变化的电场与磁场 电磁波(下)
电磁场和电磁波
2.将下图所示的带电的平行板电容器C的两个极板用 绝缘工具缓缓拉大板间距离的过程中，在电容器周围 空间 A．会产生变化的磁场 B．会产生稳定的磁场 C．不产生磁场 D．会产生振荡的磁场 [误解]认为只有电流的周围存在磁场，电容器中没有 电流通过，周围就不存在磁场。实际上，本题应根据 麦克斯韦电磁场理论来分析：由于对电容器充电后没 有断开电源，电容器两极板间电势差不变，根据 可知Q与d成反比。故当缓慢拉 大电容器两极板间的距离时， 电容器内部的电场作非均匀变化， 在它周围产生变化的磁场，选项（A）正确。
t
则电场力做功NeE应该等于电子的 动能EK，所以有N= EK/Ee，带入数 据可得N=2.8×105周。
2.电磁波 变化的电场和磁场从产生的区域由近及远地向周围 空间传播开去，就形成了电磁波。 有效地发射电磁波的条件是：⑴频率足够高（单位 时间内辐射出的能量P∝f 4）；⑵形成开放电路（把 电场和磁场分散到尽可能大的空间离里去）。 电磁波是横波。E与B的方向彼此垂直，而且都跟波 的传播方向垂直，因此电磁波是横波。电磁波的传播 不需要靠别的物质作介质，在真空中也能传播。在真 空中的波速为c=3.0×108m/s。 3.电磁波的应用 要知道广播、电视、雷达、无线通信等都是电磁波 的具体应用。
3.如图1所示的是一个水平放置的玻璃环形小槽，槽内 光滑、槽的宽度和深度处处相同。现将一直径略小于 槽宽的带正电的小球放入槽内，让小球获一初速度v0 在槽内开始运动，与此同时，有一变化的磁场竖直向 下穿过小槽外径所包围的面积，磁感应强度的大小随 时间成正比增大，设小球运动过程中带电量不变，那 么 A．小球受到的向心力大小不变 B．小球受到的向心力大小增加 C．磁场力对小球做功 D．小球受到的磁场力不断增加 [误解] 因为磁场力对带电小球不做功，所以小球的速 度大小不变。由于小球运动的半径又不变，则小球受 到的向心力不变，选（A）。 [正确解答] 选（B），（D）。
变化的电磁场知识点总结
变化的电磁场知识点总结一、电磁场麦克斯韦的电磁场理论：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场。
理解：*均匀变化的电场产生恒定磁场，非均匀变化的电场产生变化的磁场，振荡电场产生同频率振荡磁场*均匀变化的磁场产生恒定电场，非均匀变化的磁场产生变化的电场，振荡磁场产生同频率振荡电场*电与磁是一个统一的整体，统称为电磁场（麦克斯韦最杰出的贡献在于将物理学中电与磁两个相对独立的部分，有机的统一为一个整体，并成功预言了电磁波的存在）二、电磁波1、概念：电磁场由近及远的传播就形成了电磁波。
（赫兹用实验证实了电磁波的存在，并测出电磁波的波速）2、性质：*电磁波的传播不需要介质，在真空中也可以传播*电磁波是横波*电磁波在真空中的传播速度为光速*电磁波的波长=波速*周期3、电磁振荡LC振荡电路：由电感线圈与电容组成，在振荡过程中，q、I、E、B均随时间周期性变化振荡周期：T=2πsqrt[LC]4、电磁波的发射*条件：足够高的振荡频率；电磁场必须分散到尽可能大的.空间*调制：把要传送的低频信号加到高频电磁波上，使高频电磁波随信号而改变。
调制分两类：调幅与调频#调幅：使高频电磁波的振幅随低频信号的改变而改变#调频：使高频电磁波的频率随低频信号的改变而改变（电磁波发射时为什么需要调制？通常情况下我们需要传输的信号为低频信号，如声音，但低频信号没有足够高的频率，不利于电磁波发射，所以才将低频信号耦合到高频信号中去，便于电磁波发射，所以高频信号又称为“载波”）5、电磁波的接收*电谐振：当接收电路的固有频率跟收到的电磁波频率相同时，接受电路中振荡电流最强（类似机械振动中的“共振”）。
*调谐：改变LC振荡电路中的可变电容，是接收电路产生电谐振的过程*解调：从接收到的高频振荡电流中分离出所携带的信号的过程，是调制的逆过程，解调又叫做检波（收音机是如何接收广播的？收音机的天线接收所有电磁波，经调谐选择需要的电磁波（选台），经过解调取出携带的信号，放大后再还原为声音）5、电磁波的应用电视、手机、雷达、互联网6、电磁波普无线电波：通信红外线：加热物体（热效应）、红外遥感、夜视仪可见光：照明、摄影紫外线：感光、杀菌消毒、荧光防伪X射线：医用透视、检查、探测r射线：工业探伤、放疗。
