变化的电场产生磁场
变化电场产生变化磁场的实验
取 一 些 蕃 茄计 在 白纸 上 写字或作
,
,
因此 极 板 上 电 荷 的 变化 也 不 是 均
,
这 样就 制成
画
,
然 后 将此 纸 在 火 上稍 稍烘一 很 快 白纸 上 出现 焦黄 色的字
。
匀的
则 在 极板 周 围的 电场 变 化
,
了 一 个音 频 隔 离 器
下
也 是 不 均匀 的
这 个不 均 匀 变 化
。
方 法 是把 买 来 的音 频 线 在 中 间 剪
气)
这 说 明 蕃茄 汁 显 示 酸性 2 ) 测 有机 酸 (
。
号 时 为 一 水 平 亮线 电
然 后 开 始起
,
断
,
再 用 一 段 话 筒 线 接 一 同芯 插
.
用毛 笔 馥
由于 手摇 速 度不 是 均 匀 的
头 ( 型 号视 录 音 机 耳 机 插 孔 而 定) 按 下 图连 接
起甩
,
就停 止
,
给 录 像带配 音 时 孔 孔
,
ห้องสมุดไป่ตู้
将一 个 输
有 有机 酸
,
还 可 再作 一个 实验
3
,
:
极 板 带 了 一 定 量 的 电荷
入 端 插 入 放像 机 的单 频 输 出 插 另 一 个插 入录 音 机 的 耳 机插
在 试 管中 加 入 加入
2
毫 升蕃 茄 汁 再
,
在 它周 围空 间存在 一 定强 度的 电
,
并将 原 带 放 入放 像机 里 放入 录 像机 里 待放音 状 态
, ,
空白带
将 你要 配 曲的磁
变化的电场产生磁场
要点二
详细描述
变化的电场可以产生磁场是因为电场的存在会导致电荷的 运动，而电荷的运动轨迹形成电流，电流的周围会产生磁 场。同样地，变化的磁场可以产生电场是因为磁场的存在 会导致磁体内部电荷的运动，从而产生电流，电流的周围 又会产生电场。这种相互影响和转换形成了电磁波，电磁 波的传播不需要介质，是一种客观存在的物质形态。
变化的电场产生磁场
contents
目录
• 电场和磁场的基本概念 • 变化的电场产生磁场 • 电场和磁场的变化规律 • 变化的电场产生磁场在科技中的应用 • 总结
01
电场和磁场的基本概念
电场的定义
总结词
电场是由电荷产生的场，对放入其中的电荷产生力的作用。
详细描述
电场是电荷及变化磁场周围空间里存在的一种特殊物质。电 场这种物质与通常的实物不同，它不是由分子原子所组成， 但它是客观存在的，电场具有通常物质所具有的力和能量等 客观属性。
电磁感应
当电场或磁场发生变化时， 会在导体中产生感应电流。
电场和磁场的变化对能量转换的影响
电磁波传播
变化的电场和磁场可以形 成电磁波，如无线电波、 可见光等，实现能量的传 递和转换。
电磁能转换
利用电磁感应原理，可以 将机械能转换为电能，如 发电机；也可以将电能转 换为机械能，如电动机。
电磁辐射
电磁波的传播过程中会对 周围物质产生电磁辐射， 可能对生物体造成影响。
04
变化的电场产生磁场在科技中 的应用
电磁感应的应用
变压器
01
利用电磁感应原理，变压器可将一种电压的电能转换为另一种
电压的电能。
感应加热
02
通过电磁感应，可以在金属内产生涡流，从而达到加热或熔化
高中物理磁场和电场的知识点
高中物理磁场和电场的知识点1.磁场1磁场:磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围的一种物质.永磁体和电流都能在空间产生磁场.变化的电场也能产生磁场.2磁场的基本特点:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用.3磁现象的电本质:一切磁现象都可归结为运动电荷或电流之间通过磁场而发生的相互作用.4安培分子电流假说------在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流即分子电流，分子电流使每个物质微粒成为微小的磁体.5磁场的方向:规定在磁场中任一点小磁针N极受力的方向或者小磁针静止时N极的指向就是那一点的磁场方向.2.