《高中物理 第十四章 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 新人教版選修34》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第十四章 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 新人教版選修34（44頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、物 理選修選修3-4 人教版人教版第十四章電磁波電磁波 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(jī)、手機(jī)、通訊衛(wèi)星等工具的信息傳播都是靠電磁波進(jìn)行傳遞的，電磁波的存在，使當(dāng)代人“順風(fēng)耳，千里眼”的夢(mèng)想成為了現(xiàn)實(shí)。 知 識(shí) 導(dǎo) 航 本章主要對(duì)電磁波的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用做了詳細(xì)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(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)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(huì)生活、科技等領(lǐng)域中的應(yīng)用。 本章的重點(diǎn)是電磁振蕩，難點(diǎn)和核心是麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論。 學(xué) 法 指 導(dǎo) 1學(xué)習(xí)時(shí)體會(huì)科學(xué)家研究物理問題的思想方
2、法。 2通過閱讀教材和課外書籍知道麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的兩個(gè)支柱：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)。變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互聯(lián)系形成統(tǒng)一的電磁場(chǎng)；了解電磁波譜，知道它們的特點(diǎn)。 3注意了解向外發(fā)射的無線電波為什么要進(jìn)行調(diào)制，接收無線電波時(shí)為什么要調(diào)諧、檢波等。 4學(xué)習(xí)時(shí)，注意結(jié)合生活實(shí)際，感受電磁波在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。要學(xué)會(huì)通過具體的調(diào)查研究，探究電磁波的應(yīng)用對(duì)生產(chǎn)、科技和日常生活有越來越大的影響。第一節(jié)第一節(jié) 電磁波的發(fā)現(xiàn)電磁波的發(fā)現(xiàn) 第二節(jié)第二節(jié) 電磁振蕩電磁振蕩知道電磁波的產(chǎn)生條件和傳播速度知道電磁波的產(chǎn)生條件和傳播速度了解了解LC振蕩電路中電磁振蕩的產(chǎn)生過程振蕩電路中電磁振蕩的產(chǎn)生過程
3、了解電磁振蕩的周期和頻率，會(huì)求了解電磁振蕩的周期和頻率，會(huì)求LC電路的周期和頻率電路的周期和頻率1 1課前預(yù)習(xí)課前預(yù)習(xí)2 2課內(nèi)探究課內(nèi)探究3 3素養(yǎng)提升素養(yǎng)提升4 4課堂達(dá)標(biāo)課堂達(dá)標(biāo)5 5課時(shí)作業(yè)課時(shí)作業(yè)課課 前前 預(yù)預(yù) 習(xí)習(xí) 1變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng) (1)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)：如圖所示，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_。傳大的預(yù)言傳大的預(yù)言(2)麥克斯韋對(duì)該問題的見解：回路里有麥克斯韋對(duì)該問題的見解：回路里有_產(chǎn)生，一定是變化的產(chǎn)生，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)。移動(dòng)。(3)該現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)：變化的該現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)：變化的_產(chǎn)
4、生了電場(chǎng)。產(chǎn)生了電場(chǎng)。感應(yīng)電流感應(yīng)電流 感應(yīng)電流感應(yīng)電流 磁場(chǎng)磁場(chǎng) 定向定向 磁場(chǎng)磁場(chǎng) 2變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)麥克斯韋大膽地假設(shè)，既然變化的磁場(chǎng)能產(chǎn)生電場(chǎng)，麥克斯韋大膽地假設(shè)，既然變化的磁場(chǎng)能產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)也會(huì)在空間產(chǎn)生變化的電場(chǎng)也會(huì)在空間產(chǎn)生_。磁場(chǎng)磁場(chǎng) 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(chǎng)，那么它就會(huì)在空間引起不均勻變化的_，這一不均勻變化的磁場(chǎng)又引起不均勻變化的_于是變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)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(chǎng)理論，電磁場(chǎng)中的電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度互相_，而且二者均與波的傳播方向_，因此電磁波是_波。
5、 3電磁波的速度 麥克斯韋指出了光的電磁本性，他預(yù)言電磁波的速度等于_。電磁波電磁波磁場(chǎng)磁場(chǎng) 電場(chǎng)電場(chǎng) 電磁波電磁波 垂直垂直 垂直垂直 橫橫 光速光速 1886年，赫茲用實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)裝置 如圖所示赫茲的電火花赫茲的電火花 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?；鸹ɑ鸹?火花火花 電磁場(chǎng)電磁場(chǎng) 電磁波電磁波 電磁波電磁波
