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1、高中物理高中物理選修選修3-4魯教版魯教版第第3章電磁波章電磁波第第1講電磁波的產(chǎn)生講電磁波的產(chǎn)生 目標(biāo)定位1.了解振蕩電流、振蕩電路及LC電路的振蕩過(guò)程，會(huì)求LC電路的周期與頻率.2.了解麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的基本觀點(diǎn)及其在物理學(xué)發(fā)展史上的意義.3.知道電磁波的產(chǎn)生.4.知道赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在及意義一、電磁振蕩1振蕩電流和振蕩電路(1)振蕩電流：大小和 都做周期性變化的電流(2)振蕩電路：產(chǎn)生 的電路由 和 所組成的電路是一種基本的振蕩電路，叫做LC振蕩電路 方向方向振蕩電流振蕩電流電感線圈電感線圈L電容器電容器C2電磁振蕩的過(guò)程(1)放電過(guò)程：線圈自感作用阻礙電流的變化，使電路中的
2、電流由 逐漸 ， 能逐漸轉(zhuǎn)化為 能當(dāng)放電完畢，即 0時(shí)，電路中的 達(dá)到最大值，電場(chǎng)消失，磁場(chǎng)最強(qiáng)，電場(chǎng)能全部轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能零零增大增大電場(chǎng)電場(chǎng)磁場(chǎng)磁場(chǎng)Q電流電流 (2)充電過(guò)程：由于電感線圈的自感作用，電路中的電流逐漸 ，電感線圈中的磁場(chǎng)逐漸 ，電容器兩極板所帶的電荷逐漸 ，兩極板間的電場(chǎng)也逐漸 電路中的磁場(chǎng)能逐漸轉(zhuǎn)化成 能 (3)電磁振蕩：上述過(guò)程周而復(fù)始地進(jìn)行，就產(chǎn)生了方向和大小周期性變化的振蕩電流，與振蕩電流相聯(lián)系的電場(chǎng)和磁場(chǎng)也周期性交替變化， 能和 能交替相互轉(zhuǎn)化，這個(gè)過(guò)程叫做電磁振蕩減小減小減弱減弱增多增多增強(qiáng)增強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)電場(chǎng)電場(chǎng)磁場(chǎng)磁場(chǎng)次數(shù)次數(shù)同一個(gè)方向同一個(gè)方向一次一次二、麥克斯韋
3、的預(yù)言1麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的主要論點(diǎn)(1) 的磁場(chǎng)周圍會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)(2) 的電場(chǎng)周圍會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)2電磁場(chǎng)： 的電場(chǎng)和 的磁場(chǎng)相互聯(lián)系在一起，就會(huì)在空間形成一個(gè)統(tǒng)一的、不可分割的電磁場(chǎng)3電磁波：在空間交替變化并傳播出去的 就形成了電磁波變化變化變化變化變化變化變化變化電磁場(chǎng)電磁場(chǎng)三、赫茲實(shí)驗(yàn)1888年，物理學(xué)家 第一次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，證明了 的預(yù)言想一想空間存在如圖311所示的電場(chǎng)，那么在空間能不能產(chǎn)生磁場(chǎng)？在空間能不能形成電磁波？答案如圖所示的電場(chǎng)是均勻變化的，根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論可知會(huì)在空間激發(fā)出磁場(chǎng)，但磁場(chǎng)恒定，不會(huì)再在較遠(yuǎn)處激發(fā)起電場(chǎng)，故不會(huì)產(chǎn)生電磁波圖圖311赫茲赫茲麥克斯韋麥
4、克斯韋 一、電磁振蕩中各物理量的變化情況 如圖312所示圖圖312 由甲、乙兩圖象可以看出：在電磁振蕩過(guò)程中，(1)線圈中的電流i、磁感應(yīng)強(qiáng)度B及磁場(chǎng)能EB的變化規(guī)律一致(2)電容器的帶電量q，兩極板間的場(chǎng)強(qiáng)E及電場(chǎng)能EE的變化規(guī)律一致，并且與i、B、EB的變化總是反向的【例1】某時(shí)刻LC振蕩電路的狀態(tài)如圖313所示，則此時(shí)刻 ()A振蕩電流i在減小B振蕩電流i在增大C電場(chǎng)能正在向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化D磁場(chǎng)能正在向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化圖圖313 解析圖中電容器上極板帶正電荷，圖中給出的振蕩電流方向，說(shuō)明負(fù)電荷向下極板聚集，所以電容器正在充電，電容器充電的過(guò)程中，電流減小，磁場(chǎng)能向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化，所以A、D選項(xiàng)正確 答