22人教版高中物理新教材选择性必修第2册--第2节 电磁场与电磁波
第2节电磁场与电磁波课标解读课标要求素养要求1.理解麦克斯韦电磁场理论的两个支柱:变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场，变化的电场和磁场相互联系形成统一的电磁场。
2.了解电磁场在空间传播形成电磁波。
3.了解麦克斯韦电磁场理论以及赫兹实验在物理学发展中的贡献。
1.物理观念:理解电磁场、电磁波及麦克斯韦电磁场理论，了解变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远向周围传播的“能量观”及电磁场客观存在的“物质观”。
2.科学探究:探究电磁场与电磁波的存在。
3.科学思维:通过了解麦克斯韦电磁场理论以及赫兹实验，体会两位科学家研究物理问题的思想方法。
4.科学态度与责任:通过电磁波发现的过程，领会人类认识世界的认知规律，培养实事求是的科学态度。
自主学习·必备知识教材研习教材原句要点一麦克斯韦电磁场理论变化①的磁场产生电场，是一个普遍规律，跟闭合电路②是否存在无关。
运动③的电荷在空间要产生磁场，从场的观点出发，麦克斯韦假设:变化的电场就像④运动的电荷，也会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。
要点二电磁波的产生变化的电场和磁场总是相互联系⑤的，形成一个不可分割的统一的电磁场。
如果在空间某区域有周期性变化⑥的电场，就会在周围引起变化的磁场，变化的电场和磁场又会在较远的空间引起新的变化的电场和磁场。
这样变化的电场和磁场由近及远地向周围传播⑦，形成了电磁波。
自主思考①磁场存在但不变化可以产生电场吗?产生电场的根源是什么？答案：提示不可以。
产生电场的根源不是只要有磁场就行，而是磁场“有”还必须“变”才可以产生电场。
②如果在变化的磁场周国不存在闭合电路，是否也产生电场?闭合电路的作用是什么?答案：提示只要磁场变化，即使不存在闭合电路，电场仍然产生，闭合电路只是起了一个检测这个电场存在的作用。
若放人的不是闭合电路而是可以自由移动的带电粒子或小球，它们也会在感应电场的作用下运动起来，说明变化的磁场确实产生了电场。
③电荷存在但不运动，可以产生磁场吗？电荷如何才能产生磁场？电荷产生磁场的根源是什么？答案：提示静止的电荷不产生磁场，只产生静电场。
了解电磁波和电场的相互作用
电磁波的传播速 度：电磁波的传 播速度与光速相
同，约为 3×10^8米/秒。
电磁波的极化和偏振
电磁波的极化：电磁波在传播过程中，电场强度和磁场强度方向保持 固定的关系，称为极化。
极化方式：线极化、圆极化和椭圆极化。
偏振：电磁波的电场强度和磁场强度方向在某一方向上保持固定，称 为偏振。
偏振方式：线偏振、圆偏振和椭圆偏振。
电场对电磁波的调制作用
电场对电磁波的影响：电场可以改变电磁波的传播方向和速度
电场对电磁波的调制方式：电场可以通过改变电磁波的频率、相位和振幅 来调制电磁波
电场对电磁波的调制效果：电场对电磁波的调制可以产生新的电磁波，如 调幅、调频和调相电磁波
电场对电磁波的应用：电场对电磁波的调制作用在通信、雷达、微波等领 域有着广泛的应用
折射：电磁波通过不同介质时，会发生折射现象 散射：电磁波在传播过程中，遇到障碍物或其他干扰因素时，会发 生散射现象
电磁波的频率和波长
电磁波的频率： 表示电磁波每秒 钟振动的次数，
单位为赫兹 （Hz）。
电磁波的波长： 表示电磁波在一 个周期内传播的 距离，单位为米
（m）。
频率和波长的关 系：电磁波的频 率和波长之间的 关系可以通过公 式c=λf来描述， 其中c是光速，λ 是波长，f是频
电场是由电荷产生的
电荷的性质决定了电场的强度和 方向
添加标题
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电荷在电场中受到力的作用
添加标题
添加标题
电场与电荷的相互作用遵循一定 的物理定律，如库仑定律、高斯 定律等
电场的能量和力
电场的能量：电场具有能量，可以通过电场力做功
电场的力：电场对电荷有作用力，力的大小与电荷的电量和电场的强度有关
电场与磁场的交替变化与电磁波的产生
电场与磁场的交替变化与电磁波的产生在物理学中，电场和磁场是两个基本的概念。
