或負(fù)電荷，是不閉合的。(2)恒定的電場(chǎng)不產(chǎn)生磁場(chǎng)，恒定的磁場(chǎng)不產(chǎn)生電場(chǎng)。(3)均勻變化的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)，均勻變化的電場(chǎng)周圍產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)。(4)不均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生變化的電場(chǎng)，不均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)。5.D圖A是穩(wěn)定的電場(chǎng)，不能產(chǎn)生磁場(chǎng)；圖B與圖C是均勻變化的電場(chǎng)，產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，也不能形成電磁波；圖D是周期性變化的電場(chǎng)，會(huì)產(chǎn)生同頻率周期性變化的磁場(chǎng)，能形成電磁場(chǎng)，向外發(fā)射電磁波，選項(xiàng)D正確，A、B、C錯(cuò)誤。6.AD根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，均勻變化的磁場(chǎng)甲能產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)，不能產(chǎn)生電磁波，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率周期性變化的電場(chǎng)，磁場(chǎng)乙的磁感應(yīng)強(qiáng)度最大時(shí)，產(chǎn)生的電場(chǎng)最弱，磁場(chǎng)乙的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零時(shí)，產(chǎn)生的電場(chǎng)最強(qiáng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。7.A1886年，德國(guó)科學(xué)家赫茲通過(guò)實(shí)驗(yàn)捕捉到了電磁波，證實(shí)了電磁波的存在，人們?yōu)榱思o(jì)念他，把頻率的單位定為赫茲，選項(xiàng)A正確。8.D電磁波在真空中的傳播速度等于光速，與頻率、波長(zhǎng)、能量大小均無(wú)關(guān)，D正確。9.C電磁波是橫波，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電磁波的傳播