高中第章电磁波教案
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第14章电磁波
1．课程内容标准
（1）初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想以及在物理学发展史上的意义。
（2）了解电磁波的产生。通过电磁波体会电磁场的物质性。
（3）了解电磁波的发射、传播和接收。
（4）通过实例认识电磁波谱，知道光是电磁波。
（5）了解电磁波的应用和在科技、经济、社会发展中的作用。
复习导航
电磁振荡电磁波部分现在均为A级要求，主要出现在选择题部分。在复习时注意以下重点：
1.电磁场
要深刻理解和应用麦克斯韦电磁场理论的两大支柱：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。
可以证明：振荡电场产生同频率的振荡磁场；振荡磁场产生同频率的振荡电场。
⑵按照麦克斯韦的电磁场理论，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，这就是电磁场。电场和磁场只是这个统一的电磁场的两种具体表现。
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=×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。
第1课时 电磁场 电磁波
1、高考解读
真题品析
知识：电磁波
例1．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是
Ａ．电磁波是横波 Ｂ．电磁波的传播需要介质
Ｃ．电磁波能产生干涉和衍射现象 Ｄ．电磁波中电场和磁场的方向处处相互垂直
解析：
答案：ACD
热点关注： 知识：
如图所示，半径为 r 且水平放置的光滑绝缘的环形管道内，有一个电荷量为 e ，质量
为 m 的电子。此装置放在匀强磁场中，其磁感应强度随时间变化的关系式为 B =B 0+kt
（k >0）。根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的磁场将产生稳
定的电场，该感应电场对电子将有沿圆环切线方向的作用力，
使其得到加速。设t =0时刻电子的初速度大小为v 0，方向顺时
针，从此开始后运动一周后的磁感应强度为B 1，则此时电子的
速度大小为
A.m re B 1
B.m ke r v 2202π+
C.m re B 0
D.m
ke r v 2202π- 解：感应电动势为E =k πr 2，电场方向逆时针，电场力对电子做正功 在转动一圈过程中对电子用动能定理：k πr 2e = mv 2- mv 02，B 正确；由半径公式知，A 也正确，答案为AB 。
2、知识网络 1 2 1 2
考点1。电磁波的发现
1．麦克斯韦的电磁场理论
麦克斯韦电磁场理论的两大支柱：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。2．电磁场：按照麦克斯韦的电磁场理论，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场，称为电磁场。电场和磁场只是这个统一的电磁场的两种具体表现。
3．电磁波
（1）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。
（2）电磁波的特点：
①电磁波是横波。在电磁波传播方向上的任一点，场强E和磁感应强度B均与传播方向垂直且随时间变化，因此电磁波是横波。
②电磁波的传播不需要介质，在真空中也能传播。在真空中的波速为c=×
108m/s。
③波速和波长、频率的关系：c＝λf
注意：麦克斯韦根据他提出的电磁场理论预言了电磁波的存在以及在真空中波速等于光速c，后由赫兹用实验证实了电磁波的存在
（3）电磁波和机械波有本质的不同。
考点2。电磁振荡
1．振荡电路：大小和方向都随时间做周期性变
儿的电流叫做振荡电流，能够产生振荡电流的电
路叫振荡电路，LC 回路是一种简单的振荡电
路。
2．LC 回路的电磁振荡过程：可以用图象来形象
分析电容器充、放电过程中各物理量的变化规
律，如图所示
3．LC 回路的振荡周期和频率
注意：（1）LC 回路的T 、f 只与电路本身性质L 、C 有关
（2）电磁振荡的周期很小，频率很高，这是振荡电流与普通交变电流的区别。
4．分析电磁振荡要掌握以下三个要点（突出能量守恒的观点）：
⑴理想的LC 回路中电场能E 电和磁场能E 磁在转化过
程中的总和不变。
⑵回路中电流越大时，L 中的磁场能越大（磁通量越
大）。
⑶极板上电荷量越大时，C 中电场能越大（板间场强越大、两板间电压越高、磁
通量变化率越大）。 LC 回路中的电流图象和电荷图象总是互为余函数（见右图）。
考点3。电磁波的发射和接受
i q t o o
放电 充电 放电 充电
1．无线电波：无线电技术中使用的电磁波
2．无线电波的发射：如图所示。
①调制：使电磁波随各种信号而改变
②调幅和调频
3．无线电波的接收
①电谐振：当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相
同时，接收电路中产生的振荡电流最强，这种现象叫做电谐振。
②调谐：使接收电路产生电谐振的过程。调谐电路如图所示。
通过改变电容器电容来改变调谐电路的频率。
③检波：从接收到的高频振荡中“检”出所携带的信号。
考点4。电磁波的应用
广播、电视、雷达、无线通信等都是电磁波的具体应用。
电视:在电视接收端,天线接收到高频信号后,经过调谐、解调，将得到的图像信号送到显像管。
摄像机在1s内要传送25幅画面
雷达：无线电定位的仪器，波位越短的电磁波，传播的直线性越好，反射性能强，多数的雷达工作于微波波段。缺点，沿地面传播探测距离短。中、长波雷达沿地面的探测距离较远，但发射设备复杂。
考点5.电磁波谱.
1．电磁波谱：①电磁波由大到小，波长由大到小（即频率由小到大）依次为无限电波，红外线、可见光、紫外线、琴伦射线、 射线
2．红外线. ①产生：ⅰ.一切物体都在向外辐射能量. （例如：红外线夜视仪） ⅱ. 温度越高，辐射红外线本领越强.
②作用：ⅰ. 最显着作用是热作用（红外线取暖炉）. ⅱ. 遥感技术
注意：红外线比红光波长更长，不能引起视觉的光.
3．紫外线：①产生高温物体向外辐射.
②作用：ⅰ. 最显着作用是生物化学作用，易使蛋白质变性. ⅱ. 荧光效应.
4．X 射线（伦琴射线）. 最显着作用是穿透本领强.
