《電磁波的產(chǎn)生》示范課教學(xué)課件【物理魯科版高中選擇性必修第二冊(cè)（新課標(biāo)）】

1電磁波的產(chǎn)生第4章電磁波新課引入問(wèn)題：

我們能在電視上欣賞到月球車“玉兔號(hào)”拍攝的月球表面的高清晰圖片，能用智能手機(jī)查閱信息、通話、導(dǎo)航……，這一切都要?dú)w功于電磁波。在我們周圍，電磁波無(wú)處不在，它們具有不同的頻率、傳遞不同的信息。電磁波是怎樣產(chǎn)生和發(fā)射的，又是怎樣傳播和接收的呢？一、麥克斯韋的預(yù)言1、變化的磁場(chǎng)周圍會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)2、變化的電場(chǎng)周圍會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)一、麥克斯韋的預(yù)言對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的理解一、麥克斯韋的預(yù)言1．變化的磁場(chǎng)所產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)線是閉合的，而靜電場(chǎng)中的電場(chǎng)線是不閉合的。2．①振蕩電場(chǎng)(即周期性變化的電場(chǎng))產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場(chǎng)。②振蕩磁場(chǎng)(即周期性變化的磁場(chǎng))產(chǎn)生同頻率的振蕩電場(chǎng)。規(guī)律方法：二、電磁波1、變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系的，形成一個(gè)不可分割的統(tǒng)一的電磁場(chǎng)。2、變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)由近及遠(yuǎn)地向周圍傳播，形成了電磁波。（一）電磁波的產(chǎn)生：二、電磁波根據(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E與磁感應(yīng)強(qiáng)度B互相垂直，而且二者均與波的傳播方向垂直。（二）電磁波是橫波：二、電磁波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)。（三）電磁波的速度：（四）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。三、赫茲實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)裝置：1886年赫茲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)了火花。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。三、赫茲實(shí)驗(yàn)5、電磁波與機(jī)械波的比較四、電磁振蕩

振蕩電流：電路的電壓發(fā)生周期性的變化，電路中的電流也發(fā)生周期性的變化。像這樣大小和方向都做周期性迅速變化的電流，叫作振蕩電流。

振蕩電路：產(chǎn)生振蕩電流的電路叫作振蕩電路。四、電磁振蕩

如圖所示，將開關(guān)S擲向1，先給電容器充電，再將開關(guān)擲向2，從此時(shí)起，電容器通過(guò)線圈放電，線圈中是否會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)？自感電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生什么效果？線圈中的電流怎樣變化？電容器的電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為什么形式的能？當(dāng)線圈中的電流減小時(shí)，是否會(huì)對(duì)電容器充電？此時(shí)線圈中的磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為什么形式的能？四、電磁振蕩

1、各物理量變化情況一覽表四、電磁振蕩

2、振蕩電流、極板帶電荷量隨時(shí)間的變化圖像甲電磁振蕩過(guò)程乙振蕩電路電流的周期性變化丙電容器極板上電荷量的周期性變化四、電磁振蕩

3、板間電壓u、電場(chǎng)能EE、磁場(chǎng)能EB隨時(shí)間變化的圖像說(shuō)明：（1）u、EE規(guī)律與q--t圖像相對(duì)應(yīng)；EB規(guī)律與i--t圖像相對(duì)應(yīng)。（2）q↓→E↓→EE↓(或q↑→E↑→EE↑)（3）i↓→B↓→EB↓(或i↑→B↑→EB↑)。四、電磁振蕩

(1)兩個(gè)物理過(guò)程放電過(guò)程:電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能，q↓→i↑充電過(guò)程:磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能，q↑→i↓(2)兩個(gè)特殊狀態(tài)：充電完畢狀態(tài):磁場(chǎng)能向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化完畢,電場(chǎng)能最大,磁場(chǎng)能最小.放電完畢狀態(tài):電場(chǎng)能向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化完畢,磁場(chǎng)能最大,電場(chǎng)能最小.4、能量轉(zhuǎn)化：四、電磁振蕩

5．固有周期和頻率

若振蕩過(guò)程中無(wú)能量損失，也不受其他影響，此時(shí)的周期和頻率叫作固有周期和固有頻率，簡(jiǎn)稱振蕩電路的周期和頻率。說(shuō)明：（1）影響線圈自感系數(shù)L的是：線圈的匝數(shù)、有無(wú)鐵芯及線圈的橫截面積和長(zhǎng)度。匝數(shù)越多，自感系數(shù)L越大，有鐵芯的自感系數(shù)比無(wú)鐵芯的大。（2）影響電容器電容C的是：兩極板正對(duì)面積S、兩極板間介電常數(shù)εr以及兩極板間距d。例1、(多選)關(guān)于電磁場(chǎng)的理論，下列說(shuō)法中正確的是(

)A．變化的電場(chǎng)周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)一定是變化的B．變化的電場(chǎng)周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)不一定是變化的C．均勻變化的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生的電場(chǎng)也是均勻變化的D．振蕩電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生同樣頻率的振蕩磁場(chǎng)BD典題剖析典題剖析例2、(多選)甲、乙、丙、丁四個(gè)LC振蕩電路，某時(shí)刻振蕩電流i的方向如圖中箭頭所示。下列對(duì)各回路情況的判斷正確的是(

)A．若甲電路中電流i正在增大，則該電路中電容器兩端的電壓必定在增大B．若乙電路中電流i正在增大，則該電路中電容器的電場(chǎng)方向必定向下C．若丙電路中電流i正在減小，則該電路中線圈周圍的磁場(chǎng)必定在增強(qiáng)D．若丁電路中電流i正在減小，則該電路中電容器的電場(chǎng)方向必定向上BD典題剖析例3、如圖所示，L是電阻不計(jì)的電感器，C是電容器，閉合開關(guān)S，待電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，再斷開開關(guān)S，LC電