高二物理人教版選修3-4課件：14.1-14.2 電磁波的發(fā)現(xiàn)　電磁振蕩

1、,第十四章 電磁波,14.1-14.2 電磁波的發(fā)現(xiàn)電磁振蕩,1.知道麥克斯韋電磁場理論及其在物理學(xué)發(fā)展史上的物理意義. 2.了解電磁波的基本特點(diǎn)、發(fā)現(xiàn)過程及傳播規(guī)律. 3.了解振蕩電流、振蕩電路及LC電路的概念，了解LC回路中振蕩電流的產(chǎn)生過程. 4.知道電磁振蕩的周期與頻率，會求LC電路的周期與頻率.,學(xué)習(xí)目標(biāo)定位,一、電磁波的發(fā)現(xiàn),問題設(shè)計(jì),如圖2所示，當(dāng)磁鐵相對閉合線圈運(yùn) 動時(shí),線圈中的電荷做定向移動，是 因?yàn)槭艿绞裁戳Φ淖饔?？若把閉合 線圈換成一個(gè)內(nèi)壁光滑的絕緣環(huán)形 管，管內(nèi)有直徑略小于環(huán)內(nèi)徑的帶正電的小球，則磁鐵運(yùn)動過程中會有什么現(xiàn)象？小球受到的是什么力？以上現(xiàn)象說明什么問題？,圖

2、2,一、電磁波的發(fā)現(xiàn),答案電荷受到電場力作用做定向移動.磁鐵運(yùn)動過程中，帶電小球會做定向滾動，小球受到的仍然是電場力.空間磁場變化，就會產(chǎn)生電場，與有沒有閉合線圈無關(guān).,要點(diǎn)提煉,1.麥克斯韋電磁場理論的兩個(gè)基本觀點(diǎn) (1)變化的磁場產(chǎn)生 實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)：如圖3所示，在變化的磁場 中放一個(gè)閉合電路，電路里就會產(chǎn)生 .,一、電磁波的發(fā)現(xiàn),圖3,電場,感應(yīng)電流,(2)變化的電場產(chǎn)生 ，如圖4所示. 麥克斯韋大膽地假設(shè)：既然變化的磁場能夠產(chǎn)生電場，那么變化的電場也會在空間產(chǎn)生 .,一、電磁波的發(fā)現(xiàn),磁場,磁場,圖4,2.電磁波 (1)電磁波的產(chǎn)生：變化的電場和變化的磁場交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)地向周圍傳播，形成

3、 . (2)電磁波是 . (3)電磁波在真空中的速度等于 .,一、電磁波的發(fā)現(xiàn),電磁波,橫波,光速,3.電磁波和機(jī)械波的比較 (1)電磁波和機(jī)械波的共同點(diǎn) 二者都能產(chǎn)生干涉和衍射； 二者在不同介質(zhì)中傳播時(shí)頻率不變. (2)電磁波和機(jī)械波的區(qū)別 二者本質(zhì)不同 電磁波是電磁場的傳播，機(jī)械波是 的傳播.,一、電磁波的發(fā)現(xiàn),質(zhì)點(diǎn)機(jī)械振動,傳播機(jī)理不同 電磁波的傳播機(jī)理是電磁場交替感應(yīng)，機(jī)械波的傳播機(jī)理是質(zhì)點(diǎn)間的機(jī)械作用. 電磁波傳播不需要介質(zhì)，而機(jī)械波傳播需要介質(zhì). 電磁波是橫波，機(jī)械波既有橫波又有縱波，甚至有的機(jī)械波同時(shí)有橫波和縱波，例如地震波.,一、電磁波的發(fā)現(xiàn),二、電磁振蕩,1.振蕩電流、極板帶

4、電荷量隨時(shí)間的變化圖象：,2.線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁通量、磁場能E磁與電流i的變化規(guī)律相同；電容器極板間的電壓U、電場強(qiáng)度E、電場能E電、線圈自感電動勢E的變化規(guī)律與電荷量q的變化規(guī)律相同.,二、電磁振蕩,一、電磁場理論,典例精析,例1關(guān)于電磁場理論，下列說法中正確的是() A.在電場周圍一定產(chǎn)生磁場，磁場周圍一定產(chǎn)生電場 B.在變化的電場周圍一定產(chǎn)生變化的磁場，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.周期性變化的電場周圍一定產(chǎn)生周期性變化的磁場,解析根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，只有變化的電場才產(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

