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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電路的振蕩過程，會求LC電路的周期與頻率.2.了解麥克斯韋電磁場理論的基本觀點及其在物理學(xué)發(fā)展史上的意義.3.知道電磁波的產(chǎn)生.4.知道赫茲用實驗證實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電磁振蕩的過程(1)放電過程：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，電路中的 達(dá)到最大值，電場消失，磁場最強(qiáng)，電場能全部轉(zhuǎn)化為磁場能零零增大增大電場電場磁場磁場Q電流電流 (2)充電過程：由于電感線圈的自感作用，電路中的電流逐漸 ，電感線圈中的磁場逐漸 ，電容器兩極板所帶的電荷逐漸 ，兩極板間的電場也逐漸 電路中的磁場能逐漸轉(zhuǎn)化成 能 (3)電磁振蕩：上述過程周而復(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)系的電場和磁場也周期性交替變化， 能和 能交替相互轉(zhuǎn)化，這個過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)電場電場電場電場磁場磁場次數(shù)次數(shù)同一個方向同一個方向一次一次二、麥克斯韋

3、的預(yù)言1麥克斯韋電磁場理論的主要論點(1) 的磁場周圍會產(chǎn)生電場(2) 的電場周圍會產(chǎn)生磁場2電磁場： 的電場和 的磁場相互聯(lián)系在一起，就會在空間形成一個統(tǒng)一的、不可分割的電磁場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電磁場三、赫茲實驗1888年，物理學(xué)家 第一次用實驗證實了電磁波的存在，證明了 的預(yù)言想一想空間存在如圖311所示的電場，那么在空間能不能產(chǎn)生磁場？在空間能不能形成電磁波？答案如圖所示的電場是均勻變化的，根據(jù)麥克斯韋電磁場理論可知會在空間激發(fā)出磁場，但磁場恒定，不會再在較遠(yuǎn)處激發(fā)起電場，故不會產(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：在電磁振蕩過程中，(1)線圈中的電流i、磁感應(yīng)強(qiáng)度B及磁場能EB的變化規(guī)律一致(2)電容器的帶電量q，兩極板間的場強(qiáng)E及電場能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】某時刻LC振蕩電路的狀態(tài)如圖313所示，則此時刻 ()A振蕩電流i在減小B振蕩電流i在增大C電場能正在向磁場能轉(zhuǎn)化D磁場能正在向電場能轉(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，電容器充電的過程中，電流減小，磁場能向電場能轉(zhuǎn)化，所以A、D選項正確 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，特別抓住關(guān)鍵的電量和電流，電量變大、電場強(qiáng)度、電場能變大；電流則變小，磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁場能變小判斷出充、放電情況是解決問題的關(guān)鍵二、對麥克斯韋電磁場理論的理解1恒定的磁場不會產(chǎn)生電場，同樣，恒定的電場也不會產(chǎn)生磁場；2均勻變化的電場在周圍空間產(chǎn)生恒定的磁場，同樣，均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生恒定的電場；3振蕩變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生同頻率振蕩的電場，同樣，振蕩變化的電場在周圍空間產(chǎn)生同頻率振蕩的磁場【例2】關(guān)于電磁場理論，下列說法正確的是()A在電場周圍一定產(chǎn)生磁場，磁場周圍一定產(chǎn)生電場B在變化的電場周圍一定產(chǎn)生變

6、化的磁場，變化的磁場周圍一定產(chǎn)生變化的電場C均勻變化的電場周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場D周期性變化的電場周圍一定產(chǎn)生周期性變化的磁場 解析根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，只有變化的電場能產(chǎn)生磁場，均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，非均勻變化的電場才產(chǎn)生變化的磁場，故D對，A、B、C錯 答案D 針對訓(xùn)練1某電路中電場隨時間變化的圖象如下列各圖所示，能發(fā)射電磁波的電場是 () 解析圖A中電場不隨時間變化，不會產(chǎn)生磁場；圖B和C中電場都隨時間做均勻的變化，只能在周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，也不會產(chǎn)生和發(fā)射電磁波；圖D中電場隨時間做不均勻的變化，能在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場，而這磁場的變化也是不均勻的，又能產(chǎn)生變化的電場，從

7、而交織成一個不可分割的統(tǒng)一體，即形成電磁場，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的傳播，機(jī)械波是質(zhì)點機(jī)械振動的傳播(2)傳播機(jī)理不同電磁波的傳播機(jī)理是電磁場交替感應(yīng)，機(jī)械波的傳播機(jī)理是質(zhì)點間的機(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)械波由振動產(chǎn)生；電磁波由周期性變化的電場(或磁場)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.