【步步高】高中物理 14.114.2 电磁波的发现　电磁振荡课件 新人教选修34

第十四章电磁波14.1-14.2电磁波的发现电磁振荡1.知道麦克斯韦电磁场理论及其在物理学发展史上的物理意义.2.了解电磁波的基本特点、发现过程及传播规律.3.了解振荡电流、振荡电路及LC电路的概念，了解LC回路中振荡电流的产生过程.4.知道电磁振荡的周期与频率，会求LC电路的周期与频率.学习目标定位一、电磁波的发现问题设计如图2所示，当磁铁相对闭合线圈运动时,线圈中的电荷做定向移动，是因为受到什么力的作用？若把闭合线圈换成一个内壁光滑的绝缘环形管，管内有直径略小于环内径的带正电的小球，则磁铁运动过程中会有什么现象？小球受到的是什么力？以上现象说明什么问题？图2一、电磁波的发现答案电荷受到电场力作用做定向移动.磁铁运动过程中，带电小球会做定向滚动，小球受到的仍然是电场力.空间磁场变化，就会产生电场，与有没有闭合线圈无关.要点提炼1.麦克斯韦电磁场理论的两个基本观点(1)变化的磁场产生实验基础：如图3所示，在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里就会产生

.一、电磁波的发现图3电场感应电流(2)变化的电场产生，如图4所示.麦克斯韦大胆地假设：既然变化的磁场能够产生电场，那么变化的电场也会在空间产生.一、电磁波的发现磁场磁场图42.电磁波(1)电磁波的产生：变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成.(2)电磁波是.(3)电磁波在真空中的速度等于.一、电磁波的发现电磁波横波光速3.电磁波和机械波的比较(1)电磁波和机械波的共同点①二者都能产生干涉和衍射；②二者在不同介质中传播时频率不变.(2)电磁波和机械波的区别①二者本质不同电磁波是电磁场的传播，机械波是的传播.一、电磁波的发现质点机械振动②传播机理不同电磁波的传播机理是电磁场交替感应，机械波的传播机理是质点间的机械作用.③电磁波传播不需要介质，而机械波传播需要介质.④电磁波是横波，机械波既有横波又有纵波，甚至有的机械波同时有横波和纵波，例如地震波.一、电磁波的发现二、电磁振荡1.振荡电流、极板带电荷量随时间的变化图象：2.线圈中的磁感感应强度B、磁通量Φ、磁场能E磁与电流i的变化规律相相同；电容器器极板间的电电压U、电场强度E、电场能E电、线圈自感感电动势E的变化规律与与电荷量q的变化规律相相同.二、电磁振荡荡一、电磁场理理论典例例精精析析例1关于于电电磁磁场场理理论论，，下下列列说说法法中中正正确确的的是是()A.在电电场场周周围围一一定定产产生生磁磁场场，，磁磁场场周周围围一一定定产产生生电电场场B.在变变化化的的电电场场周周围围一一定定产产生生变变化化的的磁磁场场，，变变化化的的磁磁场场周周围围一定定产产生生变变化化的的电电场场C.均匀匀变变化化的的电电场场周周围围一一定定产产生生均均匀匀变变化化的的磁磁场场D.周期期性性变变化化的的电电场场周周围围一一定定产产生生周周期期性性变变化化的的磁磁场场解析析根根据据麦麦克克斯斯韦韦的的电电磁磁场场理理论论，，只只有有变变化化的的电电场场才才产产生生磁磁场场，，均均匀匀变变化化的的电电场场产产生生恒恒定定的的磁磁场场，，非非均均匀匀变变化化的的电电场场产产生生变变化化的的磁磁场场.D二、、电电磁磁波波典例例精精析析例2下列列关关于于电电磁磁波波的的叙叙述述中中，，正正确确的的是是()A.电磁磁波波是是电电磁磁场场由由发发生生区区域域向向远远处处的的传传播播B.电磁磁波波在在任任何何介介质质中中的的传传播播速速度度均均为为3××108m/sC.电磁磁波波由由真真空空进进入入介介质质传传播播时时，，波波长长将将变变短短D.电磁磁波波不不能能产产生生干干涉涉、、衍衍射射现现象象二、、电电磁磁波波典例例精精析析解析析该该题题考考查查电电磁磁波波的的产产生生及及特特点点.