新教材高中物理電磁振蕩與電磁波2電磁場(chǎng)與電磁波課件新人教版選擇性必修第二冊(cè)

第四章電磁振蕩與電磁波2．電磁場(chǎng)與電磁波課前預(yù)習(xí)反饋課內(nèi)互動(dòng)探究課堂達(dá)標(biāo)檢測(cè)目標(biāo)體系構(gòu)建核心素養(yǎng)提升目標(biāo)體系構(gòu)建【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．初步了解麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的根本思想，知道電磁場(chǎng)的概念。2．知道電磁波的概念，初步了解場(chǎng)的統(tǒng)一性和多樣性。3．體驗(yàn)赫茲證明電磁波存在的實(shí)驗(yàn)過程及實(shí)驗(yàn)方法，領(lǐng)會(huì)物理實(shí)驗(yàn)對(duì)物理學(xué)開展的重要作用?！舅季S脈絡(luò)】課前預(yù)習(xí)反響1．變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)(1)實(shí)驗(yàn)根底：如下圖，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)電流知識(shí)點(diǎn)1電磁場(chǎng)(2)麥克斯韋對(duì)該問題的見解：回路里有__________產(chǎn)生，一定是變化的______產(chǎn)生了電場(chǎng)，自由電荷在電場(chǎng)的作用下發(fā)生了______移動(dòng)。(3)該現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)：變化的______產(chǎn)生了電場(chǎng)。感應(yīng)電流磁場(chǎng)定向磁場(chǎng)2．變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)從場(chǎng)的觀點(diǎn)出發(fā)，麥克斯韋假設(shè)：變化的電場(chǎng)就像運(yùn)動(dòng)的電荷，也會(huì)在空間產(chǎn)生______。即______的電場(chǎng)產(chǎn)生______。3．電磁場(chǎng)變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系的，形成一個(gè)__________的統(tǒng)一的電磁場(chǎng)。磁場(chǎng)變化磁場(chǎng)不可分割1．電磁波的形成如果在空間某區(qū)域有________變化的電場(chǎng)，就會(huì)在周圍引起變化的磁場(chǎng)，變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)又會(huì)在______的空間引起新的變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)。這樣，變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)由近及遠(yuǎn)向周圍傳播，形成了________。2．電磁波的特點(diǎn)(1)電磁波中的電場(chǎng)強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度互相______，而且二者均與波的傳播方向______，因此電磁波是______。(2)電磁波的速度等于______，光的本質(zhì)是________。周期性知識(shí)點(diǎn)2電磁波較遠(yuǎn)電磁波垂直垂直橫波光速電磁波1．赫茲的實(shí)驗(yàn)裝置如下圖知識(shí)點(diǎn)3赫茲的實(shí)驗(yàn)2．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象當(dāng)感應(yīng)圈兩個(gè)金屬球間有______跳過時(shí)，導(dǎo)線環(huán)兩個(gè)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(gè)金屬球間產(chǎn)生電火花時(shí)，空間出現(xiàn)了迅速變化的________。這種電磁場(chǎng)以________的形式在空間傳播。當(dāng)________到達(dá)導(dǎo)線環(huán)時(shí)，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(chǎng)電磁波電磁波感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)思考辨析『判一判』(1)電場(chǎng)一定能產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)一定能產(chǎn)生電場(chǎng)。 ()(2)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)。 ()(3)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)。 ()(4)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)。 ()(5)電磁波也能產(chǎn)生干預(yù)、衍射現(xiàn)象。 ()(6)電磁波的傳播不需要介質(zhì)，可以在真空中傳播。 ()×

