2019-2020年高二物理电磁场和电磁波备课材料.doc

2019-2020年高二物理电磁场和电磁波备课材料教学目的：通过演示和讲解，让学生理解电磁场的理论。了解电磁波的产生，掌握电磁波的传播公式。A B一、 准备知识：1、分析闭合电路中电流的形成： 分析电路中AB中电流的方向是AB，问为什么会有A到B的电流，重点确定电流形成的实质是导体中有电场的结果，而电场产生的电场力使电荷发生了定向移动。 结论：电路中电流形成的实质是电荷在电场力作用下发生的定向移动，而电场力的发生一定伴随电场，电场的方向与导体中电流的方向相同。 B M2、感应电流的产生： 要使M中产生感应电流的条件是什么？穿过闭合回路M的B发生变化。 强调：在M环中产生感应电流的实质是环内产生了电场，电场驱使电子定向移动而产生了电流，电场的方向与电流方向相同。 那么将金属环拿走，当磁场变化时的电场是否存在呢？引入麦克斯韦的电磁场理论。3、一个变化的磁场中放一个闭合线圈会产生感应电流，这是一种电磁感应现象。麦克斯韦研究了这种现象，认为若电路闭合就会有感应电流；若电路不闭合，则会产生感应电场；这个电场驱使导体中电子的运动，从而产生了感应电流。 麦克斯韦把这种情况的分析推广到不存在闭合电路的情形，他认为在变化的磁场周围产生电场，是一种普遍现象，跟闭合电路是否存在无关。二、新课知识：1、变化的磁场产生电场。2、麦克斯韦研究了电现象和磁现象，他预言既然变化的磁场能产生电场，那么变化的电场也能产生磁场。变化的电场产生磁场3、分析 恒定的电场周围无磁场，恒定的磁场周围无电场。 均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，均匀变化的磁场周围产生恒定的电场。 周期性变化的电场周围存在同周期的磁场，周期性变化的磁场在周围产生同周期的电场。4、电磁场的形成：变化的电场和变化的磁场是相互联系着的一个不可分割的统一体，这就是电磁场。 麦克斯韦预言：这种电磁场由发生区域向无限远处的空间传播就形成了电磁波。且在真空中电磁波的传播速度跟光速相等。 麦克斯韦的预言最后由物理学家赫子证实了电磁波的存在，并进一步分析电磁波在真空中的传播速度为C=3.00108m/s 电磁波的波长由V=f得到f=C/5、无线电波：无线电技术中使用的电磁波叫做无线电波。无线电波的波长从几毫米到几十千米。通常根据波长或频率把无线电波分成几个波段长波、中波、中短波、短波、微波。二、 例题分析：例题1、LC回路的频率为100赫兹，电容为0.1微法.求电感是多大? ( 25H )如果LC回路的频率为1000赫兹,电容不变,电感又是多大?( 250H ) 例题2、一台收音机的接收频率范围从f1=2.2MHz到f=22MHz；设这台收音机能接收的相应波长范围从1到2，调谐电容器的相应电容量变化范围从C1到C2，那么波长之比为1：2=（10：1）, 电容之比为C1：C2=（100：1） 例题3、在LC振荡电路中，已知电容器电容为C，振荡电流i=Imsint，则此电路中线圈的自感系数L=（1/2C）, 若该电路发射的电磁波在某种媒质中的波长为, 则电磁波在这种媒质中的传播速度为（/2）。 例题4、（ B ）无线电广播中波段的波长范围为187560米，为了避免邻台干扰，两个相邻电台的频率至少相差104赫，则在此波段中，最多能容纳的电台数约：A、500个 B、100个 C、187个 D、20个。三、 作业：P142（1）（3）科学家的故事：麦克斯韦：麦克斯韦是英国的理论物理学家、数学家。15岁就曾向英国皇家学会递交数学论文，发表在爱丁堡皇家学会学报上。16岁考入爱丁堡大学学习数学和物理学，19岁转入剑桥大学。他读到法拉第的著作电学实验研究，立即被它吸引住了，24岁发表了第一篇有关电磁学的论文法拉第的力线。年轻的麦克斯韦以他卓越的数学才能把法拉第用直观、形象方式表述的电磁理论，加以概括提高，总结了当时对电磁现象研究的成果，建立了电磁场的基本方程，即麦克斯韦方程组，确立了电磁场的理论。从理论上预言了电磁波的存在。麦克斯韦的电磁理论实现了科学认识的一个革命性变革，其简洁的数学形式中蕴藏着完美的对称结构：电场和磁场的对称性；时间和空间的对称性。1879年11月5日麦克斯韦在剑桥逝世，年仅49岁。赫兹：赫兹是德国物理学家。他在物理学上最主要的贡献是用实验成功地证明了电磁波的存在，并且完善了麦克斯韦的电磁场理论。赫兹因骨癌被过早地夺去生命，于1894年逝世，年仅37岁。他的导师亥姆霍兹赞扬：“才气横溢，性格坚毅，用自已极短暂的一生解决了一个世纪以来许多科学家所没有解决的一系列重要问题。”被誉为无线电通讯的先躯。