注意：高速电子流时到任何固体上，都会产生X 射线，而光电效应是吸收光子放出光电子
3、复习方案
基础过关
重难点：振荡电流的产生及变化规律
例3． 如图所示，a 为LC 振荡电路，通过P 点的电流如图b ，规定向左的方向为正方向，下列说法正确的是（ ）
A 0到t 1,电容器正在充电，上极板带正电
B t 1 到t 2电容器正在放电，上极板带负电
C 在t 3时刻，线圈中的自感电动势最大，且P 为正极
D 在t 4 时刻，线圈中的自感电动势最大，且P 为正极
解析： 0到t 1电流为正，且在减小，，即电流为逆时针减小，说明电容器正在充电，电流方向为正电荷的运动方向，所以上极板为负电荷；t 1 到t 2电流为负且在增大，
P i L C 0 t 1 t 2 t t 4 t
Q 图16-7
a b
即电流为顺时针方向增大，说明电容器在放电，上极板为负电荷；在t 3时刻，电流的变化
率（△i/△t ）最大，，所以自感电动势（E=L △i/△t ）最大，而t 3之前的为负减小，即
顺时针减小，线圈中的感应电动势阻碍电流的减小，，如能产生电流，则与原电流同向，即P 点为正极；在t 4 时刻，电流最大，电流的变化率为零，自感电动势为零。
答案： B 和C 正确
点评： 解决此类问题的关键是搞清在LC 振荡电路中，各物理量变化的关系，特别是电流的变化与充、放电关系；充、放电时，电流的流向的与电容器的极性的关系；电流的变化率与电动势的关系等等。
近年来对LC 振荡电路的要求有所降低，但对于基本的充、放电的过程中个物理量的变化规律还应掌握。
典型例题：
例4．例2.（08上海卷理科综合－44）生活中经常用“呼啸而来”形容正在驶近的车辆，这是声波在传播过程中对接收这而言频率发
生变化的表现，无线电波也具有这种效应。图中的
测速雷达正在向一辆接近的车辆发出无线电波，并接收被车辆反射的无线电波。由于车辆的运动，接收的无线电波频率与发出时不同。利用频率差f f 接收发出－就能计算出车辆的速度。已知发出和接收的频率间关系为
2(1v f f C
=+车接收发出），式中C 为真空中的光速，若9210f Hz ?发出＝，400f f Hz -=接收发出，可知被测车辆的速度大小为_________m/s 。
解析：根据题意有2(1400v f f C
+
-=车发出发出），解得：v ＝30m/s 。 答案：30 第2课时 电磁波单元测试
1．按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中正确的是（BD）
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2．下述关于电磁场的说法中正确的是（ 23．BCD ）
A．只要空间某处有变化的电场或磁场，就会在其周围产生电磁场，形成电磁波
B．任何变化的电场周围一定有磁场
C．振荡电场和振荡磁场交替产生，相互依存，形成不可分离的统一体，即电磁场
D．电磁波的理论在先，实验证明在后
3．下面说法中正确的是（ 24．BC ）
A．电磁波在任何介质中的传播速度均为×108m/s
B．均匀变化的电场将产生稳定的磁场，均匀变化的磁场将产生稳定的电场
C．周期性变化的电场将产生同频率周期性变化的磁场，周期性变化的磁场将产生同频率周期性变化的电场
D．均匀变化的电场和磁场互相激发，将产生由近及远传播的电磁波
4．关于电磁场的理论，下列哪些说法是正确的（ AC ）
A．变化电场周围一定产生磁场B．变化电场周围一定产生稳定磁场
C．振荡电场产生的磁场也是振荡的D．有电场就有磁场，有磁场就有电场
5．在LC振荡电路中，用以下那种方法可以使振荡频率增大1倍（ D ）
A．自感L和电容C增大1倍
B．自感L增大一倍，电容C减少一半
C．自感L减少一半，电容C增大一倍
D．自感L和电容C都减少一半
6．有一LC振荡电路，能产生一定波长的电磁波，如要产生的电磁波的波长变短，可采用的方法是（ C ）
A．增大线圈的匝数
B．在线圈中插入铁芯
C．减少电容器的正对面积
D．减少电容器极板间的距离
7．关于电磁波和声波，下列说法不正确的是（ BCD ）
A．都能在真空中传播
B．都能发生干涉和衍射
C．都能传播能量
D．它们的频率不同
8．关于电磁波和机械波，下列说法正确的是 ( 27．BC)
A．由于电磁波和机械波本质上相同，故两种波的波长、频率和波速间具有相同的关系B．电磁波和机械波传播过程都传递了能量
C．电磁波由真空进入介质传播时，波长将变短
D．发射无线电波时需要对电磁波进行调制和检波
9．关于电磁波和机械波，下列说法正确的是 ( 26．C )
A．电磁波和机械波的传播都需要借助于介质
B．电磁波在任何介质中传播的速度都相同，而机械波的波速大小与介质密切相关C．电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象
D．机械波能产生多普勒效应，而电磁波不能产生多普勒效应
10．下列关于电磁波的说法中正确的是（ AC ）
A．麦克斯韦电磁场理论预言了电磁波的存在
B．电磁波从真空传入水中，波长将变长
C．雷达可以利用自身发射电磁波的反射波来对目标进行定位
D．医院中用于检查病情的“B超”利用了电磁波的反射原理
11.太赫兹辐射（1THz=1012Hz）是指频率从到10THz、波长介于无线电波中的毫米波与红外
线之间的电磁辐射区域，所产生的T射线在物体成像、医疗诊断、环境检测、通讯等方面具有广阔的应用前景．最近，科学家终于研制出以红外线激光器为基础的首台可产生的T射线激光器，从而使T射线的有效利用成为现实。已知普朗克常数h=×10－34J·s，关于的T射线，下列说法中错误
．．的是（ BC ）
A．它在真空中的速度为×108m/s B．它是某种原子核衰变时产生的
C．它的波长比可见光短D．它的光子的能量约为×10－21J 12．按照大爆炸理论，我们所生活的宇宙是在不断膨胀的，各星球都离地球而远去，由此可以断言：（ AD ）
A．地球上接收到遥远星球发出的光的波长要变长
B．地球上接收到遥远星球发出的光的波长要变短
C．遥远星球发出的紫光，被地球接收到时可能是紫外线
D．遥远星球发出的红光，被地球接收到时可能是红外线
13．传统电脑的各个配件都能产生电磁辐射，并对人体造成伤害．废弃的电脑设备变成“电
脑垃圾”时，将对环境造成新的污染，因此生产厂商推出绿色电脑．这里的“绿色电脑”
是指（D）
A．绿颜色的电脑B．价格低的电脑
C．木壳的电脑 D．低辐射、低噪声、健康环保的电脑
14．关于雷达的特点，下列说法正确的是（ 25．AC ）
A．雷达所用无线电波的波长比短波更短
B．雷达只有连续发射无线电波，才能发现目标
C．雷达的显示屏上可以直接读出障碍物的距离
D．雷达在能见度低的黑夜将无法使用
15．下列说法中正确的有( AC )
A．为了使需要传递的音频信号载在电磁波上发射到远方，必须对高频等幅振荡电流
进行调制
B．开放电路中只有电感线圈，没有电容
C．使无线电接收电路产生电谐振的过程叫做调谐
D．把经过调制的高频电流转变为调制信号电流的过程叫做调制
16．你在家里曾对你家的电视机进行调台无？调台的做法就是想接收到你所想要的无线电信号。下面有几位同学对调台做法的判断正确的是（C）
Ａ. 调台就是调制Ｂ. 调台就是调幅
Ｃ. 调台就是调谐Ｃ. 调台就是解调
17．无线电波某波段的波长范围为187～560m，为了避免邻台干扰，在一定范围内两个相邻电台的频率至少相差10kHz，则此波段中能容纳电台的个数约为 B
A、5000
B、100
C、200
D、20
18．目前雷达发射的电磁波频率多在200MHz至1000MHz的范围内。下列关于雷达和电磁波说法正确的是（ ACD ）
A．真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3m至1.5m之间
B．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的
C．测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离
D．波长越短的电磁波，反射性能越强
19．过强的电磁辐射能对人体有很大危害，影响人的心血管系统，使人心悸、失眠、白细胞
减少、免疫功能下降等。按照有关规定，工作场所受电磁辐射强度（单位时间内内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不得超过m 2。一个人距离无线电通讯装置50m ，为保证此人的安全，无线电通讯装置的电磁辐射功率至多多大？ D
A. 451 kW
B. 314kW
C. 157 kW
D. 78kW
20.美国画家莫尔斯发明的电报以及莫尔斯电码，是通信技术的一次变革。莫尔斯电码是一套由“.”（念“滴”）和“_”（念“答”）构成的系统，
例如英文字母O 表示为“_ _ _ ”，P 表示为“._ _ .”，S 表示为“…”，?T 表示为“_”，W 表示为“._ _”等。如果一个信号为“滴滴滴 答答答 滴滴滴”，则其含义是…………………（ D ）
???????????? ????????????