电场是由电荷产生的力场，可以使电荷受力；而磁场是由电流产生的力场，可以使磁体受力。
当电场和磁场交替变化时，就会产生电磁波。
电场和磁场的交替变化是由麦克斯韦方程组描述的。
麦克斯韦方程组是描述电磁场的一组偏微分方程。
其中，法拉第电磁感应定律描述了由磁场的变化引起的电场的产生；而安培环路定理描述了由电场的变化引起的磁场的产生。
这两个定律相互作用，形成了电场和磁场的交替变化，从而产生了电磁波。
电磁波是一种波动现象，它是通过电场和磁场的相互作用传播的。
电磁波可以分为多个频段，常见的有无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。
这些电磁波具有不同的波长和频率，可以用来进行通信、加热、照明、医疗等各种应用。
电磁波的产生是由于电场和磁场的交替变化引起的。
当电场和磁场交替变化时，它们相互支撑、相互作用，通过空间的传播形成了电磁波。
这种交替变化是周期性的，即电场和磁场在空间中周期性地变化，而电磁波传播的速度是恒定的，约为光速。
这也使得电磁波具有了波动性和粒子性的双重特性。
电磁波具有一些重要的特征，包括频率、波长、振幅和能量。
频率是表示电磁波振动次数的物理量，单位是赫兹(Hz)；波长是表示电磁波在空间中传播的距离，单位是米；振幅是表示电磁波振幅的大小，与电磁场中处于最大位移处的物理量有关；能量是电磁波传播的能量，与电场和磁场的能量有关。
电磁波在传播过程中具有许多应用。
无线电波可以用于无线通信和广播；微波可以用于炉子和雷达；红外线可以用于红外加热和遥感；可见光可以用于照明和成像；紫外线可以用于杀菌和光敏剂的激发；X射线可以用于医学影像和材料分析；γ射线可以用于放射治疗和核反应。
这些应用使得电磁波成为现代社会中不可或缺的一部分。
总结起来，电场和磁场的交替变化引起了电磁波的产生。
电磁波是一种通过电场和磁场的相互作用传播的波动现象。
电磁波具有多种频段和应用，包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。
电磁场和电磁波
充 电
放电
ｉ
q=0 i=Im
ｑ
++ ++
q=Qm i=0
两类量:
第一类：电容器的电荷q、电压u、电场E、 电场能E电、线圈的自感电动势e自 第二类：线圈的电流i、磁场B、磁场能E磁 两类量的变化规律相反. 即第一类增大时 第二类减小; 第一类达最大时第二类为零.
(3)变化规律的图象描述：
q
o t i o
讨论:
麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中产生电场，正是这种电场(涡旋 电场)在线圈中驱使自由电子做定向的移动，引起了感应电流。
1.变化的磁场产生的电场叫感应电场（涡流电场），电场线是 闭合的。
2.静止电荷周围产生的电场叫静电场，电场线由正电荷起到负 电荷终止，不是闭合的。
总结：麦克斯韦认为线圈只不过用来显
一、电磁振荡的产生
+ + + + L
－－ － －
C
E
S
一
电磁波的产生与传播
由麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场产生变化的磁场， 而变化的磁场又产生变化的电场，这样，变化电场和变化磁场 之间相互依赖，相互激发，交替产生，并以一定速度由近及远 地在空间传播出去。这样就产生了电磁波。
1、电磁波的波源 我们知道，线圈L和电容C组成的电路可以产生电磁振荡， 电磁振荡能够发射电磁波。但由LC组成普通振荡电路，有以下 特点： (1) 电磁场能量几乎分别集中于电容器和自感线圈内，不利于电 磁波的辐射，所以必需设计能让能量辐射的电路。
(2) 电磁波在单位时间内辐射功率与频率的四次方成正比，而
L C电路频率为
1 2π LC
很低，因而要对电路进行改造。
实验表明，LC回路里产生的振荡电流是按正 弦规律变化的。
电磁学讲——变化的电场产生磁场电磁场与电磁波
cos (t
x) u
1）电 磁波是横波 E
u
E0 ,H
cos(t
u ;
kx)
E
k 2π
u
2） E 和 H 同相位 ;
H
3） E 和 H 数值成比例 H E ；
4）电磁波传播速度 u 1 , 真空中波速
等于光速 u c 1 00 2.998108 m/s.
