教科版 (2019)选择性必修 第二册2 电磁波集体备课课件ppt

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基础落实·必备知识全过关
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一、麦克斯韦电磁理论的两个基本假设1.两个基本假设(1)变化的磁场能够在周围空间产生电场。(2)变化的电场能够在周围空间产生磁场。
2.电磁场变化的电场和磁场交替产生,形成不可分割的统一体,称为电磁场。 不同于组合场
二、电磁波1.电磁波的产生由变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场由近及远传播就形成了　　　　　　。 2.电磁波的特点电磁波的电场和磁场的方向都与传播方向　　　　,因此电磁波是　　　　波。电磁波是电场能的传播,传播过程　　　　　　介质。 3.电磁波的速度电磁波的速度等于　　　　。 
三、赫兹实验证实了电磁波的存在1.实验装置
2.实验现象当感应圈两个靠近的铜球间激起火花时,检波器两铜球间也有火花产生。3.实验结论证实了　　　　　　的存在。 
四、麦克斯韦理论在物理学发展史上的意义不仅预言了　　　　　　的存在,而且揭示了电、磁、光现象在本质上的统一性,建立了完整的电磁场理论。 
情境链接如图所示,磁体在相对闭合线圈上下运动时,闭合线圈中的自由电荷做定向移动,是受到什么力的作用?这能否说明变化的磁场产生了电场?如果没有导体,情况会怎样?
提示 磁体上、下运动时,导体中自由电荷定向移动,说明电荷受到静电力作用,即导体处在电场中。磁体的上、下运动使线圈处在变化的磁场中,这表明变化的磁场周围产生了电场。如果没有导体,该处仍会产生电场。
教材拓展麦克斯韦全面地总结了电磁学研究的全部成果,并在此基础上建立了完整的电磁场理论体系,不仅科学地预言了电磁波的存在,而且揭示了光、电、磁现象的内在联系及统一性,完成了物理学的又一次大综合。这里提到的“电磁场”和我们前面学到的“组合场模型”相同吗?
易错辨析(1)电磁波在真空和介质中传播速度相同。(　　)(2)只要有电场和磁场,就能产生电磁波。(　　)(3)电磁波可能是横波,也可能是纵波。(　　)(4)周期性变化的磁场产生周期性变化的电场。(　　)(5)在电容器充、放电的过程中,电容器两极板间周期性变化的电场会产生磁场。(　　)
探究点一　对麦克斯韦电磁场理论的理解
电子感应加速器是用来获得高速电子的装置,其基本原理如图所示:上、下为电磁铁的两个磁极,磁极之间有一个环形真空室,电磁铁线圈中通入变化的电流,真空室中的带电粒子就会被加速,其速率会越来越大。请思考:带电粒子受到什么力的作用而被加速?如果线圈中通以恒定电流会使粒子加速吗?这个现象说明什么?
提示 带电粒子受到电场力作用做加速运动。线圈中通入恒定电流时,带电粒子不会被加速。说明变化的磁场能产生电场。
对麦克斯韦电磁场理论的理解
【例1】 (2023云南师大附中高二开学考试)关于麦克斯韦的电磁理论,下列说法正确的是(　　)A.在电场周围空间一定存在磁场B.变化的磁场产生变化的电场C.均匀变化的电场产生均匀变化的磁场D.振荡的磁场产生振荡的电场
解析 根据麦克斯韦电磁理论,变化的电场周围产生磁场,可知恒定不变的电场周围空间不产生磁场,A错误;根据麦克斯韦电磁理论,均匀变化的磁场周围产生恒定的电场,可知变化的磁场不一定产生变化的电场,B错误;根据麦克斯韦电磁理论,均匀变化的电场周围产生恒定的磁场,C错误;根据麦克斯韦电磁理论,振荡的磁场周围产生振荡的电场,D正确。
对点演练1关于电磁场理论,下列表述正确的是(　　)A.周期性变化的电场和磁场互相激发由近及远传播形成电磁波B.静止的电荷能够在周围空间产生稳定的磁场C.稳定的磁场能够在周围空间产生稳定的电场D.均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场
解析 根据麦克斯韦电磁理论可知,均匀变化的电场,产生稳定的磁场,非均匀变化的电场,产生变化的磁场,周期性变化的电场和变化的磁场互相激发,由近及远传播形成电磁波,而静止的电荷周围的电场是稳定的,故不产生磁场,故A正确,B、D错误;稳定的磁场周围没有电场产生,故C错误。
变化的磁场和变化的电场形成不可分离的统一体——电磁场,它会由近及远地向外传播,它的传播需要介质吗?它传播的速度是多大?