21．部分电磁波的大致波长范围如图所
示．若要利用缝宽与手指宽度相当的缝获得明显的
衍射现象，可选用___________波段的电磁波，其原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
22．右边两图中电容器的电容都是C =4×10-
6F ，电感都是L =9×10－4H ，左图中电键K 先接a ，充电结束后将K 扳到b ；右图中电键
K 先闭合，稳定后断开。两图中LC 回路开
始电磁振荡t =×10－4s 时刻，C 1的上极板正在____电（充电还是放电）,带_____电（正
电还是负电）；L 2中的电流方向向____(左还是右)，磁场能正在_____（增大还是减
小）。
a K b
C 1 L 1 L 2 C 2 K
23．台收音机，把它的调谐电路中的可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出，仍然收不到某一较高频率的电台信号。要想收到该电台信号，应该______（增大还是减
小）电感线圈的匝数。
24．在电磁波技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫___________，使接收电路中产生电谐振的过程叫___________．
25．为了转播火箭发射现场的实况，在发射场建立了发射台，用于发射广播电台和电视台两种信号。其中广播电台用的电磁波波长为550m，电视台用的电磁波波长为
0.566m。为了不让发射场附近的小山挡住信号，需要在小山顶上建了一个转发站，用来转发_____信号，这是因为该信号的波长太______，不易发生明显衍射。
26．某防空雷达发射的电磁波频率为f=3×103MH Z，屏幕上尖形波显示，从发射到接受经历时间Δt=，那么被监视的目标到雷达的距离为______km。该雷达发出的电磁波的
波长为______m。
电磁波单元测试答案
1．BD 2． BCD 3． BC 4． AC 5． D 6． C 7． BCD 8． BC 9．C 10．AC 11．BC 12 ．AD 13． D 14 ．AC 15．AC 16．C 17 ．B 18． ACD 19．D 20． D
21．微波；要产生明显的衍射现象，波长应与缝的尺寸相近．
22．解：先由周期公式求出LC
==π×10－4s， t=×10－4s
Tπ2 Array时刻是开始振荡后的?T。再看与左图对应的q-t图象（以上
极板带正电为正）和与右图对应的i-t图象（以LC回路中有
逆时针方向电流为正），图象都为余弦函数图象。在?T时刻，从左图对应的q-t图
象看出，上极板正在充正电；从右图对应的i-t图象看出，L2中的电流向左，正在增
大，所以磁场能正在增大。
23．解：调谐电路的频率和被接受电台的频率相同时，发生电谐振，才能收到电台信号。由公式LC f π21
=可知，L 、C 越小，f 越大。当调节C 达不到目的时，肯定是L
太大，所以应减小L ，因此要减小匝数。
24．调制（2分），调谐（2分）
25．解：电磁波的波长越长越容易发生明显衍射，波长越短衍射越不明显，表现出直线传播性。这时就需要在山顶建转发站。因此本题的转发站一定是转发电视信号的，因为其波长太短。
26．解：由s = c Δt =×105m=120km 。这是电磁波往返的路程，所以目标到雷达的距离为60km 。由c = f λ可得λ=
九年级物理 电磁波及其传播教案 苏科版
第二节电磁波及其传播 [设计意图] 本节由“波的基本特征”“了解电磁波”和“电磁波谱”三部份组成，内容抽象性较强，学生在这方面的知识相对欠缺。不易理解。故开始用一些有形的“机械波”引导学生认识波的基本特征，在此基础上，归纳出波的特征物理量。建立频率与周期的关系，得出波长、频率与波速的关系式。 “了解电磁波”分二个部分：验证电磁波的存在和探究电磁波的特性。以开展学生活动为主。让学生在实验中获取知识。 “电磁波谱”的教学从阅读图表入手，重点了解各波段电磁波的应用，使学生体会科学为人类生活服务。 [教学目标] 1.知识与技能： ⑴认识波的基本特征，知道波能够传播周期性变化的运动形态、能量、以及信息。 ⑵了解振动的振幅、周期与频率，波长与波速的物理意义，知道它们是描述波的性质的物理量，知道波长，频率与波速的关系。 ⑶了解电磁波的意义，体验电磁波的存在。了解电磁波可以在真空中传播的特性，知道电磁波在真空中传播的速度。了解电磁屏蔽。 ⑷知道电磁波谱，了解电磁波的应用及其对人类生活和社会生活发展的影响。 2.过程与方法： ⑴实验观察。在观察演示实验的现象的基础上，归纳出波的基本特征；了解电磁波的存在；电磁屏蔽等现象。 ⑵阅读（或陈述）了解。对波的周期、频率，电磁波的意义及电磁波谱等物理知识采用阅读的方法获取。 ⑶图像意义分析。在学习波的特征的知识时，从对波形图的分析上入手，建立起振幅、波长等概念。 3.情感、态度、价值观： 引发学生对波动现象的好奇心。引导和培养学生仔细观察实验现象并尝试归纳现象的学习习惯，激发学生勇于探索的积极性。 在学习麦克斯韦、赫兹对电磁波研究的贡献中，体会理论研究和实验探索对物理学发展的重要性。 对“科学技术是一把双刃剑”，电磁波在被广泛应用，对人类作出巨大贡献的同时也存在着副作用——会产生电磁污染的现象引起关注。同时也是进行辩证法教育，让学生学会全面观察和看待问题。 [教学重、难点] “了解电磁波”并知道电磁波的存在及其特性是本节的重点。 波的基本形态和特征的教学是本节的难点。 [教具和学具] 1.电动小汽车，线控电动小汽车，遥控电动小汽车各一辆。 2. 细麻绳一根，纵波演示仪一架。长橡筋绳（或用松紧带代替）若干根。 3. 大玻璃水槽一只，细竹竿一根。 4. 收音机一架，电池一节，电线一小段。 5. 电吹风一只，电视机一台。
电磁场与电磁波习题及答案
. 1 麦克斯韦方程组的微分形式 是：.D H J t ???=+?u v u u v u v ,B E t ???=-?u v u v ,0B ?=u v g ,D ρ?=u v g 2静电场的基本方程积分形式为： 0C E dl =? u v u u v g ? S D ds ρ =?u v u u v g ? 3理想导体（设为媒质2）与空气（设为媒质1）分界面上，电磁场的边界条件为： 3.00n S n n n S e e e e J ρ??=??=???=???=?D B E H r r r r r r r r r 4线性且各向同性媒质的本构关系方程是： 4.D E ε=u v u v ,B H μ=u v u u v ,J E σ=u v u v 5电流连续性方程的微分形式为： 5. J t ρ??=- ?r g 6电位满足的泊松方程为 2ρ?ε?=- ； 在两种完纯介质分界面上电位满足的边界 。 12??= 1212n n εεεε??=?? 7应用镜像法和其它间接方法解静态场边值问题的理 论依据是: 唯一性定理。 8.电场强度E ?的单位是V/m ，电位移D ? 的单位是C/m2 。 9．静电场的两个基本方程的微分形式为 0E ??= ρ?=g D ； 10.一个直流电流回路除受到另一个直流电流回路的库仑力作用外还将受到安培力作用 1.在分析恒定磁场时，引入矢量磁位A u v ，并令 B A =??u v u v 的依据是（ 0B ?=u v g ） 2. “某处的电位0=?，则该处的电场强度0=E ? ” 的说法是（错误的 ）。 3. 自由空间中的平行双线传输线，导线半径为a , 线间距为D ，则传输线单位长度的电容为（ )ln( 1 a a D C -= πε ）。 4. 点电荷产生的电场强度随距离变化的规律为（1/r2 ）。 