例1 有一圆形平行平板电容器, R 3.0cm.现对
其充电,使电路上的传导电流 Ic dQ dt 2.5A,
若略去边缘效应, 求（1）两极板间的位移电流;（2）两
极板间离开轴线的距离为 r 2.0cm 的点 P 处的磁
感强度 .
解 如图作一半径
Q Q
为 r平行于极板的圆形
回路，通过此圆面积的 电位移通量为
B
0r
2π R2
dQ dt
代入数据计算得 Id 1.1A B 1.11105T
二、电磁场 麦克斯韦电磁场方程组
静电场高斯定理
D
ds
dV
q
S
V
静电场环流定理
l E dl 0
磁场高斯定理
SB
ds
0
安培环路定理
H dl
电能
We
Q2 2C
,
磁能 W m
1 2
LI 2 ,
LC回路总能量 1 Q2 1 LI 2 常量 2C 2
Q dQ LI dI 0 I dQ
C dt dt
dt
电场和磁场的电磁波
电场和磁场的电磁波当我们使用无线电进行通信、使用手机进行通话时，就是在利用电磁波进行信号传输。
电磁波广泛应用于当代科技领域，但是很少有人真正了解电磁波是如何产生以及如何传播的。
在本文中，我们将探索电磁波的产生和传播原理，特别是电场和磁场的作用。
电磁波是指电场和磁场通过空间传播时所形成的波动现象。
它们是相互关联且相互依赖的，彼此不可分割。
电磁波具有电场和磁场交替变化的特点，电场和磁场的变化形成了电磁波的波动。
首先，我们来看电场和磁场的产生过程。
在电磁波中，电场的产生源于电荷的运动。
当电荷在空间中进行运动时，就会形成电场。
电场的强弱受电荷大小和距离的影响。
而磁场的产生则与电流有关。
当电流通过导线时，就会形成磁场。
磁场的强弱受电流大小和导线形状的影响。
接下来，我们来了解电磁波的传播过程。
电磁波以光速在空间中传播，传播过程中的关键是电场和磁场的相互作用。
当电场发生变化时，它会激发磁场的变化；而当磁场发生变化时，它会激发电场的变化。
电场和磁场紧密合作，通过交替变化传播出去，形成了电磁波的波动。
电磁波的传播速度是有限的，即光速。
光速是一个常数，约为3×10^8米/秒。
这是因为电磁波的传播速度受到物质媒质的影响。
不同频率的电磁波具有不同的特性。
根据频率的不同，电磁波可以被分为不同的波段。
例如，无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。
不同频率的电磁波在应用上有着不同的用途。
无线电波用于无线通信，可见光用于照明和成像，X射线用于医学影像等等。
电磁波的应用十分广泛。
在通信领域，我们使用无线电波进行广播、手机等移动通信。
在医学领域，X射线被用于检查人体内部的结构和疾病。
在科学研究中，天文学家利用电磁波观测和探索宇宙的奥秘。
此外，电磁波还被广泛应用于雷达、卫星通信、无线电遥控等方面。
总而言之，电场和磁场是电磁波产生和传播的基础。
电磁波以电场和磁场的变化为动力，在空间中迅速传播。
不同频率的电磁波在应用上发挥着不同的作用。
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电磁场与电磁波
本章内容
第六节
displacement current principle of total current
相对磁导率
绝对磁导率
磁化电流
续上
引言
电容充电
位移电流
例
全电流
例
思考
L1和L2包围的电流是否相同？
全电流环路定理
回顾
基本要求
麦氏电磁场理论
完
备用题
题1
2
例
3
例
4
例
（D）位移电流的磁效应不服从安培环路定理。
dm 2．在感生电场中电磁感应定律可以写成 L EK dl dt
，式中 Ek 为感生电场的电场强度。此式表明：[ D ] （A）闭合曲线L上 Ek 处处相等。 （B）感生电场是保守力场。 （C）感生电场的电场线不是闭合曲线。 （D）在感生电场中不能像对静电场那样引入电势的概念
第七节
electromagnnetic wave
赫兹的实验
电磁波的产生
平面电磁波
平面电磁波
方程
平面电磁波方程
波速
性质小结
电磁波基本性质
波强
波强
电磁波谱
1．对于位移电流，有下述四种说法，请指出哪一种 说法正确。[ A ] （A）位移电流是由变化电场产生的。 （B）位移电流是由线性变化磁场产生的。 （C）位移电流的热效应服从焦耳定律。