第四節(jié)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)知 識(shí) 脈 絡(luò)1.知道什么是電磁波了解麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的基本思想，體會(huì)其在物理學(xué)發(fā)展中的意義(重點(diǎn)、難點(diǎn))2了解赫茲證實(shí)電磁波存在的實(shí)驗(yàn)，體會(huì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證在物理理論發(fā)展中的地位和作用.電 磁 場(chǎng) 理 論 的 建 立 及 驗(yàn) 證 電 磁 場(chǎng) 的 物 質(zhì) 性1電磁場(chǎng)理論英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋在研究了法拉第電磁感應(yīng)現(xiàn)象之后，提出了電磁場(chǎng)理論：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)和變化的磁場(chǎng)相互聯(lián)系，形成一個(gè)不可分割的統(tǒng)一體電磁場(chǎng)電場(chǎng)和磁場(chǎng)只是電磁場(chǎng)這個(gè)統(tǒng)一體的兩種具體表現(xiàn)形式2電磁波的形成如果在空間某處產(chǎn)生了變化的電場(chǎng)，就會(huì)在空間引起變化的磁場(chǎng)；而這變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)又在較遠(yuǎn)的空間引起新的變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)這個(gè)過(guò)程反復(fù)進(jìn)行，使變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)由近及遠(yuǎn)地向周?chē)臻g傳播出去，形成電磁波3驗(yàn)證1888年，德國(guó)物理學(xué)家赫茲用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了電磁波的存在，證明電磁波與光一樣，具有反射、折射、衍射和干涉等波動(dòng)特性，并發(fā)現(xiàn)電磁波的傳播速度等于光速，證實(shí)了光是一種電磁波4電磁場(chǎng)的物質(zhì)性電磁場(chǎng)可以使電荷移動(dòng)，即可以對(duì)電荷做功，這說(shuō)明電磁場(chǎng)具有能量俄國(guó)物理學(xué)家列別捷夫測(cè)量到光對(duì)被照射物的壓力，表明電磁場(chǎng)具有與其他物質(zhì)相互作用的屬性所以說(shuō)，電磁場(chǎng)是物質(zhì)存在的基本形態(tài)之一1有電場(chǎng)的空間一定存在磁場(chǎng)，有磁場(chǎng)的空間也一定能產(chǎn)生電場(chǎng)()2均勻變化的電場(chǎng)周?chē)欢óa(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng)()3周期性變化的磁場(chǎng)周?chē)臻g一定產(chǎn)生周期性變化的電場(chǎng)()麥克斯韋在建立電磁場(chǎng)理論的過(guò)程中，提出了什么假說(shuō)？運(yùn)用了哪些物理思想？【提示】麥克斯韋提出了“變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)”、“變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)”兩個(gè)假說(shuō)，研究中麥克斯韋采用了聯(lián)想、推理、類(lèi)比、對(duì)稱(chēng)等物理學(xué)的思想方法1麥克斯韋電磁場(chǎng)理論2電磁場(chǎng)如果在空間某處產(chǎn)生了周期性變化的電場(chǎng)，就會(huì)在周?chē)臻g引起周期性變化的磁場(chǎng)，而這個(gè)周期性變化的磁場(chǎng)又在較遠(yuǎn)的空間引起新的周期性變化的電場(chǎng)變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)相互聯(lián)系，形成了一個(gè)不可分割的統(tǒng)一體電磁場(chǎng)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論中的“均勻變化”指的是在相等的時(shí)間內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度或電場(chǎng)強(qiáng)度的變化量相同；“振蕩”是指周期性變化并且變化是不均勻的3電磁波(1)在真空中電磁波的傳播速度等于光速，光是一種電磁波(2)電磁場(chǎng)中以電場(chǎng)和磁場(chǎng)的形式貯存著能量電磁能電磁波的傳播過(guò)程就是能量傳播的過(guò)程(3)麥克斯韋預(yù)言了電磁波，赫茲證實(shí)了電磁波的存在，測(cè)出了波長(zhǎng)和頻率，證實(shí)了真空中電磁波的傳播速度等于光速，驗(yàn)證了電磁波的反射、折射、衍射和干涉等現(xiàn)象(4)電磁波可以在介質(zhì)中傳播，也可以在真空中傳播且任何頻率的電磁波在真空中的傳播速度都是3108 