2018_19高中物理電磁波第1節(jié)電磁波的發(fā)現(xiàn)第2節(jié)電磁振蕩課件新人教版.pptx

1、第十四章,電磁波,情 景 切 入 生活中的許多現(xiàn)象表明，我們周圍存在著電磁波，如電視機、手機、通訊衛(wèi)星等工具的信息傳播都是靠電磁波進行傳遞的，電磁波的存在，使當(dāng)代人“順風(fēng)耳，千里眼”的夢想成為了現(xiàn)實。 知 識 導(dǎo) 航 本章主要對電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用做了詳細的介紹。第一節(jié)介紹電磁理論的提出及產(chǎn)生，從此，人類的生活進入了一個新的時代；第二節(jié)講電磁振蕩及LC電路的周期及頻率，讓我們了解電磁波產(chǎn)生的原理；第三、四節(jié)講電磁波在社會生活、科技等領(lǐng)域中的應(yīng)用。 本章的重點是電磁振蕩，難點和核心是麥克斯韋的電磁場理論。,學(xué) 法 指 導(dǎo) 1學(xué)習(xí)時體會科學(xué)家研究物理問題的思想方法。 2通過閱讀教材和課外書籍知道麥克

2、斯韋電磁場理論的兩個支柱：變化的磁場產(chǎn)生電場，變化的電場產(chǎn)生磁場。變化的電場和磁場相互聯(lián)系形成統(tǒng)一的電磁場；了解電磁波譜，知道它們的特點。 3注意了解向外發(fā)射的無線電波為什么要進行調(diào)制，接收無線電波時為什么要調(diào)諧、檢波等。 4學(xué)習(xí)時，注意結(jié)合生活實際，感受電磁波在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。要學(xué)會通過具體的調(diào)查研究，探究電磁波的應(yīng)用對生產(chǎn)、科技和日常生活有越來越大的影響。,第一節(jié) 電磁波的發(fā)現(xiàn) 第二節(jié) 電磁振蕩,課 前 預(yù) 習(xí),1變化的磁場產(chǎn)生電場 (1)實驗基礎(chǔ)：如圖所示，在變化的磁場中放一個閉合電路，電路里就會產(chǎn)生_。,傳大的預(yù)言,(2)麥克斯韋對該問題的見解：回路里有_產(chǎn)生，一定是變化的_產(chǎn)生了電

3、場，自由電荷在電場的作用下發(fā)生了_移動。 (3)該現(xiàn)象的實質(zhì)：變化的_產(chǎn)生了電場。,感應(yīng)電流,感應(yīng)電流,磁場,定向,磁場,2變化的電場產(chǎn)生磁場 麥克斯韋大膽地假設(shè)，既然變化的磁場能產(chǎn)生電場，變化的電場也會在空間產(chǎn)生_。,磁場,1電磁波的產(chǎn)生 如果空間某區(qū)域存在不均勻變化的電場，那么它就會在空間引起不均勻變化的_，這一不均勻變化的磁場又引起不均勻變化的_于是變化的電場和變化的磁場交替產(chǎn)生，由近及遠向周圍傳播，形成_。 2電磁波是橫波 根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，電磁場中的電場強度和磁感應(yīng)強度互相_，而且二者均與波的傳播方向_，因此電磁波是_波。 3電磁波的速度 麥克斯韋指出了光的電磁本性，他預(yù)言電

4、磁波的速度等于_。,電磁波,磁場,電場,電磁波,垂直,垂直,橫,光速,1886年，赫茲用實驗證明了麥克斯韋預(yù)言的正確性，第一次發(fā)現(xiàn)了電磁波。 1赫茲的實驗裝置 如圖所示,赫茲的電火花,2實驗現(xiàn)象 當(dāng)感應(yīng)圈兩個金屬球間有_跳過時，導(dǎo)線環(huán)兩個小球間也跳過_。 3現(xiàn)象分析 當(dāng)感應(yīng)圈使得與它相連的兩個金屬球間產(chǎn)生電火花時，空間出現(xiàn)了迅速變化的_。這種電磁場以_的形式在空間傳播。當(dāng)_到達導(dǎo)線環(huán)時，它在導(dǎo)線環(huán)中激發(fā)出_，使得導(dǎo)線環(huán)的空隙中也產(chǎn)生了火花。,火花,火花,電磁場,電磁波,電磁波,感應(yīng)電動勢,1振蕩電流 大小和方向都做_迅速變化的電流，叫做振蕩電流。 2振蕩電路 能產(chǎn)生振蕩電流的電路叫做_。,電磁