×

√

×

√

√

『選一選』如下圖的四種電場(chǎng)中，哪一種能產(chǎn)生電磁波 ()D

解析：由麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，當(dāng)空間出現(xiàn)恒定的電場(chǎng)時(shí)(如A圖)，由于它不激發(fā)磁場(chǎng)，故無電磁波產(chǎn)生；當(dāng)出現(xiàn)均勻變化的電場(chǎng)時(shí)(如B、C圖)，會(huì)激發(fā)出磁場(chǎng)，但磁場(chǎng)恒定，不會(huì)激發(fā)出電場(chǎng)，故也不會(huì)產(chǎn)生電磁波；只有振蕩的電場(chǎng)(即周期性變化的電場(chǎng))(如D圖)，才會(huì)激發(fā)出振蕩的磁場(chǎng)，振蕩的磁場(chǎng)又激發(fā)出振蕩的電場(chǎng)……如此周而復(fù)始，便會(huì)形成電磁波?！合胍幌搿环_收音機(jī)的開關(guān)，轉(zhuǎn)動(dòng)選臺(tái)旋鈕，使收音機(jī)收不到電臺(tái)的播送，然后開大音量。在收音機(jī)附近，將電池盒的兩根引線反復(fù)碰觸，你會(huì)聽到收音機(jī)中發(fā)出“喀喀〞的響聲。為什么會(huì)產(chǎn)生這種現(xiàn)象呢？翻開電扇，將它靠近收音機(jī)，看看又會(huì)怎樣。解析：電磁波是由電磁振蕩產(chǎn)生的，在收音機(jī)附近，將電池盒兩引線反復(fù)變化的電流產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生變化的電場(chǎng)，這樣會(huì)發(fā)出電磁波，從而導(dǎo)致收音機(jī)中發(fā)出“喀喀〞聲。假設(shè)將轉(zhuǎn)動(dòng)的電扇靠近收音機(jī)，因?yàn)殡娚戎须妱?dòng)機(jī)內(nèi)通有交變電流，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行同樣會(huì)引起收音機(jī)發(fā)出“喀喀〞聲。課內(nèi)互動(dòng)探究探究對(duì)電磁場(chǎng)理論的理解情景導(dǎo)入1．電磁場(chǎng)的產(chǎn)生如果在空間某處有周期性變化的電場(chǎng)，那么這個(gè)變化的電場(chǎng)就在它周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)，這個(gè)變化的磁場(chǎng)又在它周圍空間產(chǎn)生變化的電場(chǎng)——變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)是相互聯(lián)系著的，形成不同分割的統(tǒng)一體，這就是電磁場(chǎng)。要點(diǎn)提煉2．對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的理解(1)變化的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生電場(chǎng)，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(chǎng)中所產(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。(3)有單獨(dú)存在的靜電場(chǎng)，也有單獨(dú)存在的靜磁場(chǎng)，但沒有靜止的電磁場(chǎng)。特別提醒(多項(xiàng)選擇)根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，變化的磁場(chǎng)可以產(chǎn)生電場(chǎng)。當(dāng)產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)線如下圖時(shí)，可能是 ()A．向上方向的磁場(chǎng)在增強(qiáng)B．向上方向的磁場(chǎng)在減弱C．向上方向的磁場(chǎng)先增強(qiáng)，然后反向減弱D．向上方的磁場(chǎng)先減弱，然后反向增強(qiáng)典例1典例剖析AC

思路引導(dǎo)：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，產(chǎn)生的電場(chǎng)為渦旋狀電場(chǎng)，與磁場(chǎng)周圍是否有閉合電路無關(guān)，由楞次定律判斷其方向。解析：向上方向的磁場(chǎng)增強(qiáng)時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙原磁場(chǎng)的增強(qiáng)而方向向下，根據(jù)安培定那么感應(yīng)電流方向如圖中E的方向所示，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；同理，當(dāng)磁場(chǎng)反向即向下的磁場(chǎng)減少時(shí)，也會(huì)得到如圖中E的方向，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。1．(多項(xiàng)選擇)關(guān)于電磁場(chǎng)理論的表達(dá)，正確的選項(xiàng)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)解析：根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，可判選項(xiàng)A、B、C正確，D錯(cuò)誤。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練ABC