5. N 个导体组成的系统的能量∑==N i i i q W 1 21φ，其中i φ是（除i 个导体外的其他导体）产生的电位。 6.为了描述电荷分布在空间流动的状态，定义体积电流密度J ，其国际单位为（a/m2 ） 7. 应用高斯定理求解静电场要求电场具有（对称性）分布。 8. 如果某一点的电场强度为零，则该点电位的（不一定为零 ）。 8. 真空中一个电流元在某点产生的磁感应强度dB 随该点到电流元距离变化的规律为（1/r2 ）。 10. 半径为a 的球形电荷分布产生的电场的能量储存于 （整个空间 ）。 三、海水的电导率为4S/m ，相对介电常数为81，求频率为1MHz 时，位幅与导幅比值？ 三、解：设电场随时间作正弦变化，表示为： cos x m E e E t ω=r r 则位移电流密度为：0sin d x r m D J e E t t ωεεω?==-?r r r 其振幅值为：3 04510.dm r m m J E E ωεε-==? 传导电流的振幅值为：4cm m m J E E σ== 因此： 3112510.dm cm J J -=? 四、自由空间中，有一半径为a 、带电荷量q 的导体球。试求：（1）空间的电场强度分布；（2）导体球的电容。（15分） 四、解：由高斯定理 D S u u v u u v g ?S d q =?得2 4q D r π= 24D e e u u v v v r r q D r π== 空间的电场分布2 04D E e u u v u u v v r q r επε== 导体球的电位 2 0044E l E r e r u u v u u v v u u v g g g r a a a q q U d d d r a πεπε∞∞∞====??? 导体球的电容04q C a U πε==
高中第章电磁波教案
高中第章电磁波教案 SANY GROUP system office room 【SANYUA16H-
第14章电磁波 1．课程内容标准 （1）初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想以及在物理学发展史上的意义。 （2）了解电磁波的产生。通过电磁波体会电磁场的物质性。 （3）了解电磁波的发射、传播和接收。 （4）通过实例认识电磁波谱，知道光是电磁波。 （5）了解电磁波的应用和在科技、经济、社会发展中的作用。 复习导航 电磁振荡电磁波部分现在均为A级要求，主要出现在选择题部分。在复习时注意以下重点： 1.电磁场 要深刻理解和应用麦克斯韦电磁场理论的两大支柱：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。 可以证明：振荡电场产生同频率的振荡磁场；振荡磁场产生同频率的振荡电场。 ⑵按照麦克斯韦的电磁场理论，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，这就是电磁场。电场和磁场只是这个统一的电磁场的两种具体表现。 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=×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。
第1课时 电磁场 电磁波 1、高考解读 真题品析 知识：电磁波 例1．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是 Ａ．电磁波是横波 Ｂ．电磁波的传播需要介质 Ｃ．电磁波能产生干涉和衍射现象 Ｄ．电磁波中电场和磁场的方向处处相互垂直 解析： 答案：ACD 热点关注： 知识： 如图所示，半径为 r 且水平放置的光滑绝缘的环形管道内，有一个电荷量为 e ，质量 为 m 的电子。此装置放在匀强磁场中，其磁感应强度随时间变化的关系式为 B =B 0+kt （k >0）。根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的磁场将产生稳 定的电场，该感应电场对电子将有沿圆环切线方向的作用力， 使其得到加速。设t =0时刻电子的初速度大小为v 0，方向顺时 针，从此开始后运动一周后的磁感应强度为B 1，则此时电子的 速度大小为 A.m re B 1 B.m ke r v 2202π+ C.m re B 0 D.m ke r v 2202π- 解：感应电动势为E =k πr 2，电场方向逆时针，电场力对电子做正功 在转动一圈过程中对电子用动能定理：k πr 2e = mv 2- mv 02，B 正确；由半径公式知，A 也正确，答案为AB 。 2、知识网络 1 2 1 2
电磁场与电磁波例题详解
电磁场与电磁波例题详解
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第1章 矢量分析 例1.1 求标量场z y x -+=2)(φ通过点M (1, 0, 1)的等值面方程。 解：点M 的坐标是1,0,1000===z y x ，则该点的标量场值为 0)(0200=-+=z y x φ。其等值面方程为 ： 0)(2=-+=z y x φ 或 2)(y x z += 例1.2 求矢量场222zy a y x a xy a A z y x ++=的矢量线方程。 解： 矢量线应满足的微分方程为 ： z y dz y x dy xy dx 222== 从而有 ???????==z y dz xy dx y x dy xy dx 2222 解之即得矢量方程???=-=2 2 21c y x x c z ，c 1和c 2是积分常数。 例1.3 求函数xyz z xy -+=22?在点（1，1，2）处沿方向角 3 ,4 ,3 π γπ βπ α= = = 的方向导数。 解：由于 1) 2,1,1(2) 2,1,1(-=-=??==M M yz y x ?, 02) 2,1,1() 2,1,1(=-=??==M M xz xy y ?, 32) 2,1,1() 2,1,1(=-=??==M M xy z z ?, 2 1cos ,22cos ,21cos === γβα 所以
1cos cos cos =??+??+??= ??γ?β?α??z y x l M 例1.4 求函数xyz =?在点)2,1,5(处沿着点)2,1,5(到点)19,4,9(的方向导数。 解：点)2,1,5(到点)19,4,9(的方向矢量为 1734)219()14()59(z y x z y x a a a a a a l ++=-+-+-= 其单位矢量 3147 31433144cos cos cos z y x z y x a a a a a a l ++=++=γβα 5, 10, 2) 2,1,5()2,1,5()2,1,5() 2,1,5() 2,1,5() 2,1,5(==??==??==??xy z xz y yz x ? ?? 所求方向导数 314 123 cos cos cos = ??=??+??+??=?? l z y x l M ?γ?β?α?? 例1.5 已知z y x xy z y x 62332222--++++=?，求在点)0,0,0(和点)1,1,1( 处的梯度。 解：由于)66()24()32(-+-++++=?z a x y a y x a z y x ? 所以 623) 0,0,0(z y x a a a ---=?? ，36) 1,1,1(y x a a +=?? 例1.6 运用散度定理计算下列积分： ??++-+=S z y x S d z y xy a z y x a xz a I )]2()([2322 S 是0=z 和2 2 22y x a z --=所围成的半球区域的外表面。 解：设：)2()(2322z y xy a z y x a xz a A z y x ++-+= 则由散度定理???=??τ τs S d A d A 可得