电磁磁波波在在真真空空中中的的传传播播速速度度为为光光速速c＝3××108m/s，且且c＝냃，从从一一种种介介质质进进入入另另一一种种介介质质时时，，频频率率不不发发生生变变化化，，波波长长、、波波速速发发生生变变化化.另外电磁磁波仍具具有波的的特征.电磁波只只有在真真空中的的传播速速度才为为3×108m/s，在其他他介质中中的传播播速度均均小于3×108m/s.电磁波与与其他波波一样具具有干涉涉、衍射射等波的的特性.当电磁波波由真空空进入介介质传播播时，频频率不变变，因为为c＞v，所以λ＞λ′，波长变变短，波波速变小小，故选选A、C.答案AC典例精析析三、电磁磁振荡的的产生例3LC振荡电路路中，某某时刻的的磁场方方向如图5所示，则则()A.若磁场正正在减弱弱，则电电容器正正在充电电，电流由b向aB.若磁场正正在减弱弱，则电电场能正正在增大大，电容容器上极极板带负电图5典例精析析三、电磁磁振荡的的产生C.若磁场正正在增强强，则电电场能正正在减小小，电容容器上极极板带正电D.若磁场正正在增强强，则电电容器正正在充电电，电流流方向由由a向b解析若若磁场正正在减弱弱，则电电流在减减小，是是充电过过程，根根据安培培定则可可确定电电流由b向a，电场能能增大，，上极板板带负电电，故选选项A、B正确；典例精析析三、电磁磁振荡的的产生若磁场正正在增强强，则电电流在增增大，是是放电过过程，电电场能正正在减小小，根据据安培定定则，可可判断电电流由b向a，上极板板带正电电，故选选项C正确，D错误.答案ABC典例精析析四、电磁磁振荡的的周期和和频率例4在LC振荡电路路中，可可以使振振荡频率率增大一一倍的方方法是()A.自感系数数L和电容C都增大一一倍B.自感系数数L增大一倍倍，电容容C减小一半半C.自感系系数L减小一一半，，电容容C增大一一倍D.自感系系数L和电容容C都减小小一半半典例精精析四、电电磁振振荡的的周期期和频频率解析根根据据LC振荡电电路频频率公公式f＝得得，当当L、C都减小小一半半时，，f增大一一倍，，故选选项D正确.答案D课堂要要点小小结电磁波波的发发现电磁振振荡电磁场场理论论的两两个基基本观观点电磁波波电磁波波的产产生电磁波波是横横波光波是是电磁磁波振荡电电流振荡电电路放电过过程充电过过程振荡周周期和和频率率T＝2πf＝自我检检测区区12121.(电磁场场理论论)根据麦麦克斯斯韦电电磁场场理论论，变变化的磁磁场可可以产产生电电场.当产生生的电电场的的电场场线如图图6所示时时，可可能是是()A.向上方方向的的磁场场在增增强B.向上方方向的的磁场场在减减弱C.向上方方向的的磁场场先增增强，，然后后反向向减弱弱D.向上方方向的的磁场场先减减弱，，然后后反向向增强强图6解析在在电电磁感感应现现象的的规律律中，，当一一个闭闭合电电路中中由于于通过过它的的磁通通量发发生变变化时时，电电路中中就有有感应应电流流产生生，电电路中中并没没有电电源，，电流流的产产生是是由于于磁场场的变变化造造成的的.麦克斯斯韦把把以上上的观观点推推广到到不存存在闭闭合电电路的的情况况，即即变化化的磁磁场产产生电电场.判断电场与与磁场变化化的关系仍仍可利用楞楞次定律，，只不过是是用电场线线方向代替替了电流方方向.向上方向的的磁场增强强时，感应应电12流的磁场阻阻碍原磁场场的增强而而方向向下下，根据安安培定则知知感应电流流方向如题题图中E的方向所示示，选项A正确，B错误.同理，当磁磁场反向即即向下的磁磁场减弱时时，也会得得到如题图图中E的方向，选选项C正确，D错误，故选选A、C.答案AC122.(电磁振荡的的周期和频频率)要想增大LC振荡电路中中产生的振振荡电流的的频率，可可采用的方方法是()A.增大电容器器两极板的的间距B.升高电容器器的充电电电压C.增加线圈的的匝数D.在线圈中插插入铁芯12解析该题题考查决定定振荡电流