6、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 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_。電磁振蕩的產(chǎn)生電磁振蕩的產(chǎn)生周期性周期性 振蕩電路振蕩電路 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(shí)起，電容器要對(duì)線圈放電：(1)放電過程：由于線圈的放電過程：由于線圈的_作用放電電流不能立刻達(dá)到最大值，由作用放電電流不能立刻達(dá)到最大值，由0逐漸增大，同時(shí)電容器極板上的電荷逐漸增大，同時(shí)電容器極板上的電荷_。放電完畢時(shí)，極板上的電荷。放電完畢時(shí)，極板上的電荷為零，放電電流達(dá)到為零，放電電流達(dá)到_。該過程電容器儲(chǔ)存的。該過程電容器儲(chǔ)存的_轉(zhuǎn)
7、化為線圈的轉(zhuǎn)化為線圈的_。自感自感 減少減少 最大最大 電場(chǎng)能電場(chǎng)能 磁場(chǎng)能磁場(chǎng)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(huì)立刻消失，而要保持原來的方向繼續(xù)流動(dòng)，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(shí)，充電結(jié)束，極板上的電荷量達(dá)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(shí)際的LC振蕩是阻尼振蕩：電路中有電阻，振蕩電流通過時(shí)會(huì)有_產(chǎn)生，另外還會(huì)有一部分能量以_的形式輻射出去。如果要實(shí)現(xiàn)等幅振蕩，必須有能量補(bǔ)充到電路中。自感自感 反向充電反向充電 增加增加 最大最大 磁場(chǎng)能
8、磁場(chǎng)能 電場(chǎng)能電場(chǎng)能 電熱電熱 電磁波電磁波 電磁振蕩的周期和頻率電磁振蕩的周期和頻率周期性變化周期性變化 周期性周期性 固有固有 固有固有 判一判 (1)電場(chǎng)周圍一定存在磁場(chǎng)，磁場(chǎng)周圍一定存在電場(chǎng)。() (2)電磁波中的電場(chǎng)強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)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(jiǎn)單的振蕩電路。() (5)在LC振蕩電路里，隨著電容器的充放電，電場(chǎng)能與磁場(chǎng)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(tái)電子鐘，是利用LC振
9、蕩電路來制成的，在家使用一段時(shí)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(hào)”航天員王亞平的問題，請(qǐng)問她們的通話是通過機(jī)械波進(jìn)行的還是通過電磁波進(jìn)行的？為什么？ 答案：電磁波。因?yàn)闄C(jī)械波的傳播離不開介質(zhì)，而電磁波可以在真空中傳播。課課 內(nèi)內(nèi) 探探 究究 如圖所示是赫茲實(shí)驗(yàn)的裝置示意圖，請(qǐng)問赫磁通過此實(shí)驗(yàn)裝置證實(shí)了什么問題？ 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。探究一對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論及電磁波的理解探究一對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論及電磁
10、波的理解 一、電磁場(chǎng) 1電磁場(chǎng)理論的核心之一 變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)。 2電磁場(chǎng)理論的核心之二 變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)。 3麥克斯韋電磁波理論的理解 (1)恒定的電場(chǎng)不產(chǎn)生磁場(chǎng)。 (2)恒定的磁場(chǎng)不產(chǎn)生電場(chǎng)。 (3)均勻變化的磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)。 (4)均勻變化的電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)。 (5)振蕩電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場(chǎng)。 (6)振蕩磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩電場(chǎng)。 4電磁場(chǎng) 變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)是相互聯(lián)系著的，形成不可分割的統(tǒng)一體，這就是電磁場(chǎng)。 二、電磁波 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
11、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(shí)，能發(fā)生反射、吸收、折射等現(xiàn)象。 特別提醒：(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)。(吉林省扶余市第一中學(xué)20172018學(xué)年高二下學(xué)期期中)根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，下列說法正確的是() A有電場(chǎng)的空間一定存在磁場(chǎng)，有磁場(chǎng)的空間也一定能產(chǎn)生電場(chǎng) B在變化