2021鲁科版选修第1节《电磁波的产生》word教案
2021鲁科版选修第1节《电磁波的产生》 word教案 三维教学目标 1、知识与技能 （1）了解电磁振荡产生的过程。 （2）了解赫兹实验及其意义。 （3）了解开放电路和实际发射电磁波的过程。 2、过程与方法 (1)通过对赫兹实验的过程与分析和阅读“资料活页”,体会解决问题,应抓住关键，并善于 类推和联想。 (2)通过“讨论与交流”，学会及时应用所学知识说明相关问题。 3、情感、态度与价值观 教学重点：电磁波的产生 教学难点：赫兹实验及应用所学知识说明相关问题。 教学方法：实验法、讨论与交流法 （一）引入 学习电磁振荡和电磁波的重要性。 无线电广播是利用电磁波传播的，电视广播也是利用电磁波传播的，导弹，人造地球卫星的操纵以及宇宙飞船跟地面的通信联系差不多上利用电磁波。那么，电磁波是什么呢？它是如何样产生的，有些什么性质以及如何样利用它来传递各种信号呢？这一章就要研究这些问题。要了解电磁波，第一就要了解什么是电磁振荡，我们就从电磁振荡开始学习。 （二）新课教学 1、实验：将电键K扳到1，给电容器充电，然后将电键扳到2，现在能够见到G表的指针来回摆动。 2、总结：能产生大小和方向都都作周期发生变化的电流叫振荡电流。能产生振荡电流的电路叫振荡电路。其中最简单的振荡电路叫LC回路。 1 K 2 ε C L G 3、振荡电流是一种交变电流，是一种频率专门高的交变电流，它无法用线圈在磁场中转动产生，只能是由振荡电路产生。 4、那么振荡电路中的交变电流有一些什么样的性质： （1）介绍振荡电路中交变电流的一些重要性质： — 乙丁
对应的电流图像： 对应电容器所带的电量： （2）电路分析： 甲图：电场能达到最大，磁场能为零，电路感应电流i=0 甲→乙：电场能↓，磁场能↑，电路中电流i↑，电路中电场能向磁场能转化，叫放电过程。 乙图：磁场能达到最大，电场能为零，电路中电流I达到最大。 乙→丙：电场能↑，磁场能↓，电路中电流i↓，电路中电场能向磁场能转化，叫充电过程。 丙图：电场能达到最大（与甲图的电场反向），磁场能为零，电路中电流为零。 丙→丁：电场能↓，磁场能↑，电路中电流i↑，电路中电场能向磁场能转化，叫放电过程。 丁图：磁场能达到最大，电场能为零，回路中电流达到最大（方向与原方向相反），丁→戊：电场能↑，磁场能↓，电路中电流i↓，电路中电场能向磁场能转化，叫充电过程。 戊与甲是重合的，从而振荡电路完成了一个周期。 综述： 第一、充电完毕（充电开始）：电场能达到最大，磁场能为零，回路中感应电流i=0。 第二、放电完毕（放电开始）：电场能为零，磁场能达到最大，回路中感应电流达到最大。 第三、充电过程：电场能在增加，磁场能在减小，回路中电流在减小，电容器上电量在增加。从能量看：磁场能在向电场能转化。 第四、放电过程：电场能在减少，磁场能在增加，回路中电流在增加，电容器上的电量在减少。从能量看：电场能在向磁场能转化。 归纳：在振荡电路中产生振荡电流的过程中，电容器极板上的电荷，通过线圈的电流，以及跟电流和电荷相联系的磁场和电场都发生周期性变化，这种现象叫电磁振荡。 例题1、在LC振荡电路中，某时刻若磁场B正在增加，则电容器处于（放）电状态, 电场能正在（减小）磁场能正在（增加）能量转变状态为（电场能正在向磁场能转化）电容器上板带（正）电。 B a b C 例题2、在LC的回路中，电流i——t的关系如图所示，①若规定逆时针方向为电流的正方向，说明t0时刻电路中能量变化情形，及电场能、磁场能、充放电等情形。②下列分析情形正确的是：（D） A、t1时刻电路的磁场能正在减小。 B、t1→t2时刻电路中的电量正在不断减少。 C、t2→t3时刻电容器正在充电。 D、t4时刻电容中的电场能最大。 i t 0 t1t0t2t3t4
电子的发现教案1
《电子的发现》教案 ★新课标要求 (一)知识与技能 1．了解阴极射线及电子发现的过程 2．知道汤姆孙研究阴极射线发现电子的实验及理论推导 (二)过程与方法 培养学生对问题的分析和解决能力，初步了解原子不是最小不可分割的粒子。 (三)情感、态度与价值观 理解人类对原子的认识和研究经历了一个十分漫长的过程，这一过程也是辩证发展的过程．根据事实建立学说，发展学说，或是决定学说的取舍，发现新的事实，再建立新的学说．人类就是这样通过光的行为，经过分析和研究，逐渐认识原子的。 ★教学重点 阴极射线的研究 ★教学难点 汤姆孙发现电子的理论推导 ★教学方法 实验演示和启发式综合教学法 ★教学用具 投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 教师：很早以来，人们一直认为构成物质的最小粒子是原子，原子是一种不可再分割的粒子。这种认识一直统治了人类思想近两千年。直到19世纪末，科学家对实验中的阴极射线深入研究时，发现了电子，使人类对微观世界有了新的认识。电子的发现是19世纪末、20世纪初物理学三大发现之一。 (二)进行新课 1．阴极射线 讲述：气体分子在高压电场下可以发生电离，使本来不带电的空气分子变成具有等量正、负电荷的带电粒子，使不导电的空气变成导体。． 设疑：是什么原因让空气分子变成带电粒子的？带电粒子从何而来的？
科学家在研究气体导电时发现了辉光放电现象。 史料：1858年德国物理学家普吕克尔较早发现了气体导电时的辉光放电现象。德国物理学家戈 德斯坦研究辉光放电现象时认为这是从阴极发出的某种射线引起的。所以他把这种未知射线称之 为阴极射线。 对于阴极射线的本质，有大量的科学家作出大量的科学研究，主要形成了两种观点。 (1)电磁波说：代表人物，赫兹。认为这种射线的本质是一种电磁波的传播过程。 (2)粒子说：代表人物，汤姆孙。认为这种射线的本质是一种高速粒子流。 思考：你能否设计一个实验来进行阴极射线的研究，能通过实验现象来说明这种射线是一种电磁 波还是一种高速粒子流。 如果出现什么样的现象就可以认为这是一种电磁波，如果出现其他什么样的现象就可以认为这是 一种高速粒子流，并能否测定这是一种什么粒子。 2．汤姆孙的研究 英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子。 实验装置如图所示， 磁场 ??S ?AY C CC 2 1 ? ACC从高压电场的阴极发出的阴极射线，穿过后沿直线打在荧光屏＇上。21当在平行极板上加一 如图所示的电场，发现阴极射线打在荧光屏上的位置向下偏，(1) 则可判定，阴极射线带有负电 荷。 (2)为使阴极射线不发生偏转，则请思考可在平行极板区域采取什么措施。在平行极板区 域加一磁场，且磁场方向必须垂直纸面向外。当满足条件时，则阴极射线不发生偏转。错 误！未找到引用源。则：错误！未找到引用源。 (3)根据带电的阴极射线在电场中的运动情况 可知，其速度偏转角为：错误！未找到引用源。 又因为：y L ??tan萤幕S L D )(D?y ?2E 电场ve x O yA m 错误！未找到引用源。且?y?v S 则：Eyq?Lm2L)B(D?2根据已知量，可求出阴极射线的比荷。思考：利用磁场使带电的阴极射线发生偏转，能否根据磁场的特点和带电粒子在磁场中的运动规 律来计算阴极射线的比荷？ 汤姆孙发现，用不同材料的阴极和不同的方法做实验，所得比荷的数值是相等的。这说明，这种 粒子是构成各种物质的共有成分。并由实验测得的阴极射线粒子的比荷是氢离子比荷的近两千倍。 若这种粒子的电荷量与氢离子的电荷量机同，则其质量约为氢离子质量的近两千分之一。汤姆孙 后续的实验粗略测出了这种粒子的电荷量确实与氢离子的电荷量差别不大，证明了汤姆孙的猜测