5、振蕩的產(chǎn)生,周期性,振蕩電路,3振蕩過程 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，從此時起，電容器要對線圈放電：,(1)放電過程：由于線圈的_作用放電電流不能立刻達到最大值，由0逐漸增大，同時電容器極板上的電荷_。放電完畢時，極板上的電荷為零，放電電流達到_。該過程電容器儲存的_轉(zhuǎn)化為線圈的_。,自感,減少,最大,電場能,磁場能,(2)充電過程：電容器放電完畢，由于線圈的_作用，電流并不會立刻消失，而要保持原來的方向繼續(xù)流動，并逐漸減小，電容器開始_，極板上的電荷逐漸_，當(dāng)電流減小到零時，充電結(jié)束，極板上的電荷量達到_。該過程線圈中的_又轉(zhuǎn)化為電容器的_。此后電容器再放電、再

6、充電，周而復(fù)始，于是電路中就有了周期性變化的振蕩電流。 (3)實際的LC振蕩是阻尼振蕩：電路中有電阻，振蕩電流通過時會有_產(chǎn)生，另外還會有一部分能量以_的形式輻射出去。如果要實現(xiàn)等幅振蕩，必須有能量補充到電路中。,自感,反向充電,增加,最大,磁場能,電場能,電熱,電磁波,電磁振蕩的周期和頻率,周期性變化,周期性,固有,固有,判一判 (1)電場周圍一定存在磁場，磁場周圍一定存在電場。() (2)電磁波中的電場強度與磁感應(yīng)強度互相垂直，而且二者均與波的傳播方向垂直，因此電磁波是橫波。() (3)電磁波的速度等于光速c，光的本質(zhì)是電磁波。() (4)LC振蕩電路是最簡單的振蕩電路。() (5)在LC

7、振蕩電路里，隨著電容器的充放電，電場能與磁場能不斷地轉(zhuǎn)化。 () (6)改變振蕩電路中電容器的電容或線圈的電感，就可以改變振蕩電路的周期。(),選一選 (多選)一臺電子鐘，是利用LC振蕩電路來制成的，在家使用一段時間后，發(fā)現(xiàn)每晝夜總是快1 min，造成這種現(xiàn)象的可能原因是( ) AL不變C變大了 BL不變C變小了 CL變小了C不變 DL、C均減小了,BCD,想一想 如圖所示，某同學(xué)正在回答“神舟十號”航天員王亞平的問題，請問她們的通話是通過機械波進行的還是通過電磁波進行的？為什么？ 答案：電磁波。因為機械波的傳播離不開介質(zhì)，而電磁波可以在真空中傳播。,課 內(nèi) 探 究,如圖所示是赫茲實驗的裝置示

8、意圖，請問赫磁通過此實驗裝置證實了什么問題？ 提示：實驗演示了電磁波的發(fā)射和接收，驗證了麥克斯韋電磁場理論。,探究一對麥克斯韋電磁場理論及電磁波的理解,一、電磁場 1電磁場理論的核心之一 變化的磁場產(chǎn)生電場。 2電磁場理論的核心之二 變化的電場產(chǎn)生磁場。,3麥克斯韋電磁波理論的理解 (1)恒定的電場不產(chǎn)生磁場。 (2)恒定的磁場不產(chǎn)生電場。 (3)均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生恒定的電場。 (4)均勻變化的電場在周圍空間產(chǎn)生恒定的磁場。 (5)振蕩電場產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場。 (6)振蕩磁場產(chǎn)生同頻率的振蕩電場。 4電磁場 變化的電場和變化的磁場是相互聯(lián)系著的，形成不可分割的統(tǒng)一體，這就是電磁場。