5、場產(chǎn)生變化的磁場.,D,二、電磁波,典例精析,例2下列關(guān)于電磁波的敘述中，正確的是() A.電磁波是電磁場由發(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3108 m/s C.電磁波由真空進(jìn)入介質(zhì)傳播時(shí)，波長將變短 D.電磁波不能產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象,二、電磁波,典例精析,解析該題考查電磁波的產(chǎn)生及特點(diǎn).電磁波在真空中的傳播速度為光速c3108 m/s，且c，從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，頻率不發(fā)生變化，波長、波速發(fā)生變化.另外電磁波仍具有波的特征.電磁波只有在真空中的傳播速度才為3108 m/s，在其他介質(zhì)中的傳播速度均小于3108 m/s.電磁波與其他波一樣具有干涉、衍射等波的特性

6、.當(dāng)電磁波由真空進(jìn)入介質(zhì)傳播時(shí)，頻率不變，因?yàn)閏v，所以，波長變短，波速變小，故選A、C. 答案AC,典例精析,三、電磁振蕩的產(chǎn)生,例3LC振蕩電路中，某時(shí)刻的磁場方向 如圖5所示，則() A.若磁場正在減弱，則電容器正在充電， 電流由b向a B.若磁場正在減弱，則電場能正在增大，電容器上極板 帶負(fù)電,圖5,典例精析,三、電磁振蕩的產(chǎn)生,C.若磁場正在增強(qiáng)，則電場能正在減小，電容器上極板 帶正電 D.若磁場正在增強(qiáng)，則電容器正在充電，電流方向由a 向b,解析若磁場正在減弱，則電流在減小，是充電過程，根據(jù)安培定則可確定電流由b向a，電場能增大，上極板帶負(fù)電，故選項(xiàng)A、B正確；,典例精析,三、電磁

7、振蕩的產(chǎn)生,若磁場正在增強(qiáng)，則電流在增大，是放電過程，電場能正在減小，根據(jù)安培定則，可判斷電流由b向a，上極板帶正電，故選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤. 答案ABC,典例精析,四、電磁振蕩的周期和頻率,例4在LC振蕩電路中，可以使振蕩頻率增大一倍的方法是() A.自感系數(shù)L和電容C都增大一倍 B.自感系數(shù)L增大一倍，電容C減小一半 C.自感系數(shù)L減小一半，電容C增大一倍 D.自感系數(shù)L和電容C都減小一半,典例精析,四、電磁振蕩的周期和頻率,解析根據(jù)LC振蕩電路頻率公式f 得，當(dāng)L、C都減小一半時(shí)，f增大一倍，故選項(xiàng)D正確.,答案D,課堂要點(diǎn)小結(jié),電磁波的發(fā)現(xiàn) 電磁振蕩,電磁場理論的兩個(gè)基本觀點(diǎn),電磁波,電

8、磁波的產(chǎn)生,電磁波是橫波,光波是電磁波,振蕩電流,振蕩電路,放電過程,充電過程,振蕩周期和頻率,T2,f,自我檢測區(qū),1,2,1,2,1.(電磁場理論)根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，變 化的磁場可以產(chǎn)生電場.當(dāng)產(chǎn)生的電場的電場 線如圖6所示時(shí)，可能是() A.向上方向的磁場在增強(qiáng) B.向上方向的磁場在減弱 C.向上方向的磁場先增強(qiáng)，然后反向減弱 D.向上方向的磁場先減弱，然后反向增強(qiáng),圖6,解析在電磁感應(yīng)現(xiàn)象的規(guī)律中，當(dāng)一個(gè)閉合電路中由于通過它的磁通量發(fā)生變化時(shí)，電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生，電路中并沒有電源，電流的產(chǎn)生是由于磁場的變化造成的.麥克斯韋把以上的觀點(diǎn)推廣到不存在閉合電路的情況，即變化的磁場產(chǎn)生電場.判斷電場與磁場變化的關(guān)系仍可利用楞次定律，只不過是用電場線方向代替了電流方向.向上方向的磁場增強(qiáng)時(shí)，感應(yīng)電,1,2,流的磁場阻礙原磁場的增強(qiáng)而方向向下，根據(jù)安培定則知感應(yīng)電流方向如題圖中E的方向所示，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤. 同理，當(dāng)磁場反向即向下的磁場減弱時(shí)，也會得到如題圖中E的方向，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤，故選A、C. 答案AC,1,2,2.(電磁振蕩的周期和頻率)要想增大LC振蕩電路中產(chǎn)生的振蕩電流的頻率，可采用的方法是() A.增大電容器兩極板的間距 B.升高電容器的充電電壓 C.增加線圈的匝數(shù) D.在線圈中插入鐵芯,1,2,解析該題考查決定振