2024_2025学年新教材高中物理第4章电磁振荡与电磁波第1节电磁振荡第2节麦克斯韦电磁场理论学案粤教版选择性必修第二册.docVIP

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第一节电磁振荡其次节麦克斯韦电磁场理论

[核心素养·明目标]

核心素养

学习目标

科学思维

知道LC回路中振荡电流的产生过程；知道产生电磁振荡过程中，LC振荡电路中的能量转换状况。

物理观念

知道什么是电磁振荡的周期和频率，了解LC回路的周期和频率公式。

科学看法与责任

了解麦克斯韦电磁场理论的基本内容以及电磁波的预言。

科学探究

了解赫兹发觉电磁波过程，体会电磁场的物质性。

学问点一振荡电流的产生

1．电磁振荡电路的演化与构成

如图甲所示，一个电流计与一个闭合线圈连接，一条形磁铁不断地插入和拔出线圈时，电流计的指针会不断地摇摆，这说明电路中产生了大小和方向都不断变更的电流。假如将电流计拿走，如图乙所示，当条形磁铁不断地插入和拔出线圈时，电路中好像不再有电流，但电路断开处的A、B两点间仍存在感应电动势，即A、B两点间仍存在变更的电势差。

振荡电路的演化：假如在A、B两点间接一个平行板电容器，如图丙所示，当条形磁铁不断地插入和拔出线圈时，在两板之间的空间内就会产生大小和方向不断变更的电场，即电容器在不断地进行充电、放电。

2．振荡电流

(1)振荡电流：上述试验中产生的大小和方向都做周期性变更的电流。

(2)振荡电路：能够产生振荡电流的电路。

(3)LC振荡电路：自感线圈L和电容器C组成的电路，LC振荡电路是一种最简洁的振荡电路。

3．振荡电流的变更规律

LC回路产生的振荡电流是按正弦或余弦规律变更的。

学问点二电磁振荡中能量的转化

电磁振荡：在振荡电路产生振荡电流过程中，电容器极板上电荷、两极板间电压、电路中电流以及跟电荷有关的电场、与电流有关的磁场都发生周期性变更的现象。在电磁振荡过程电场能和磁场能同时发生周期性变更。

学问点三电磁振荡的周期和频率

1．电磁振荡的周期T

电磁振荡完成一次周期性变更须要的时间。

2．电磁振荡的频率f

1s内完成周期性变更的次数。

3．LC电路的周期(频率)公式

周期、频率公式：T＝2πeq\r(LC)，f＝eq\f(1,2π\r(LC))，其中：周期T、频率f、自感系数L、电容C的单位分别是秒(s)、赫兹(Hz)、亨利(H)、法拉(F)。

学问点四麦克斯韦电磁场理论的基本思想

1．变更的磁场四周产生电场是一种普遍存在的现象；

2．变更的电场四周产生磁场是一种普遍存在的现象。

总之，变更的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不行分别的统一场，这就是电磁场。

学问点五宏大的预言

1．产生

变更的电场和变更的磁场交替产生，由近及远地向远处传播，就形成电磁波。

2．传播特点

(1)电磁波中电场和磁场相互垂直，电磁波在与两者均垂直的方向传播。因此，电磁波是横波。

(2)电磁波的频率即为电磁振荡的频率，它由波源确定，与介质无关。电磁波在真空中的传播速度等于光在真空中的传播速度，即c＝3×108m

(3)电磁波传播不须要借助于任何介质，在真空中也能传播。光波的本质是电磁波。

学问点六赫兹试验

1．原理图

2．试验现象

当通入匝数少的线圈的电流突然断开时，在匝数多的线圈两端(即与黄铜杆连接的两极)之间会产生很高的电压。这个高电压使铜球之间的空气被击穿，产生火花放电。每跳一次火花，两球之间就形成一次高频振荡电流，并向外放射同频的电磁波。

3．现象分析：火花在A、B间来回跳动时，在四周空间建立了一个快速变更的电磁场，这种变更的电磁场以电磁波的形式在空间传播。当电磁波经过接收器时，导致接收器产生感应电动势，使接收器两球间隙处产生电压，当电压足够高时，两球之间产生火花放电现象。

4．试验结论：赫兹证明白电磁波的存在。

5．试验意义：证明白麦克斯韦的预言，为麦克斯韦的电磁场理论奠定了坚实的试验基础。

1．思索推断(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)在电场四周肯定产生磁场，在磁场四周肯定产生电场。 (×)

(2)匀称变更的电场四周肯定产生匀称变更的磁场。 (×)

(3)周期性变更的电场四周肯定产生周期性变更的磁场。 (√)

(4)放电时，由于线圈的自感作用，放电电流由零渐渐增大。 (√)

(5)放电时，电容器两极板间的电场能渐渐转化为线圈的磁场能。

(√)

(6)振荡电流最大时，放电完毕。 (√)

2．关于电磁场理论，下列说法正确的是()

A．在电场四周肯定产生磁场，磁场四周肯定产生电场

B．在变更的电场四周肯定产生变更的磁场，在变更的磁场四周肯定产生变更的电场

C．匀称变更的电场四周肯定产生匀称变更的磁场

D．周期性变更的电场四周肯定产生周期性变更的磁场

D[依据麦克斯韦电磁场理论，只有变更的电场能产生磁场，匀称变更的电场产生稳定的磁场，非匀称变更的电场才产生变更的磁场。]

3．关于LC振荡电路中的振荡电流，下列说法中正确的是()

A．振荡