高二物理课件第18章第三节~第四节.ppt

第三节电磁场第四节电磁波 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练 第三节 第四节 课前自主学案 目标概览 目标概览 学习目标 1 知道麦克斯韦电磁场理论的意义 2 理解电磁波的产生 掌握电磁波的特性及其波长 波速的关系 重点难点 1 麦克斯韦电磁场理论要点及电磁波的产生过程 传播特点 2 对麦克斯韦电磁场理论要点的理解 课前自主学案 一 麦克斯韦电磁场理论变化的磁场产生 变化的电场产生 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 这就是 二 电磁波的产生1 电磁波的形成 电磁场由 地传播就形成电磁波 2 要有效地向外界发射电磁波 振荡电路必须具有两个特点 第一 第二 振荡电路的电场和磁场必须 电场 磁场 电磁场 近及远 足够高的振荡频率 分散到尽可能大的空间 三 电磁波的特点电磁波是 波 填 纵 或 横 在电磁波中 每处的电场强度和磁感应强度的方向总是相互 且与电磁波的传播方向 电磁波的传播 介质 这是与机械波的本质区别 电磁波在真空中的传播速度为 m s v f对电磁波 电磁波也能产生反射 折射 现象 电磁波向外传播的过程就是向外辐射 的过程 四 电磁波的发现德国物理学家 第一次用实验证实了电磁波的存在 证实了传播速度为光速 证明了电磁波能产生反射 折射 衍射 干涉等现象 横 垂直 垂直 不需要 3 0 108 适用 干涉 衍射 能量 赫兹 核心要点突破 一 怎样理解麦克斯韦的电磁场理论 二 对感应电场的认识1 感应电场方向的判定 楞次定律图18 3 1图18 3 1表示一个空间的磁场增强时 所产生感应电场的情况 图中感应电场的电场线方向和有导体存在时产生的感应电流方向一致 2 感应电场与静电场的区别变化的磁场产生的电场 称之为感应电场 也叫涡旋场 跟前面学过的静电场一样 处于电场中的电荷受力的作用 且F qE 但它们也有显著的区别 最明显的莫过于以下几点 1 静电场的电场线是非闭合曲线 而感应电场的电场线是闭合曲线 2 静电场中有电势的概念 而感应电场中无电势的概念 3 在同一静电场中 电荷运动一周 路线闭合 电场力做功一定为零 而在感应电场中 电荷沿闭合线运动一周 电场力做功不一定为零 4 静电场的 源 起于 电荷 而感应电场的 源 起于变化的磁场 三 对电磁波的理解1 电磁波的特点 1 电磁波是横波 在传播方向的任一点E和B随时间按正弦规律变化 E和B彼此垂直且与电磁波的传播方向垂直 2 电磁波的传播速度v f 在真空中的传播速度等于光速 电磁波的频率跟产生电磁波的振荡电路的固有频率相同 3 电磁波的传播不需要介质 4 电磁波可以脱离 波源 而存在 电磁波发射出去后 产生电磁波的LC回路停止振荡后 在空间中的电磁波仍继续传播 5 电磁波具有波的共性 能发生反射 折射 干涉 衍射等现象 2 电磁波与机械波的区别与联系 课堂互动讲练 按照麦克斯韦的电磁场理论 以下说法正确的是 A 恒定的电场周围产生恒定的磁场 恒定的磁场周围产生恒定的电场B 变化的电场周围产生磁场 变化的磁场周围产生电场 C 均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场 均匀变化的磁场周围产生均匀变化的电场D 均匀变化的电场周围产生稳定的磁场 均匀变化的磁场周围产生稳定的电场 解析 根据麦克斯韦电磁场理论 只有变化的电场 磁场 才能产生磁场 电场 B对 而恒定的电场 磁场 不产生磁场 电场 A错 若电场 磁场 的变化是均匀的 产生的磁场 电场 则是稳定的 D对 C错 答案 BD 点评 理解麦克斯韦电磁场理论的关键在于把握 变化 二字 分清 变化 的种类 变式训练1在空间某处存在一变化的磁场 则 A 在磁场中放一闭合线圈 线圈里一定会产生感应电流B 