电磁波教学设计 示例
电磁波教学设计示例 电磁波教学设计示例（一）教学目的 1．常识性了解电磁波，知道电磁波的频率、波长的概念。 2．记住电磁波的传播速度。（二）教具水，水槽，水木棍，麻绳，电池，半导体收音机，钢锉，导线。（三）教学过程 1．复习我们生活在一个充满声音的世界里，人们通过声音（如语言、音乐等）交流思想、表达感情。如家长的教诲、教师的授课可以增长我们的知识；优美动听的音乐可以陶冶人的情操、给人以美的享受。声音是传递信息的一种重要方式，帮助我们了解世界。通过我们在初中二年级学习过的声现象的有关知识，可以知道：一切正在发声的物体都在振动；我们听到的声音通常是靠空气传的；声波在空气中的传速度大约是340米/秒。在前面我们还学习过电话，电话的话筒能把声音振动转化为强弱变化的电流，电流流经听筒，听筒又能把它转化为振动，使人听到声音。 2．引入新课飞机上的飞行员与地面指挥员的对话不用电线；我们每天听收音机或看电视，也没有电线直接通向电台或电视台。可见，这些都不是用电线来传播电信号的，我们称作“无线电通信”。那么，无线电通信是怎样传输信号的呢？今天我们就来学习这方面的简单知识。 3．进行新课板书：第一节电磁波 (1)演示实验①手持小木棍，让木棍下端接触水槽水面，使同学们看到，水面上有一圈圈凸凹相间的状态从木棍接触水面处向外传播，形成了水波。②音叉（或其他发声体）振动时，在空气中会有疏密相间的状态向外传播，形成声波。声波看不见，摸不到，但声波传到我们的耳朵，会引起鼓膜振动，使我们产生听觉。总结以上实验（和其他事例）得出结论：板书：波是自然界普通存在的现象 (2)电磁波板书：当导体中有迅速变化的电流时，会向周围空间发射电磁波。电磁波看不到，摸不着，我们可以通过实验来间接观察它的存在。演示课本上图13—2的实验，实验后让学生阅读课本上“实验”后的两个自然段，再提出以下问题让学生回答。①为什么会发生这种现象？②举出日常生活中发生的类似的现象。教师归纳小结，讲解电磁波的初步知识，并说明间接观察是物理学常用的研究方法（如借助小磁针可以间接地研究磁场）。 (3)电磁波的频率和波长讲解课本图13—3水波在1秒内传播的波形图，结合小木棍振动时产生水波的演示实验说明：①波峰与波谷的概念；②在1秒内出现的波峰数（或波谷数）叫水波的`频率；频率的单位叫做赫兹，简称赫。常用的频率单位是千赫和兆赫。板
《电磁场与电磁波》经典例题
一、选择题 1、以下关于时变电磁场的叙述中，正确的是（ ） A 、电场是无旋场 B 、电场和磁场相互激发 C 、电场与磁场无关 2、区域V 全部用非导电媒质填充，当此区域中的电磁场能量减少时，一定是（ ） A 、能量流出了区域 B 、能量在区域中被消耗 C 、电磁场做了功 D 、同时选择A 、C 3、两个载流线圈之间存在互感，对互感没有影响的的是（ ） A 、线圈的尺寸 B 、两个线圈的相对位置 C 、线圈上的电流 D 、空间介质 4、导电介质中的恒定电场E 满足（ ） A 、0??=E B 、0??=E C 、??=E J 5、用镜像法求解电场边值问题时，判断镜像电荷的选取是否正确的根据是（ ） A 、镜像电荷是否对称 B 、电位方程和边界条件不改变 C 、同时选择A 和B 6、在静电场中，电场强度表达式为3(32)()y x z cy ε=+--+x y z E e e e ，试确定常数 ε的值是（ ） A 、ε=2 B 、ε=3 C 、ε=4 7、若矢量A 为磁感应强度B 的磁矢位，则下列表达式正确的是（ ） A 、=?B A B 、=??B A C 、=??B A D 、2=?B A 8、空气（介电常数10εε=）与电介质（介电常数204εε=）的分界面是0z =平面， 若已知空气中的电场强度124= +x z E e e 。则电介质中的电场强度应为（ ） A 、1216=+x z E e e B 、184=+x z E e e C 、12=+x z E e e 9、理想介质中的均匀平面波解是（ ） A 、TM 波 B 、TEM 波 C 、TE 波 10、以下关于导电媒质中传播的电磁波的叙述中，正确的是（ ） A 、不再是平面波 B 、电场和磁场不同相 C 、振幅不变 D 、以T E 波的形式传播 二、填空 1、一个半径为α的导体球作为电极深埋地下，土壤的电导率为 σ，略去地面的影响，则电极的接地电阻R = 2、 内外半径分别为a 、b 的无限长空心圆柱中均匀的分布着轴向电流I ，设空间离轴距离为()r r a <的某点处，B= 3、 自由空间中，某移动天线发射的电磁波的磁场强度
电磁波及其传播 (教案)
《电磁波及其传播》教学设计 吴江经济技术开发区实验初级中学张玉妹 一、教材分析 （一）教材分析 《电磁波及其传播》是苏科版九年级下册，第17章第二节内容，是本章的重点，也是难点。本节由“波的基本特征”“了解电磁波”和“电磁波谱”三部分内容组成，其中“了解电磁波”又由“活动17.2 验证电磁波的存在”和“活动17.3探究电磁波的传播特性”组成。内容相对比较抽象，所以在每部分内容呈现的时候，都采取学生体验的方式，让学生在体验中感知，在感知中探究从而获得新知。 本节课在教学顺序安排上做了较大幅度的调整，开始用对讲机引入课题，然后直接让学生感受电磁波的存在和电磁波可以在空气中传播，从而过渡到电磁波的传播特性的教学，最后从问题“电磁波究竟是什么”进入波的基本特征和电磁波谱的教学。物理新课程理念要求“从生活走向物理，从物理走向社会”，在课堂的最后环节设计了“高压线会产生电磁污染，是真的吗？”这个教学环节，让学生带着问题走出课堂。 （二）学情分析 虽然电磁波在我们的生活中有广泛的应用，但毕竟它看不见、摸不着，非常 的抽象，所以学生还是很难理解的。本节课通过学生直观的体验，让学生根据已有的知识经验去设计实验并自己去验证，充分发挥学生的主观能动性，使学生轻松、愉快的掌握知识，形成技能并锻炼能力。 本节课的难点在于如何理解“波的基本特征”，所以需要在教师实验演示、动画、视频等多种手段的辅助引导下，让学生理解波能传播周期性变化的运动状态，从而了解几个物理量的意义。 二、教学目标 （一）知识与技能 (1)认识波的基本特征，知道波能够传播周期性变化的运动形态。 (2)了解振动的振幅、周期与频率，波长与波速的物理意义，知道它们是描述波的性质的物理量。 (3)了解电磁波的意义，体验电磁波的存在。了解电磁波可以在真空中传播的特
电磁波的发现 说课稿 教案 教学设计
电磁波的发现 教学目标 1.了解电磁波的历史背景，知道麦克斯韦对电磁学的伟大贡献； 2.了解麦克斯韦电磁场理论的主要观点，知道电磁波的概念及通过电磁波体会电磁场的物质性； 3.体会赫兹证明电磁波存在的实验过程及实验方法，领会物理实验对物理学发展的基础意义。领会发现电磁波的过程中所蕴含的科学精神和科学研究方法。 教学重点与难点 重点：了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想以及在物理学发展史上的意义 难点：知道变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。 进行新课： 新课导入：科学家们设想，为了进一步地开发利用太阳能，建设太空太阳能发电站，将发电站发射到同步轨道上，展开巨大的太阳能电池板，接收太阳能发电。发出的电要怎样才能输送到地球上呢？ 一、变化的磁场产生电场 实验为证 如右图,交流电产生了周期变化的磁场,上面的线圈中产生电流使灯泡 发光 讨论: ①如果用不导电的塑料线绕制线圈,线圈中还有电流电场吗?（有 电场,无电流） ②线圈不存在时,线圈所处的空间还有电场吗?（有） ③若改成恒定的直流电,还有电场吗? （无） 麦克斯韦认为在变化的磁场周围产生电场,是一种普遍存在的现象,跟闭合电路是否存在无关,导体环只是用来显示电流的存在 说明:在变化的磁场中所产生的电场的电场线是闭合的(涡旋电场) 二、变化的电场产生磁场
