高中物理 第3章 電磁波 第1節(jié) 電磁波的產(chǎn)生教案 魯科版選修34

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1、 第1節(jié) 電磁波的產(chǎn)生 課堂互動(dòng) 三點(diǎn)剖析 一、電磁振蕩 LC回路產(chǎn)生振蕩電流的過程 電容器（正向）放電過程中，振蕩電流增大，電場(chǎng)能向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化，當(dāng)電容器放電完畢的瞬間，振蕩電流最大，電容器的帶電荷量、板間場(chǎng)強(qiáng)和電場(chǎng)能為零，線圈周圍的磁場(chǎng)最強(qiáng)，磁場(chǎng)能最大；電容器（反向）充電過程中，振蕩電流減?。ǚ较虿蛔儯?，磁場(chǎng)能向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化，當(dāng)電容器充電完畢的瞬間，振蕩電流為零，線圈周圍的磁場(chǎng)和磁場(chǎng)能為零，電容器的帶電荷量、板間場(chǎng)強(qiáng)和電場(chǎng)能最大，以上各量都做周期性變化. 由電磁振蕩的周期公式T=2π知,要改變電磁振蕩的周期和頻率,必須改變線圈的自感系數(shù)L或者電容器電容C.

2、 影響線圈自感系數(shù)L的是:線圈的匝數(shù)、有無鐵芯及線圈截面積和長(zhǎng)度.匝數(shù)越多,自感系數(shù)L越大,有鐵芯的自感系數(shù)比無鐵芯的大. 影響電容器電容的是:兩板正對(duì)面積S、兩板間介電常數(shù)ε以及兩板間距d，由C=（平行板電容器電容），不難判斷ε、S、d變化時(shí)，電容C變化. 【例1】關(guān)于LC振蕩電路中的振蕩電流,下列說法中正確的是( ) A.振蕩電流最大時(shí),電容器兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度最大 B.振蕩電流為零時(shí),線圈中自感電動(dòng)勢(shì)為零 C.振蕩電流增大的過程中,線圈中的磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化成電場(chǎng)能 D.振蕩電流減小的過程中,線圈中的磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能 解析:振蕩電流最大時(shí),處于電容器放電結(jié)

3、束瞬間，場(chǎng)強(qiáng)為零，A錯(cuò).振蕩電流為零時(shí)，LC回路振蕩電流改變方向，這時(shí)的電流變化最快，電流強(qiáng)度變化率最大，線圈中自感電動(dòng)勢(shì)最大，B錯(cuò).振蕩電流增大時(shí)，電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為線圈中的磁場(chǎng)能，C錯(cuò).振蕩電流減小時(shí)，線圈中的磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能，D對(duì). 答案:D 二、麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論 1.電磁場(chǎng) 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)總是相互聯(lián)系的，形成一個(gè)不可分離的統(tǒng)一的場(chǎng)，這就是電磁場(chǎng). 2.電磁波 （1）產(chǎn)生：變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)地向周圍傳播，形成了電磁波. （2）電磁波的特點(diǎn)：①電磁波中的電場(chǎng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度與波的傳播方向兩兩垂直，是橫波；②電磁波

4、的傳播不需要介質(zhì)，電磁波在真空中傳播的速度為3108 m/s，v=對(duì)電磁波適用；③電磁波能產(chǎn)生反射、折射、干涉、偏振和衍射等現(xiàn)象. （3）德國(guó)物理學(xué)家赫茲第一次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在. 3.如何理解麥克斯韋電磁場(chǎng)理論 對(duì)于麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的內(nèi)容不僅要知道“變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)”，而且要進(jìn)一步知道：均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)（穩(wěn)定的電場(chǎng)不再產(chǎn)生磁場(chǎng)），均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)（穩(wěn)定的磁場(chǎng)不再產(chǎn)生電場(chǎng)）；周期性非均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生同周期性非均勻變化的電場(chǎng)，周期性非均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生同周期性非均勻變化的磁場(chǎng). 【例2】關(guān)于電磁場(chǎng)理論，下列說法正確的是(

5、 ) A.在電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生電場(chǎng) B.在變化的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，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.周期性變化的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng) 解析：根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，只有變化的電場(chǎng)能產(chǎn)生磁場(chǎng)，均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，非均勻變化的電場(chǎng)才產(chǎn)生變化的磁場(chǎng). 答案：D 各個(gè)擊破 類題演練1 在LC回路產(chǎn)生電磁振蕩的過程中,下列說法正確的是( ) A.電容器放電完畢時(shí)刻,回路中磁場(chǎng)能最小 B.回路中電流值最大時(shí)刻,回路中磁場(chǎng)能最大 C.電容器極板上電荷最多時(shí),電場(chǎng)能最大

6、 D.回路中電流值最小時(shí)刻,電場(chǎng)能最小 解析:由振蕩電路充、放電過程知,放電過程,電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能.電流變大,放電完畢,電流值最大.由此可知B、C正確. 答案：BC 變式提升1 圖3-1-1中畫出一個(gè)LC振蕩電路中的電流變化圖線,根據(jù)圖線可判斷( ) 圖3-1-1 A.t1時(shí)刻電感線圈兩端電壓最大 B.t2時(shí)刻電容器兩極間電壓為零 C.t1時(shí)刻電路中只有電場(chǎng)能 D.t1時(shí)刻電容器帶電荷量為零 解析:由圖象知,計(jì)時(shí)開始時(shí),電容器兩極板帶電荷量最大,電流為零,電容器放電開始,根據(jù)電流隨時(shí)間的變化規(guī)律,可以在圖中畫

7、出qt圖象(在右圖中用虛線表示).由圖象分析可知:t1時(shí)刻,電容器上電荷量為零,電勢(shì)差為零,電場(chǎng)能為零,故D對(duì),A、C皆錯(cuò)； t2時(shí)刻電容器電荷量q最大，兩板間電勢(shì)差最大，B錯(cuò). 答案:D 類題演練2 根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，下列說法正確的是( ) A.在電場(chǎng)的周圍空間，一定存在著和它聯(lián)系著的磁場(chǎng) B.在變化的電場(chǎng)周圍空間，一定存在著和它聯(lián)系著的磁場(chǎng) C.恒定電流在其周圍不產(chǎn)生磁場(chǎng) D.恒定電流周圍存在著穩(wěn)定的磁場(chǎng) 解析：只有在變化的電場(chǎng)周圍空間才存在和它聯(lián)系的磁場(chǎng)，所以A錯(cuò)，B對(duì).恒定電流周圍存在著穩(wěn)定的磁場(chǎng)，所以C錯(cuò)，D對(duì). 答案:BD 變式提升2 某空間

8、出現(xiàn)了如圖3-1-2所示的一組閉合的電場(chǎng)線，這可能是( ) A.沿AB方向磁場(chǎng)在迅速減弱 B.沿AB方向磁場(chǎng)在迅速增強(qiáng) C.沿BA方向磁場(chǎng)在迅速增強(qiáng) D.沿BA方向磁場(chǎng)在迅速減弱 圖3-1-2 解析：根據(jù)電磁感應(yīng)理論，閉合回路中磁通量變化時(shí)，使閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，該電流可用楞次定律判斷，其中感應(yīng)電流的方向和電場(chǎng)線方向一致. 答案：AC 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375