在磁场中放一闭合线圈 线圈里不一定会产生感应电流C 在磁场中不放闭合线圈 在变化的磁场周围一定不会产生电场D 在磁场中不放闭合线圈 在变化的磁场周围一定会产生电场 解析 选BD 由产生感应电流的条件知 闭合电路的磁通量发生变化才能产生感应电流 如果线圈平面与磁场方向平行 则无感应电流产生 故A错 B对 由麦克斯韦电磁场理论知感应电场的产生与磁场周围是否有闭合回路无关 故C错 D对 一带正电离子在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动 如图18 3 2所示 当磁场的磁感应强度均匀增大时 此离子的 A 动能不变B 动能增大C 动能减小D 无法确定 图18 3 2 自主解答 由变化的磁场产生电场可知 均匀增大的磁场将产生一个稳定的电场 这个电场不是静电场而是涡旋电场 这个涡旋电场的电场线是闭合的 根据楞次定律可知其方向就是在变化的磁场中的线圈内电流的方向 为逆时针 即这个涡旋电场的电场线也为逆时针方向的闭合曲线 由于电场线方向与正离子做圆周运动的方向一致 故电场力对正离子做正功 正离子动能增大 答案 B 点评 此题创新之处是带电粒子处于变化的磁场中 产生的感应电场对粒子做功 从而改变了粒子的动能 变式训练2图18 3 3如图18 3 3所示 在内壁光滑 水平放置的玻璃圆环内 有一直径略小于环口径的带正电的小球 正以速率v0沿逆时针方向匀速转动 若在此空间突然加上方向竖直向上 磁感应强度B随时间成正比例增加的变化磁场 设运动过程中小球的带电荷量不变 那么 A 小球对玻璃环的压力不断增大B 小球受到的磁场力不断增大C 小球先沿逆时针方向做减速运动 过一段时间后 沿顺时针方向做加速运动D 磁场力对小球一直不做功 解析 选CD 因为玻璃圆环所在处有均匀变化的磁场 在周围产生稳定的涡旋电场 对带正电的小球做功 由楞次定律 判断电场方向为顺时针方向 在电场力作用下 小球先沿逆时针方向做减速运动 后沿顺时针方向做加速运动 小球在水平面内沿轨迹半径方向受两个力作用 环的弹力FN和磁场的洛伦兹力F Bqv 而且两个力的矢量和时刻等于小球做圆周运动的向心力 考虑到小球速度大小的变化和方向的变化以及磁场强弱的变化 弹力FN和洛伦兹力F不一定始终在增大 磁场力始终与圆周运动的线速度方向垂直 所以磁场力对小球不做功 2010年江苏宿迁高二检测 关于电磁波 下列说法中正确的是 A 在真空中 频率高的电磁波传播速度较大B 在真空中 电磁波的能量越大 传播速度越大C 电磁波由真空进入介质 速度变小 频率不变D 只要发射电路的电磁振荡一停止 产生的电磁波立即消失 解析 在真空中 各种频率的电磁波传播的速度都相等 与电磁波的能量无关 所以选项A和B错误 电磁波的频率由产生电磁场的振荡电路决定 与介质无关 电磁波传播的速度与介质有关 选项C正确 电磁波从发射电路向空间传播时 电磁场的能量也随同一起传播 所以电磁振荡停止 产生的电磁波不会立即消失 答案 C 点评 解决此类问题应牢记电磁波的特性及其波长 波速的关系 变式训练3类比是一种有效的学习方法 通过归类和比较 有助于掌握新知识 提高学习效率 在类比过程中 既要找出共同之处 又要抓住不同之处 某同学对机械波和电磁波进行类比 总结出下列内容 其中不正确的是 A 机械波的频率 波长和波速三者满足的关系 对电磁波也适用B 机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象C 机械波的传播依赖于介质 而电磁波可以在真空中传播D 机械波既有横波又有纵波 而电磁波只有纵波 解析 选D 电磁波是电磁场传播形成的 在传播过程中电场的电场强度E和磁场的磁感应强度B的方向都与波的传播方向垂直 场强E的方向可以理解为波的 振动 方向 所以电磁波应为横波 故选D 知能优化训练 本部分内容讲解结束 点此进入课件目录 按ESC键退出全屏播放 谢谢使用