m/s.1關(guān)于電磁場(chǎng)理論，下列說(shuō)法正確的是()A在電場(chǎng)周?chē)欢óa(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)周?chē)欢óa(chǎn)生電場(chǎng)B在變化的電場(chǎng)周?chē)欢óa(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)周?chē)欢óa(chǎn)生變化的電場(chǎng)C均勻變化的電場(chǎng)周?chē)欢óa(chǎn)生變化的磁場(chǎng)D周期性變化的電場(chǎng)周?chē)欢óa(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)【解析】根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，只有變化的電場(chǎng)周?chē)女a(chǎn)生磁場(chǎng)，所以A錯(cuò)；而非均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，均勻變化的電場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，所以B、C錯(cuò)，故選D.【答案】D2(多選)關(guān)于電磁場(chǎng)和電磁波，下列說(shuō)法正確的有()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：75392071】A電磁波不能在真空中傳播B變化的電場(chǎng)一定能產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)C電磁波在真空中傳播的速度是3108 m/sD變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)由近及遠(yuǎn)地向周?chē)臻g傳播，形成電磁波【解析】電磁波可以在真空中傳播，A錯(cuò)誤；均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)，B錯(cuò)誤；電磁波在真空中傳播的速度是3108 m/s，C正確；由電磁波的定義可知D正確【答案】CD3下列說(shuō)法中正確的是()A電磁場(chǎng)的本質(zhì)是電場(chǎng)B電磁場(chǎng)的本質(zhì)是磁場(chǎng)C電磁場(chǎng)是電場(chǎng)和磁場(chǎng)的統(tǒng)稱(chēng)D電磁場(chǎng)是周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)交替產(chǎn)生而形成的不可分離的統(tǒng)一體【解析】變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)交替產(chǎn)生而在空間中形成電磁場(chǎng)，故D選項(xiàng)正確【答案】D4(多選)下列關(guān)于電磁波的說(shuō)法中正確的是()A只要電場(chǎng)和磁場(chǎng)發(fā)生變化，就能產(chǎn)生電磁波B電磁波傳播需要介質(zhì)C停止發(fā)射電磁波，發(fā)射出去的電磁波仍能獨(dú)立存在D電磁波具有能量，電磁波的傳播是伴隨著能量向外傳遞的【解析】對(duì)電磁波的產(chǎn)生機(jī)制及傳播途徑要搞清，如果電場(chǎng)(或磁場(chǎng))是均勻變化的，產(chǎn)生的磁場(chǎng)(或電場(chǎng))是恒定的，就不能產(chǎn)生新的電場(chǎng)(或磁場(chǎng))，也就不能產(chǎn)生電磁波電磁波不同于機(jī)械波，它的傳播不需要介質(zhì)，故應(yīng)選C、D.【答案】CD5(多選)按照麥克斯韋電磁理論，以下說(shuō)法中正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：75392072】A恒定的電場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，恒定的磁場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生恒定的電場(chǎng)B變化的電場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生電場(chǎng)C均勻變化的電場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng)，均勻變化的磁場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生均勻變化的電場(chǎng)D均勻變化的電場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，均勻變化的磁場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)【解析】對(duì)此理論全面正確的理解為：不變化的電場(chǎng)周?chē)划a(chǎn)生磁場(chǎng)；變化的電場(chǎng)周?chē)梢援a(chǎn)生變化磁場(chǎng)，也可以產(chǎn)生不變化的磁場(chǎng)；均勻變化的電場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)；周期性變化的電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的周期性變化的磁場(chǎng)變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)的規(guī)律與以上類(lèi)似，故正確答案為B、D.【答案】BD均勻變化的電場(chǎng)(磁場(chǎng))產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)(電場(chǎng))，不均勻變化的電場(chǎng)(磁場(chǎng))產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)(電場(chǎng))，周期性變化的電場(chǎng)(磁場(chǎng))產(chǎn)生同頻率的周期性變化的磁場(chǎng)(電場(chǎng))