天津市耀华滨海学校高三物理学案：14.1《电磁波的发现》（新人教版）

1、第一节 电磁波的发现新知预习1.麦克斯韦电磁场理论（1）变化的磁场能够在周围空间产生_,变化的电场能够在周围空间产生_.（2）均匀变化的磁场产生_的电场，均匀变化的电场产生_的磁场.（3）振荡的（即周期性变化的）磁场产生同频率的_，振荡的电场产生同频率的_.2.电磁场 变化电场在周围空间产生_，变化磁场在周围空间产生_，变化的电场和磁场成为一个完整的整体，这就是_.3.电磁波（1）定义：交替产生的_和_向周围空间的传播形成电磁波.（2）特点：电磁波是_波，在电磁波中，每处的电场强度和磁感应强度的方向总是相互_，且与电磁波的传播方向_，电磁波在真空中的传播速度c=_.典题热题知识点一 电磁场理论

2、例1关于电磁场理论，下列说法中正确的是（ ）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均匀变化的磁场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：根据麦克斯韦的电磁场理论，只有变化的电场才产生磁场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，非均匀变化的电场产生变化的磁场.答案：D深化升华 在理解麦克斯韦的电磁场理论时，要注意静电场不产生磁场，静磁场也不产生电场，还要注意根据电场（或磁场）的变化情况来确定所产生的是什么样的磁场（或电场）.例2根据麦克斯韦的电磁场理论，下面几种说法中正确的有(

3、)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解析：由麦克斯韦电磁场理论可知，空间某处有变化的电场时，就会在其周围空间产生磁场.只有变化的电场周围才能产生磁场，所以选项A错误.如果电场的变化是均匀的，则产生的磁场是稳定的，B选项错误，C选项错误.而周期性变化的振荡电场在其周围空间将产生同频率的振荡磁场，D选项正确.答案：D方法归纳 变化的电场周围可以产生磁场，但此磁场可能稳定也可能变化，如果电场是均匀变化的，所产生的磁场将稳定不变（此磁场不会再产生电场），所以我们可以说“变

4、化的电场产生磁场”，但不能说“变化的电场产生变化的磁场”.知识点二 电磁波例3如图14-1-4所示的四种电场中，哪一种能产生电磁波( )图14-1-4解析：图A表示的电场，其函数为E=E0，是一个稳定的电场，它不能产生磁场，也就不能产生电磁波.图B和图C表示的电场，其函数分别为E=kt，E=kt+E0，都是随时间均匀变化的.它们能在周围空间产生一个稳定的磁场，而这个稳定的磁场就不能再产生电场了，因此B、C不能产生电磁波.图D表示的电场，其函数为E=Em sint，是一个按正弦规律变化的电场，是一种周期性的振荡电场，所以它要在周围空间产生同频率的振荡磁场，这个振荡磁场又会在其周围空间产生同频率的

5、振荡电场，这样就形成了一个不可分割的变化的电场和变化的磁场组成的统一体，它向空间传播时就形成了电磁波.所以D正确.答案：D巧解提示 能否产生电磁波，要看变化的电场和磁场是否能一直持续地再产生变化的磁场和电场，也就是说，所产生的磁场或电场必须是变化的，而不能是稳定的.图B表示的电场随时间均匀增大，图C表示的电场先随时间均匀减小，后随时间均匀增大，但从图象可以看出，图线的斜率不变，即是定值，所以图C表示的电场也是随时间均匀变化的.知识点三 电磁场理论与带电粒子在电场中运动相结合例4一个带正电粒子在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动，如图14-1-5所示，当磁感应强度均匀增大时，此粒子的（ ）图1

6、4-1-5A.动能不变 B.动能增大C.动能减小 D.以上情况都可能解析：当磁场均匀增加时，根据麦克斯韦电磁场理论，将产生一恒定的电场，带电粒子将受一电场力作用，该力对带电粒子做正功，所以粒子的动能将增大，选项B正确.答案：B方法归纳 该题是电磁场理论与带电粒子在电场中运动的一个综合性题目，处理时注意根据选项中动能变化与外力做功有关入手讨论.同时注意电场的存在与有无闭合回路无关.例5将图14-1-6所示的带电的平行板电容器C的两个极板用绝缘工具缓缓拉大板间距离的过程中，在电容器周围空间（ ）图14-1-6A.会产生变化的磁场B.会产生稳定的磁场C.不产生磁场D.会产生周期性变化的磁场解析：根据