5、案AD 借題發(fā)揮在電磁振蕩中各物理量變化是有規(guī)律的，我們要熟悉各物理量變化的特點(diǎn)，特別抓住關(guān)鍵的電量和電流，電量變大、電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)能變大；電流則變小，磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁場(chǎng)能變小判斷出充、放電情況是解決問(wèn)題的關(guān)鍵二、對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的理解1恒定的磁場(chǎng)不會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，同樣，恒定的電場(chǎng)也不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)；2均勻變化的電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，同樣，均勻變化的磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)；3振蕩變化的磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生同頻率振蕩的電場(chǎng)，同樣，振蕩變化的電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生同頻率振蕩的磁場(chǎng)【例2】關(guān)于電磁場(chǎng)理論，下列說(shuō)法正確的是()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
6、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)，故D對(duì)，A、B、C錯(cuò) 答案D 針對(duì)訓(xùn)練1某電路中電場(chǎng)隨時(shí)間變化的圖象如下列各圖所示，能發(fā)射電磁波的電場(chǎng)是 () 解析圖A中電場(chǎng)不隨時(shí)間變化，不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)；圖B和C中電場(chǎng)都隨時(shí)間做均勻的變化，只能在周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，也不會(huì)產(chǎn)生和發(fā)射電磁波；圖D中電場(chǎng)隨時(shí)間做不均勻的變化，能在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，而這磁場(chǎng)的變化也是不均勻的，又能產(chǎn)生變化的電場(chǎng)，從
7、而交織成一個(gè)不可分割的統(tǒng)一體，即形成電磁場(chǎng)，能發(fā)射電磁波 答案D2電磁波和機(jī)械波的區(qū)別(1)二者本質(zhì)不同電磁波是電磁場(chǎng)的傳播，機(jī)械波是質(zhì)點(diǎn)機(jī)械振動(dòng)的傳播(2)傳播機(jī)理不同電磁波的傳播機(jī)理是電磁場(chǎng)交替感應(yīng)，機(jī)械波的傳播機(jī)理是質(zhì)點(diǎn)間的機(jī)械作用(3)電磁波傳播可以不需要介質(zhì)，而機(jī)械波傳播需要介質(zhì)(4)電磁波是橫波，機(jī)械波既有橫波又有縱波，甚至有的機(jī)械波同時(shí)有橫波和縱波，例如地震波【例3】以下關(guān)于機(jī)械波與電磁波的說(shuō)法中，正確的是()A機(jī)械波和電磁波，本質(zhì)上是一致的B機(jī)械波的波速只與介質(zhì)有關(guān)，而電磁波在介質(zhì)中的波速不僅與介質(zhì)有關(guān)，而且與電磁波的頻率有關(guān)C機(jī)械波可能是縱波，而電磁波必定是橫波D它們都能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象 解析機(jī)械波由振動(dòng)產(chǎn)生；電磁波由周期性變化的電場(chǎng)(或磁場(chǎng))產(chǎn)生，機(jī)械波是能量波，傳播需要介質(zhì)，速度由介質(zhì)決定，電磁波是物質(zhì)波，波速由介質(zhì)和自身的頻率共同決定；機(jī)械波有橫波，也有縱波，而電磁波一定是橫波，它們都能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射等現(xiàn)象，故選項(xiàng)B、C、D正確 答案BCD 借題發(fā)揮機(jī)械波的傳播速度完全由介質(zhì)決定，而電磁波的傳播速度是由介質(zhì)和頻率共同決定.
高中物理 電磁波的產(chǎn)生課件 魯科版選修34