提示 它是通过变化的磁场与变化的电场之间的相互“感应”而传播到远处,所以电磁场的传播不需要介质,它在真空中传播的速度等于光速。
1.对电磁波的理解(1)电磁波的传播不需要介质,可在真空中传播。在真空中,不同频率的电磁波传播速度是相同的(都等于光速)。(2)不同频率的电磁波在同一介质中传播,其速度是不同的,频率越高,波速越小。
2.电磁波与机械波的比较
【例2】 (2023北京大兴高二期末)类比是一种有效的学习方法,通过比较和归类,有助于掌握新知识,提高学习效率。某同学对机械波和电磁波进行类比,总结出下列内容,其中正确的是(　　)A.机械波的频率、波长和波速三者满足的关系,对电磁波并不适用B.机械波的传播依赖于介质,而电磁波只能在真空中传播C.机械波既有横波又有纵波,而电磁波只有纵波D.机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象
解析 机械波的频率、波长和波速三者满足的关系,对电磁波同样适用,故A错误;机械波的传播依赖于介质,而电磁波传播不需要介质,可在真空中传播,但并不是只能在真空中传播,故B错误;机械波既有横波又有纵波,但是电磁波只能是横波,其证据就是电磁波能够发生偏振现象,而偏振现象是横波才有的,故C错误;机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象,故D正确。
对点演练2电磁波的发现和使用带来了通信技术的发展。在以下磁感应强度B随时间t变化的磁场中,能产生电磁波的是(　　)
解析 根据麦克斯韦电磁场理论,变化的磁场可以激发电场,变化的电场可以激发磁场,均匀变化的磁场产生恒定电场,均匀变化的电场产生恒定磁场,所以周期性连续变化的磁场,激发周期性连续变化的电场,进而产生连续电磁波,故A正确。
1.(电磁场理论)(2023湖北高二期末)某电场中电场强度随时间变化的图像如下图所示,其中不能产生磁场的电场是(　　)
解析 根据麦克斯韦电磁场理论可知变化的电场产生磁场,稳定的电场不能产生磁场。可知A不能产生磁场,B、C、D可以产生磁场。故选A。
2.(电磁场理论)(多选)关于电磁场的理论,下列说法正确的是(　　)A.变化的电场周围产生的磁场一定是变化的B.变化的电场周围产生的磁场不一定是变化的C.均匀变化的磁场周围产生的电场也是均匀变化的D.周期性变化的电场在周围空间产生同样频率的周期性变化的磁场
解析 根据麦克斯韦电磁场理论,变化的电场产生磁场,但产生的磁场不一定是变化的,如均匀变化的电场产生稳定的磁场,A错误,B正确;均匀变化的磁场周围产生稳定的电场,C错误;周期性变化的电场在周围空间产生同样频率的周期性变化的磁场,D正确。
3.(电磁波)关于电磁场和电磁波,下列说法正确的是(　　)A.变化的电场一定能够产生电磁波B.电磁波的传播不需要介质,可以在真空中传播C.安培通过实验发现磁场对运动电荷有力的作用D.麦克斯韦建立了经典电磁理论,并证实了电磁波的存在
解析 变化的电场能产生磁场,但只有振荡电场与振荡磁场才能交替产生,形成电磁波,A错误;电磁波的传播不需要介质,可以在真空中传播,B正确;洛伦兹通过实验发现磁场对运动电荷有力的作用,安培提出了分子电流假说,C错误;麦克斯韦建立了经典电磁理论,并预言了电磁波的存在,赫兹通过实验证实了电磁波的存在,D错误。
4.(电磁波与机械波比较)(多选)关于电磁波与声波的比较,下列说法正确的是(　　)A.电磁波的传播不需要介质,声波的传播需要介质B.由空气进入玻璃时,电磁波速度变小,声波速度变大C.由空气进入玻璃时,电磁波波长变小,声波波长变大D.电磁波和声波在介质中的传播速度都是由介质决定的,与频率无关
解析 电磁波是种能量,其传播不需要介质,而声波的传播需要介质,故A正确;电磁波在真空中的传播速度最大,由空气进入水中时,电磁波速度减小,而声波在密度大的介质中速度变大,故B正确;波的频率由波源决定,由v=λf可知,波速越大时,波长越长,则可知,电磁波在水中的波长变小,而声波在水中波长变大,故C正确;电磁波在介质中的速度由介质和频率共同决定的,在同一介质中,频率越大,电磁波的波速越小,而机械波由介质决定,故D错误。
5.(电磁场理论)(多选)用麦克斯韦的电磁场理论判断,表示电场(或磁场)产生磁场(或电场)的正确图像是(　　)