9、,二、電磁波 1電磁波的特點 (1)電磁波是橫波，在傳播方向上的任一點E和B隨時間做正弦規(guī)律變化，E與B彼此垂直且與傳播方向垂直。 (2)電磁波的傳播不需要介質(zhì)，在真空中的電磁波的傳播速度跟光速相同，即c3.00108m/s。 (3)電磁波具有波的共性，能產(chǎn)生干涉、衍射等現(xiàn)象。電磁波與物質(zhì)相互作用時，能發(fā)生反射、吸收、折射等現(xiàn)象。,特別提醒：(1)變化的磁場周圍產(chǎn)生電場，是一種普遍存在的現(xiàn)象，跟閉合電路是否存在無關(guān)。 (2)在變化的磁場中所產(chǎn)生的電場的電場線是閉合的，而靜電場中的電場線是不閉合的。 (3)有單獨存在的靜電場，也有單獨存在的靜磁場，但沒有靜止的電磁場。,(吉林省扶余市第一中學(xué)20

10、172018學(xué)年高二下學(xué)期期中)根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，下列說法正確的是() A有電場的空間一定存在磁場，有磁場的空間也一定能產(chǎn)生電場 B在變化的電場周圍一定產(chǎn)生變化的磁場，在變化的磁場周圍一定產(chǎn)生變化的電場 C均勻變化的電場周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場 D振蕩的電場在周圍空間一定產(chǎn)生同頻率振蕩的磁場,D,解題指導(dǎo)：在理解麥克斯韋電磁場理論時，要注意靜電場(恒定磁場)不產(chǎn)生磁場(電場)，還要注意根據(jù)電場或磁場的變化情況來確定會產(chǎn)生什么樣的磁場或電場。 解析：根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，只有變化的電場才能產(chǎn)生磁場，均勻變化的電場產(chǎn)生恒定的磁場，非均勻變化的電場產(chǎn)生變化的磁場，只有選項D正確。,對點訓(xùn)練

11、1(多選)(山東濟南市2018屆高三模擬)各磁場的磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的情況如圖所示，其中能產(chǎn)生持續(xù)電磁波的是(),BD,解析：根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，可知A圖的磁場是恒定的，不能產(chǎn)生電場，更不能產(chǎn)生電磁波；B圖的磁場是周期性變化的，可以產(chǎn)生周期性變化的電場，因而可以產(chǎn)生持續(xù)的電磁波；C圖的磁場是均勻變化的，能產(chǎn)生恒定的電場，而恒定的電場不能再產(chǎn)生磁場，因此不能產(chǎn)生持續(xù)的電磁波；D圖的磁場是周期性變化的，能產(chǎn)生周期性變化的電場，故能產(chǎn)生持續(xù)的電磁波。,如圖所示電路叫作電磁振蕩電路，又叫作LC回路。給該電路提供能量后，利用電容器的充放電和線圈產(chǎn)生的自感作用，可以實現(xiàn)哪兩種能量之間的相互轉(zhuǎn)化

12、？ 提示：電場能和磁場能,探究二振蕩過程中各物理量的變化,1電磁振蕩的產(chǎn)生過程 在振蕩電路里產(chǎn)生振蕩電流的過程中，電容器極板上的電荷量、通過線圈的電流以及跟電流和電荷量相聯(lián)系的磁場和電場都發(fā)生周期性的變化，這種現(xiàn)象叫電磁振蕩。振蕩過程中的充放電過程如下圖所示。,特別提醒：(1)LC回路的周期、頻率都由電路本身的特性(L和C的值)決定，與電容器極板上電荷量的多少、板間電壓的高低、是否接入電路中等因素?zé)o關(guān)，所以稱為LC電路的固有周期或固有頻率。 (2)使用周期公式時，一定要注意單位，T、L、C、f的單位分別是秒(s)、亨(H)、法(F)、赫(Hz)。,(多選)如圖表示LC振蕩電路某時刻的情況，以下說法正確的是 ( ) A電容器正在充電 B電感線圈中的磁場能正在增加 C電感線圈中的電流正在增大 D此時刻自感電動勢正在阻礙電流增大,BCD,解題指導(dǎo)：,解析：由圖中磁感應(yīng)強度的方向和安培定則可知，此時電流向著電容器帶負電的極板流動，也就是電容器處于放電過程中，這時兩極板電荷量和電壓、電場能處于減少過程，而電流和線圈中磁場能處于增加過程，由楞次定律可知，線圈中感應(yīng)電動勢阻礙電流的增加。綜上所述，B、C、D正確。,對點訓(xùn)練2(多選)要增大如圖所示振蕩電路的頻率，下列說法中正確的是( ) A減少電容器的帶電荷量