中物理：3.2《电磁场与电磁波》 课件(粤教版选修3-4).ppt

电磁场与电磁波 伟大的物理学家—— 麦克斯韦 主要贡献： 建立电磁场理论 预言电磁波的存在 麦克斯韦(1831-1879)简介 　　英国物理学家、数学家。15岁在“爱丁堡皇家学报”发表论文，1854年从剑桥大学毕业，卡文迪许试验室首任主任，写了100多篇有价值的论文，是一位可以与牛顿、爱因斯坦相提并论的科学家。 电磁场理论 1.变化的磁场产生电场 2.变化的电场产生磁场 均匀变化的磁场产生稳定的电场 非均匀变化的磁场产生变化的电场 周期性变化的磁场产生同频率周期性变化的电场 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 周期性变化的电场产生同频率周期性变化的磁场 返回 变化的电场和磁场总是相互联系的,形成一个 不可分离的统一的场——电磁场 电磁波的产生 电磁波的产生 电磁场由近及远地传播——形成电磁波 电磁波的发射: 条件：1、要有足够高的振荡频率 2、电场和磁场分散到尽可能大的空间 电路的改造： 1、增大d、减小S→C↓ 减小线圈的匝数→L↓ 增大振荡频率 2、开放电路： 使电场和磁场扩展到外部空间 电磁波的特点 1、E和B相互垂直且都垂直于传播方向 ——电磁波是横波 2、遵从波的一般规律： v=λf 且能产生反射、折射、衍射、干涉等现象 3、真空中的电磁波速：c=3.0×10 m/s 8 4、电磁波的发射过程就是辐射能量的过程 5、电磁波的传播不需要介质 科学历程 麦克斯韦 →建立电磁场理论 →预言电磁波的存在 20多年后 赫兹 →实验证实 →测定λ、f——得到波速C 研究电磁波的反射、折射、 衍射、干涉等 20多年后 20多年后 20多年后 20多年后 1.下列说法正确的是( AC ) A.恒定电流能够在周围空间产生稳定的磁场 B.稳定电场能够在周围空间产生稳定的磁场 C.均匀变化的电场能够在周围空间产生稳定 的磁场 D.均匀变化的电场和磁场相互激发，形成由 近及远的电磁波 2.当电磁波的频率增加时，它在真空中的 速度将( C ) A.减小 B.增大 C.不变 D.减小、增大和不变均有可能 3.为了使发射的电磁波的波长增为原来的2倍，可以将振荡电路的电容( A ) A.变为原来的4倍 B.变为原来的2倍 C.减为原来的一半 D.减为原来的1/4 4.关于电磁波的传播速度，以下叙述正确的 是( D ) A.波长越长，传播速度越快 B.频率越高，传播速度越快 C.发射量越大，传播速度越快 D.所有电磁波在真空中的传播速度都一样大 5.在LC振荡电路中，已知L=1.0×10-2H，C=1.0×10-10F，从开始放电起到振荡 电流第一次达到最大，经历的时间为 1.57×10-6s，该电路产生的电磁波的波长 为1884m. 能力·思维·方法 【例1】关于麦克斯韦电磁场理论，下面几种说法正确的是( D ) A.在电场周围空间一定产生变化的磁场 B.任何变化电场周围空间一定产生变化的磁场 C.均匀变化的电场周围空间能产生变化的磁场 D.振荡电场在它的周围空间一定能产生同频率 的振荡磁场 能力·思维·方法 【解析】首先要明确，不变化的电场周围不产 生磁场，变化的电场周围一定产生磁场，如果 电场是均匀变化的，产生的磁场是稳定的，如 果电场是周期性变化的，产生的磁场也将是同 频率的周期性变化的，反之也成立.综上所述答 案为D 能力·思维·方法 【例2】在以下几种反映电场随时间变化的图像 中，能够产生磁场的是BCDE；能够形成电磁波 的是CE. 能力·思维·方法 【解析】稳定的电场周围没有磁场，均匀变 化的电场周围空间产生稳定的磁场，非均匀 变化的电场周围空间产生变化的磁场，振荡 电场周围产生振荡的磁场. 能力·思维·方法 【例3】无线电发射机发射的电磁波的 频率由LC振荡电路决定.若LC电路中的 电容器电容C=2.0×10-8F，线圈自感系 数L=3.2mH，发射出的电磁波的波长是 多少? 能力·思维·方法 【解析】本题考查的是电磁波的频率公式和波 速公式. 由f= 以及v=fλ可λ=2πν ， 且电磁波的波速如没有特殊交待一律是以真空 中的光速为标准.答案为1.5×104m. 延伸·拓展 【例4】如图14-2-2所示，圆形区域内有垂直于纸面的匀强磁场，场外有一带正电的粒子(重力不计)静止在某点外，当磁场均匀增强时，该粒子的运动情况是( C ) A.仍静止在某点处 B.将做匀速运动 C.将做加速运动 D.以上说法均不对 图14