麦克斯韦假设:变化的电场就像导线中的电流一样,会在空间产生磁场,即变化的电场产生磁场 根据麦克斯韦理论,在给电容器充电的时候,不仅导体中的电流要产生磁场,而且在电容器两极板间变化着的电场周围也要产生磁场 理解: (1) 电场均匀变化产生稳定磁场 (2) 非均匀变化产生变化磁场 麦克斯韦电磁场理论的理解: ①恒定的电场不产生磁场 ②恒定的磁场不产生电场 ③均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场 ④均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场 ⑤振荡电场产生同频率的振荡磁场 ⑥振荡磁场产生同频率的振荡电场 电场和磁场的变化关系 电磁波 1电磁场:如果在空间某区域中有周期性变化的电场,那么这个变化的电场就在它周围空间产生周期性变化的磁场;这个变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的电场,…… 变化的电场和变化的磁场是相互联系着的,形成不可分割的统一体,这就是电磁场 2电磁波 电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波 电磁波的特点: (1) 电磁波是横波,电场强度E 和磁感应强度 B做正弦规律,二者相互垂直,均与波 的传播方向垂直 (2)电磁波可以在真空中传播,速度和光速相同. v=λf (3) 电磁波具有波的特性 电磁波的实验证明 赫兹的电火花实验 赫兹观察到了电磁波的反射,折射,干涉,偏振和衍射等现象.他还测量出电磁 波和光有相同的速度.这样赫兹证明了麦克斯韦关于光的电磁理论 赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波 例1．关于电磁场理论的叙述正确的是( ) A.变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关 B.周期性变化的磁场产生同频率变化的电场 C.变化的电场和变化的磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场 D.电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场 答案AB 解析变化的磁场周围产生电场，当电场中有闭合回路时，回路中有电流.若无闭合回路，电场仍然存在，A正确；若形成电磁场必须有周期性变化的电场和磁场，B对，C、
九年级物理《电磁波的海洋》教案
九年级物理《电磁波的海洋》教案 ●教学目标 一、知识目标 1；了解电磁波的产生和传播； 2；知道光速是电磁波以及电磁波在真空中的传播速度； 3；知道波长、频率和波速的关系； 二、能力目标 通过演示了解电磁波的产生，电磁波在真空中的传播，提高学生应用科学文化知识解决实际问题的能力和概括总结的能力； 三、德育目标 通过对电磁波的学习，激发学生敢于向科学挑战、热爱科学、掌握科学的情感； ●教学重点 电磁波； ●教学难点 通过演示了解电磁波的产生； ●教学方法 演示法、讨论法； ●教具准备 微机、收音机、无线寻呼机、真空罩、干电池； ●课时安排
1 课时 ●教学过程 一、复习提问，引入新课 1；声音在真空中的传播速度是多少？ （声音在真空中不传播） 2；光在空气中的传播速度是多少？ （3×105 km/s） 3；声音是如何产生的？ （一切发声物体都在振动） 4；声音的传播是靠什么？ 〔声音的传播是靠介质（固体、液体、气体）〕 ［师］生活中我们收听广播、看电视节目，广播中的声音怎么能从很远的地方传到这里呢？看到的电视节目的图像是怎么从荧屏上得到的呢？ ［生甲］是电线传送的； ［生乙］我们没有看到收音机、电视机有电线直接通向电台或电视台，所以这些都不是用电线来传播信号的； ［生丙］是靠电磁波来传播信号的； ［师］电磁波在信息的传递中扮演着十分重要的角色；那么电磁波是怎样产生的？怎样传播的？这节课我们就来学习这方面的知识； 二、进行新课 第二节电磁波的海洋［板书］
一、电磁波是怎样产生的？［板书］ ［师］我们前面提到过水波、声波；用实验来说明什么是水波、声波； ［生甲］手持木棍，让木棍下端接触水槽水面上，水面上有一圈一圈凸凹相间的状态从木棍接触水面处向外传播，形成水波； ［生乙］两个音叉并排放置，并离得很近，敲击其中一个音叉，和另一个音叉接触的小珠被弹起；音叉振动时，在空气中会有疏密相间的状态向外传播，形成声波；声波看不见，摸不到，但声波传到我们的耳朵，会引起鼓膜振动，使我们产生听觉； ［师］那么电磁波是怎样产生的？看演示； ［演示］打开收音机的开关，将调谐旋钮旋至没有电台的位置，将音量开大，取一节干电池和一截导线，拿到收音机附近，先将导线的一端与电池的负极相连，再将导线的另一端与电池的正极相摩擦，使它们时断时续地接触，从收音机里听到什么？ ［生甲］在收音机里听到“喀喀”的杂音； ［生乙］这是因为在导线与电池组成的电路中产生了快速变化的电流，变化的电流产生了电磁波，收音机接收了这一电磁波，并把它放大转换成声音，这就是我们听到的“喀喀”声； ［师］波是自然界普遍存在的现象；电磁波就是当导体中有快速变化的电流时，会向周围空间发射电磁波；我们知道声波的传播需要介质，那么电磁波的传播是否也需要介质？ 二、电磁波是怎样传播的？［板书］
《电磁场与电磁波》习题参考答案
《电磁场与电磁波》知识点及参考答案 第1章 矢量分析 1、如果矢量场F 的散度处处为0，即0F ??≡，则矢量场是无散场，由旋涡源所 产生，通过任何闭合曲面S 的通量等于0。 2、如果矢量场F 的旋度处处为0，即0F ??≡，则矢量场是无旋场，由散度源所 产生，沿任何闭合路径C 的环流等于0。 3、矢量分析中的两个重要定理分别是散度定理（高斯定理）和斯托克斯定理, 它们的表达式分别是： 散度（高斯）定理：S V FdV F dS ??=?? ?和 斯托克斯定理： s C F dS F dl ???=??? 。 4、在有限空间V 中，矢量场的性质由其散度、旋度和V 边界上所满足的条件唯一的确定。（ √ ） 5、描绘物理状态空间分布的标量函数和矢量函数，在时间为一定值的情况下，它们是唯一的。（ √ ） 6、标量场的梯度运算和矢量场的旋度运算都是矢量。（ √ ） 7、梯度的方向是等值面的切线方向。（ × ） 8、标量场梯度的旋度恒等于0。（ √ ） 9、习题, 。
第2章 电磁场的基本规律 （电场部分） 1、静止电荷所产生的电场，称之为静电场；电场强度的方向与正电荷在电场中受力的方向相同。 2、在国际单位制中，电场强度的单位是V/m(伏特/米)。 3、静电系统在真空中的基本方程的积分形式是： V V s D dS dV Q ρ?==? ?和 0l E dl ?=?。 4、静电系统在真空中的基本方程的微分形式是：V D ρ??=和0E ??=。 5、电荷之间的相互作用力是通过电场发生的，电流与电流之间的相互作用力是通过磁场发生的。 6、在两种媒质分界面的两侧，电场→ E 的切向分量E 1t －E 2t ＝0；而磁场→ B 的法向分量 B 1n －B 2n ＝0。 7、在介电常数为 的均匀各向同性介质中，电位函数为 22 11522 x y z ?= +-,则电场强度E =5x y z xe ye e --+。 8、静电平衡状态下，导体内部电场强度、磁场强度等于零，导体表面为等位面；在导体表面只有电场的法向分量。 9、电荷只能在分子或原子范围内作微小位移的物质称为( D )。 A.导体 B.固体 C.液体 D.电介质 10、相同的场源条件下，真空中的电场强度是电介质中的( C )倍。 A.ε0εr B. 1/ε0εr C. εr D. 1/εr 11、导体电容的大小( C )。 A.与导体的电势有关 B.与导体所带电荷有关 C.与导体的电势无关 D.与导体间电位差有关 12、z ＞0半空间中为ε=2ε0的电介质，z ＜0半空间中为空气，在介质表面无自由电荷分布。