探究如下圖是赫茲實(shí)驗(yàn)的裝置示意圖，請(qǐng)問赫茲通過此實(shí)驗(yàn)裝置證實(shí)了什么問題？電磁波情景導(dǎo)入提示：實(shí)驗(yàn)演示了電磁波的發(fā)射和接收，驗(yàn)證了麥克斯韋電磁場(chǎng)理論。1．電磁波的特點(diǎn)(1)電磁波是橫波，在傳播方向上的任一點(diǎn)E和B隨時(shí)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c＝×108m/s。(3)電磁波具有波的共性，能產(chǎn)生干預(yù)、衍射等現(xiàn)象。電磁波與物質(zhì)相互作用時(shí)，能發(fā)生反射、吸收、折射等現(xiàn)象。要點(diǎn)提煉(多項(xiàng)選擇)以下關(guān)于電磁波的表達(dá)中，正確的選項(xiàng)是 ()A．電磁波是電磁場(chǎng)由發(fā)生區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播B．電磁波在任何介質(zhì)中的傳播速度均為×108m/sC．電磁波由真空進(jìn)入介質(zhì)傳播時(shí)，波長(zhǎng)將變短D．電磁波不能產(chǎn)生干預(yù)、衍射現(xiàn)象思路引導(dǎo)：深入理解電磁波的形成及傳播特點(diǎn)是處理該類問題的關(guān)鍵。典例2典例剖析AC

2．關(guān)于電磁波在真空中的傳播速度，以下說法中正確的選項(xiàng)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解析：電磁波在真空中的傳播速度等于光速，與頻率、波長(zhǎng)、能量大小均無關(guān)，D正確。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練D

核心素養(yǎng)提升電磁波與機(jī)械波的比較

機(jī)械波電磁波研究對(duì)象力學(xué)現(xiàn)象電磁現(xiàn)象周期性位移隨時(shí)間和空間做周期性變化電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間和空間做周期性變化傳播情況傳播需要介質(zhì)，波速與介質(zhì)有關(guān)，與頻率無關(guān)傳播無需介質(zhì)，在真空中波速總等于光速c，在介質(zhì)中傳播時(shí)，波速與介質(zhì)和頻率都有關(guān)產(chǎn)生機(jī)理由質(zhì)點(diǎn)(波源)的振動(dòng)產(chǎn)生由電磁振蕩(周期性變化的電流)激發(fā)

機(jī)械波電磁波是否橫波可以是是是否縱波可以是否干涉現(xiàn)象滿足干涉條件時(shí)均能發(fā)生干涉現(xiàn)象衍射現(xiàn)象滿足衍射條件時(shí)均能發(fā)生明顯衍射(多項(xiàng)選擇)電磁波與聲波比較，以下說法正確的選項(xiàng)是 ()A．電磁波的傳播不需要介質(zhì)，聲波的傳播需要介質(zhì)B．由空氣進(jìn)入水中時(shí)，電磁波速度變小，聲波速度變大C．由空氣進(jìn)入水中時(shí)，電磁波波長(zhǎng)變小，聲波波長(zhǎng)變大D．電磁波和聲波在介質(zhì)中的傳播速度，都是由介質(zhì)決定，與頻率無關(guān)ABC

案例課堂達(dá)標(biāo)檢測(cè)D

解析：奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流周圍存在磁場(chǎng)，故A錯(cuò)誤；麥克斯韋提出電磁場(chǎng)理論并預(yù)言電磁波的存在，后來赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)電磁波的存在，故B錯(cuò)誤；楞次總結(jié)出電磁感應(yīng)現(xiàn)象中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙磁通量的變化，即楞次定律，故C錯(cuò)誤；法拉第提出可以用電場(chǎng)線描繪電場(chǎng)的分布，極大地促進(jìn)了人們對(duì)電磁現(xiàn)象的研究，選項(xiàng)D正確。A

D

解析：根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，只有變化的電場(chǎng)才能產(chǎn)生磁場(chǎng)，均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，非均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，只有選項(xiàng)D正確。4．(多項(xiàng)選擇)(2021·山東濟(jì)南市高三模擬)各磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的情況