高中物理 電磁波的產(chǎn)生課件 魯科版選修3-4.ppt
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,高中物理選修3-4魯教版,第3章 電磁波 第1講 電磁波的產(chǎn)生,目標定位 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,振蕩電流,電感線圈L,電容器C,2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,使電路中的電流由 逐漸 , 能逐漸轉化為 能當放電 完畢,即 0時,電路中的 達到最大值,電場消失,磁場最強,電場能全部轉化為磁場能,零,增大,電場,磁場,Q,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化成 能 (3)電磁振蕩:上述過程周而復始地進行,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 能交替相互轉化,這個過程叫做電磁振蕩,減小,減弱,增多,增強,電場,電場,磁場,次數(shù),同一個方向,一次,二、麥克斯韋的預言 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,電磁場,三、赫茲實驗 1888年,物理學家 第一次用實驗證實了電磁波的存在,證明了 的預言 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,不會再在較遠處激發(fā)起電場,故不會產(chǎn)生電磁波,圖311,赫茲,麥克斯韋,一、電磁振蕩中各物理量的變化情況 如圖312所示,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、磁感應強度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化 D磁場能正在向電場能轉化,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,磁場能向電場能轉化,所以A、D選項正確 答案 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,特別抓住關鍵的電量和電流,電量變大、電場強度、電場能變大;電流則變小,磁感應強度、磁場能變小判斷出充、放電情況是解決問題的關鍵,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 D,2電磁波和機械波的區(qū)別 (1)二者本質(zhì)不同 電磁波是電磁場的傳播,機械波是質(zhì)點機械振動的傳播 (2)傳播機理不同 電磁波的傳播機理是電磁場交替感應,機械波的傳播機理是質(zhì)點間的機械作用 (3)電磁波傳播可以不需要介質(zhì),而機械波傳播需要介質(zhì) (4)電磁波是橫波,機械波既有橫波又有縱波,甚至有的機械波同時有橫波和縱波,例如地震波,【例3】 以下關于機械波與電磁波的說法中,正確的是 ( ) A機械波和電磁波,本質(zhì)上是一致的 B機械波的波速只與介質(zhì)有關,而電磁波在介質(zhì)中的波速不僅與介質(zhì)有關,而且與電磁波的頻率有關 C機械波可能是縱波,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.,- 配套講稿:
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