12、的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，在變化的磁場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生變化的電場(chǎng) C均勻變化的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng) D振蕩的電場(chǎng)在周圍空間一定產(chǎn)生同頻率振蕩的磁場(chǎng)D 解題指導(dǎo)：在理解麥克斯韋電磁場(chǎng)理論時(shí)，要注意靜電場(chǎng)(恒定磁場(chǎng))不產(chǎn)生磁場(chǎng)(電場(chǎng))，還要注意根據(jù)電場(chǎng)或磁場(chǎng)的變化情況來確定會(huì)產(chǎn)生什么樣的磁場(chǎng)或電場(chǎng)。 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。 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1(多選)(山東濟(jì)南市2018屆高三模擬)各磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的情況如圖所示，其中能產(chǎn)生持續(xù)電磁波的是()BD 解析：解析：根據(jù)麥克斯
13、韋的電磁場(chǎng)理論，可知根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，可知A圖的磁場(chǎng)是恒定的，不能產(chǎn)生圖的磁場(chǎng)是恒定的，不能產(chǎn)生電場(chǎng)，更不能產(chǎn)生電磁波；電場(chǎng)，更不能產(chǎn)生電磁波；B圖的磁場(chǎng)是周期性變化的，可以產(chǎn)生周期性變化的圖的磁場(chǎng)是周期性變化的，可以產(chǎn)生周期性變化的電場(chǎng)，因而可以產(chǎn)生持續(xù)的電磁波；電場(chǎng)，因而可以產(chǎn)生持續(xù)的電磁波；C圖的磁場(chǎng)是均勻變化的，能產(chǎn)生恒定的圖的磁場(chǎng)是均勻變化的，能產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)，而恒定的電場(chǎng)不能再產(chǎn)生磁場(chǎng)，因此不能產(chǎn)生持續(xù)的電磁波；電場(chǎng)，而恒定的電場(chǎng)不能再產(chǎn)生磁場(chǎng)，因此不能產(chǎn)生持續(xù)的電磁波；D圖的磁圖的磁場(chǎng)是周期性變化的，能產(chǎn)生周期性變化的電場(chǎng)，故能產(chǎn)生持續(xù)的電磁波。場(chǎng)是周期性變化的，能產(chǎn)生周
14、期性變化的電場(chǎng)，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(shí)現(xiàn)哪兩種能量之間的相互轉(zhuǎn)化？ 提示：電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能探究二振蕩過程中各物理量的變化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(chǎng)和電場(chǎng)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
15、等因素?zé)o關(guān)，所以稱為L(zhǎng)C電路的固有周期或固有頻率。 (2)使用周期公式時(shí)，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(shí)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(chǎng)能正在增加 C電感線圈中的電流正在增大 D此時(shí)刻自感電動(dòng)勢(shì)正在阻礙電流增大BCD 解題指導(dǎo)：解析：解析：由圖中磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和安培定則可知，此時(shí)電流向著電容器帶由圖中磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和安培定則可知，此時(shí)電流向著電容器帶負(fù)電的極板流動(dòng)，也就是電容器處于放電過程中，這時(shí)兩極板電荷量和電壓、負(fù)電的極板流動(dòng)，也就是電容器處于放電過程中，這時(shí)兩
16、極板電荷量和電壓、電場(chǎng)能處于減少過程，而電流和線圈中磁場(chǎng)能處于增加過程，由楞次定律可電場(chǎng)能處于減少過程，而電流和線圈中磁場(chǎng)能處于增加過程，由楞次定律可知，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的增加。綜上所述，知，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的增加。綜上所述，B、C、D正確。正確。 對(duì)點(diǎn)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 B將開關(guān)S從“1”位置撥到“2”位置 C在線圈中插入磁鐵棒芯 D將電容器的動(dòng)片旋出些BD 素素 養(yǎng)養(yǎng) 提提 升升電磁波與機(jī)械波的區(qū)別與聯(lián)系電磁波與機(jī)械波的區(qū)別與聯(lián)系機(jī)械波機(jī)械波電磁波電磁波對(duì)象對(duì)象研究力學(xué)現(xiàn)象研究力學(xué)現(xiàn)象研究電磁現(xiàn)象研究
17、電磁現(xiàn)象周期性變化周期性變化的物理量的物理量位移隨時(shí)間和空間做周期性變位移隨時(shí)間和空間做周期性變化化電場(chǎng)電場(chǎng)E和磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間和隨時(shí)間和空間做周期性變化空間做周期性變化傳播傳播傳播需要介質(zhì)，波速與介質(zhì)有傳播需要介質(zhì)，波速與介質(zhì)有關(guān)，與頻率無關(guān)關(guān)，與頻率無關(guān)傳播無需介質(zhì)，在真空中波速傳播無需介質(zhì)，在真空中波速總是總是c，在介質(zhì)中傳播時(shí)，波速，在介質(zhì)中傳播時(shí)，波速與介質(zhì)及頻率都有關(guān)系與介質(zhì)及頻率都有關(guān)系產(chǎn)生產(chǎn)生由質(zhì)點(diǎn)由質(zhì)點(diǎn)(波源波源)的振動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)產(chǎn)生由周期性變化的電流由周期性變化的電流(電磁振蕩電磁振蕩)激發(fā)激發(fā)聯(lián)系聯(lián)系都具有波的一切特性，例如干涉、衍射、反射、折射等性質(zhì)，都具有波的一切特性，例如干涉、衍射、反射、折射等性質(zhì)，它們的波速、波長(zhǎng)與頻率的關(guān)系都是它們的波速、波長(zhǎng)與頻率的關(guān)系都是vf，都能傳播能量。，都能傳播能量。(多選)電磁波與聲波比較，下列說法正確的是( ) 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
高中物理 第十四章 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 新人教版選修34