7、麦克斯韦电磁场理论，电场周围是否会产生磁场，产生怎样的磁场，都取决于电场是否变化及变化情况.若电场不变化，周围不产生磁场；若均匀变化，则产生稳定的磁场；若非均匀变化，则产生变化的磁场；如果电场周期性变化，则产生磁场也周期性变化，本题中由于电容器始终跟电源相连，两极板间电压不变，根据E=可知在d缓慢增大的时候，E是非均匀变化的，因此在它们周围产生变化的磁场，选项A正确.答案：A方法归纳 正确掌握麦克斯韦电磁场理论，是解答此类题的根本；而掌握电容器的电容和哪些因素有关，是什么关系，它们如何影响电容器极板间电场，是解题关键.自主广场我夯基我达标1.下列关于电磁场的说法中正确的是（ )A.只要空间某处

8、有变化的电场或磁场，就会在其周围产生电磁场，从而形成电磁波B.任何变化的电场周围一定有磁场C.振荡电场和振荡磁场交替产生，相互依存，形成不可分离的统一体，即电磁场D.电磁波的理论在先，实践证明在后思路解析：麦克斯韦电磁场理论的含义是变化的电场可产生磁场，变化的磁场能产生电场；产生的场的形式由原来的场的变化率决定.均匀变化的电场的变化率恒定，产生稳定的磁场.答案：BCD2.下列关于电磁波的叙述中，正确的是（ )A.电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播B.电磁波在任何介质中传播速度均为3.0108 m/sC.电磁波由真空进入介质传播时，波长将变短D.电磁波不能产生干涉、衍射现象思路解析：电场、磁场

9、相互激发并向外传播，形成电磁波，A正确.电磁波只有真空中波速为3.0108 m/s，其他介质中均小于3.0108 m/s，B错.根据v=f,=，光从真空进入介质，f不变，波速减小，所以减小，故C对.电磁波具有波的一切性质，能产生干涉和衍射现象，故D错.答案：AC3.关于电磁场和电磁波，正确的说法是（ )A.只有不均匀变化的磁场，才能在其周围空间产生电场B.电磁波的频率等于激起电磁波的振荡电流的频率C.电磁波能脱离电荷而独立存在D.电磁波的传播速度一定是3108 m/s思路解析：根据麦克斯韦电磁理论，变化的电场可以产生磁场，变化的磁场可以产生电场，A项错.电磁波即电磁场在空间的传播，其频率等于激

10、起电磁波的振荡电流的频率，B项对.电磁波的传播不需要介质，能脱离电荷而独立存在，C项对.电磁波只有在真空中时其波速才为3.0108 m/s，D项错.答案：BC4.关于电磁波传播速度表达式v=f，下列结论正确的是（ )A.波长越长，传播速度就越大 B.频率越高，传播速度就越大C.发射能量越大，传播速度就越大 D.电磁波的传播速度与介质有关思路解析：根据公式v=f可知，电磁波的传播速度与波长和频率有关，他们共同决定波速.而电磁波的速度与介质有关，在真空中为3.0108 m/s，在其他介质中小于3.0108 m/s，故可知，D选项正确.答案：D5.电磁波与机械波相比较（ )A.电磁波传播不需介质，机

11、械波需要介质B.电磁波在任何介质中传播速率都相同，机械波在同一介质中传播速度相同C.电磁波和机械波都不能产生干涉D.电磁波和机械波都能产生衍射思路解析：电磁波的传播不需要介质，而机械波的传播需要介质，电磁波的传播速度在同种介质中都相同，而机械波不一定.电磁波和机械波有波的特性，故能发生干涉和衍射现象，故AD项正确.答案：AD6.当电磁波的频率减小时，它在真空中的速度将（ )A.减小 B.增大 C.不变 D.以上都不对思路解析：电磁波在真空中的速度不变，仍为3.0108 m/s.答案：C我综合我发展7.伟良的居所A位于某山脉的一边，在山脉另一边P处建有一台发射站T1（图14-1-3）.该发射站发送频率为400 kHz的无线电波和300 MHz的电磁波（注：1 MHz=106 Hz）.图14-1-3（1）已知电磁波的速率为3108 ms-1,求该无线电波和电磁波的波长.（2）从T1发送的电磁波需通过哪一种波现象方能到达伟良的居所？（3）伟良发现无线电波的接收效果较电磁波的好.试解释这现象.思路解析：(1)根