电磁场与电磁波复习题(含答案)
电磁场与电磁波复习题 一、填空题 1、矢量的通量物理含义是矢量穿过曲面的矢量线总数，散度的物理意义矢量场中任意一点处通量对体积的变化率。散度与通量的关系是矢量场中任意一点处通量对体积的变化率。 2、 散度 在直角坐标系的表达式 z A y A x A z y x A A ?? ????++=??= div ； 散度在圆柱坐 标系下的表达 ； 3、矢量函数的环量定义矢量A 沿空间有向闭合曲线C 的线积分， 旋度的定义 过点P 作一微小曲面S,它的边界曲线记为L,面的法线方与曲线绕向成右手螺旋法则。当S 点P 时,存在极限环量密度。 二者的关系 n dS dC e A ?=rot ； 旋度的物理意义点P 的旋度的大小是该点环量密度的最大值；点P 的旋度的方向是该点最 大环量密度的方向。
4.矢量的旋度在直角坐标系下的表达式 。 5、梯度的物理意义标量场的梯度是一个矢量,是空间坐标点的函数。 梯度的大小为该点标量函数?的最大变化率，即该点最 大方向导数;梯度的方向为该点最大方向导数的方向,即与等值线（面）相垂直的方向，它指向函数的增加方向等值面、方向导数与梯度的关系是梯度的大小为该点标量函数?的最大变化率，即该点最 大方向导数;梯度的方向为该点最大方向导数的方向,即与等值线（面）相垂直的方向，它指向函数的增加方向.； 6、用方向余弦cos ,cos ,cos αβγ写出直角坐标系中单位矢量l e 的表达 式 ； 7、直角坐标系下方向导数 u l ??的数学表达式是cos cos cos l αβγ????????ｕｕｕｕ＝＋＋ｘｙｚ ，梯度的表达式x y z G e e e grad x y z φφφφφ???=++=?=???； 8、亥姆霍兹定理的表述在有限区域内，矢量场由它的散度、旋度及边界条件唯一地确定，说明的问题是矢量场的散度应满足的关系及旋度应满足的关系决定了矢量场的基本性质。
电磁场与电磁波习题集
电磁场与电磁波 补充习题 1 若z y x a a a A -+=23，z y x a a a B 32+-=,求： 1 B A +；2 B A ?；3 B A ?；4 A 和B 所构成平面的单位法线；5 A 和B 之间较 小的夹角；6 B 在A 上的标投影和矢投影 2 证明矢量场z y x a xy a xz a yz E ++=是无散的，也是无旋的。 3 若z y x f 23=，求f ?，求在)5,3,2(P 的f 2?。 5 假设0
电磁波的发现教学反思
电磁波的发现教学反思 探究教学中最难的是什么？可能是猜想。它需要细心的观察、独到的视角、认真地思辨、丰富的想象等等。所以教学中如何培养学生的猜想能力对培养的学生各种综合能力有很好的启迪作用。 探究教学中学生最喜欢是什么？可能是各种实验活动。好的实验不仅能揭示出现象背后的本质，更重要的是能深深吸引学生的注意力，能引发学生思考，能用最有力的证据说明问题事实胜于雄辩。能给学生以会心的微笑，甚至是一种心灵的震憾！ 探究教学中对教师最具挑战的是什么？探究教学活动，更多的是强调学生的学习自主性。因此课堂上会出现很多来自学生中的各种各样问题，老师如何面对这些问题？是避而不答，还是迎难而上，这是两种截然不同的态度。探究教学活动需要的就是教师要倾听学生中不同声音，回避问题，还算是探究教学吗？所以面对问题，如何应对？是探究教学中教师面临的最大挑战，它要求教师要有丰富的知识储备和经验积累，教师的专业化成长不是一句空话。 探究教学活动学生最需要是什么？最需要的是时间。课堂上给学生更多的活动时间、交流时间、思考时间，给学生以信任。否则探究活动至多是留于形式，而不是教与学方式的根本转变。 科学探究教学活动给教学管理者带来的最大担心是什么？上级主管部门如何评价教学问题。从长远目标看，探究教学对培养学生的创造能力无疑是大有好处的。但由于探究教学活动与课时之间有矛盾，会打破传统教学环节中的种种应试训练。所以，目前的教学评价，能
适应新的课堂教学改革吗？评价从来就是一种激励机制，没有合理的评价机制做保证，教学改革会面临各个方面的阻力。 反思二：电磁波的发现教学反思 电磁波是一种看不见、摸不到的东西，虽然学生可能对电磁波这个名词并不陌生，并不能深入体会到电磁波的存在。根据教材内容在安排本节时，是由学生身边生活事例-----观看电视时开灯、关灯的瞬间电视画面会闪动这一现象来引入新课的,并通过事例和演示实验的方法,注重让学生在从身边的知识、熟悉的事物中去感受到新的、未知的世界这一思想。再比如在看电视时使用电吹风会出现的现象和在电视前使用手机会出现的现象,让学生来感知电磁波的存在。在教学中布置学生课前探究活动，其中一项就是查阅相关资料，使他们对电磁波有初步了解。 另外课标要求学生对波长、频率和波速三者的关系有初步认识，并不要求学生深入掌握这三个物理量的定义采用让学生阅读教材的方法，同时给出简单例题让学生进行公式运算。并根据学生搜集的有关电磁波的材料让学生来谈谈电磁波的利用和危害以及防护的小常识.真正做到理论联系实际. 针对中考中这部分内容占得比例较小，在教学中大部分内容都采用了自学的形式进行的，教学的速度可能太快，课堂容量太大，学生理解和接受的效果不太好。 反思三：电磁波的发现教学反思 本节内容在旧教材中都是选学内容，所以在以往的教学中并没有引起足够的重视，新教材却充分挖掘了这一部分内容有利于培养学生的学习兴趣，从学生身边的事物讲起，让学生体会到了物理学确实与
高中物理-电磁波谱 电磁波的应用教案
高中物理-电磁波谱电磁波的应用教案 教学目标 1．了解电磁波谱的构成,知道各波段的电磁波的主要作用及应用。 2．知道电磁波具有能量,是一种物质。 3．通过查阅与电磁波谱中各种频段波的应用相关的资料,培养学生收集信息,加工处理信息的能力。 重点重难点 无线电波、红外线、紫外线、X射线、γ射线的特点及应用 设计思想 本节内容属于“非主干”的知识,要求较低。而且教材具有可阅读性强、可拓展性强的特点,各种电磁波的特点与应用,贴近生活、可阅读性强；电磁波与生活密切相关,使得这部分知识具有极强生活基础,可以引申出很多课本知识以外的拓展。教学主要采用学生自主阅读自主归纳整理的方法。 教学资源课件 教学设计 【课堂引入】 问题：电磁波跟我们生活联系很近,无所不在,同学们可否举出与电磁波有关的例子？ 接收电视信号、手机、微波炉、雷达、食堂里的紫外线消毒等等。 电磁波的范围很广。我们通常所说的,无线电波、光波和各种射线,如红外线、紫外线、X 射线、γ射线等,都是电磁波。我们把各种电磁波按照波长或频率大小的顺序排列成谱,就叫电磁波谱。这节课我们就来学习电磁波谱中各种电磁波的特点和主要作用。 【课堂学习】 学习活动一：电磁波谱 问题1：如图,说出电磁波家族中,主要有哪些种类？波长最长的是什么？波长最短的是什么？他们主要在哪些方面有应用？ 电磁波家族有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。波长最长的是无线电波中的长波。波长最短的是γ射线。 过渡：下面我们依次认识这些电磁波的特点和应用。 学习活动二：无线电波 教师提出问题,引导学生通过看书,讨论并回答问题 问题1：无线电波的波长范围？ 问题2：各个波段的无线电波有哪些主要应用？