磁感线1在磁场中人为地画出一系列曲线，曲线的切线方向表示该位置的磁场方向，曲线的疏密能定性地表示磁场的弱强，这一系列曲线称为磁感线.2磁铁外部的磁感线，都从磁铁N极出来，进入S极，在内部，由S极到N极，磁感线是闭合曲线;磁感线不相交.3几种典型磁场的磁感线的分布:①直线电流的磁场:同心圆、非匀强、距导线越远处磁场越弱.②通电螺线管的磁场:两端分别是N极和S极，管内可看作匀强磁场，管外是非匀强磁场.③环形电流的磁场:两侧是N极和S极，离圆环中心越远，磁场越弱.④匀强磁场:磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同.匀强磁场中的磁感线是分布均匀、方向相同的平行直线.3.磁感应强度1定义:磁感应强度是表示磁场强弱的物理量，在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，受到的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值，叫做通电导线所在处的磁感应强度，定义式B=F/IL.单位T，1T=1N/A?m.2磁感应强度是矢量，磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向，即通过该点的磁感线的切线方向.3磁场中某位置的磁感应强度的大小及方向是客观存在的，与放入的电流强度I的大小、导线的长短L的大小无关，与电流受到的力也无关，即使不放入载流导体，它的磁感应强度也照样存在，因此不能说B与F成正比，或B与IL成反比.4磁感应强度B是矢量，遵守矢量分解合成的平行四边形定则，注意磁感应强度的方向就是该处的磁场方向，并不是在该处的电流的受力方向.4.地磁场:地球的磁场与条形磁体的磁场相似，其主要特点有三个:1地磁场的N极在地球南极附近，S极在地球北极附近.2地磁场B的水平分量Bx总是从地球南极指向北极，而竖直分量By则南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下.3在赤道平面上，距离地球表面相等的各点，磁感强度相等，且方向水平向北.5.安培力1安培力大小F=BIL.式中F、B、I要两两垂直，L是有效长度.若载流导体是弯曲导线，且导线所在平面与磁感强度方向垂直，则L指弯曲导线中始端指向末端的直线长度.2安培力的方向由左手定则判定.3安培力做功与路径有关，绕闭合回路一周，安培力做的功可以为正，可以为负，也可以为零，而不像重力和电场力那样做功总为零.6.洛伦兹力1洛伦兹力的大小f=qvB，条件:v⊥B.当v∥B时，f=0.2洛伦兹力的特性:洛伦兹力始终垂直于v的方向，所以洛伦兹力一定不做功.3洛伦兹力与安培力的关系:洛伦兹力是安培力的微观实质，安培力是洛伦兹力的宏观表现.所以洛伦兹力的方向与安培力的方向一样也由左手定则判定.4在磁场中静止的电荷不受洛伦兹力作用.7.带电粒子在磁场中的运动规律在带电粒子只受洛伦兹力作用的条件下电子、质子、α粒子等微观粒子的重力通常忽略不计，1若带电粒子的速度方向与磁场方向平行相同或相反，带电粒子以入射速度v做匀速直线运动.2若带电粒子的速度方向与磁场方向垂直，带电粒子在垂直于磁感线的平面内，以入射速率v做匀速圆周运动.①轨道半径公式：r=mv/qB②周期公式:T=2πm/qB8.带电粒子在复合场中运动1带电粒子在复合场中做直线运动①带电粒子所受合外力为零时，做匀速直线运动，处理这类问题，应根据受力平衡列方程求解.②带电粒子所受合外力恒定，且与初速度在一条直线上，粒子将作匀变速直线运动，处理这类问题，根据洛伦兹力不做功的特点，选用牛顿第二定律、动量定理、动能定理、能量守恒等规律列方程求解.2带电粒子在复合场中做曲线运动①当带电粒子在所受的重力与电场力等值反向时，洛伦兹力提供向心力时，带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动.处理这类问题，往往同时应用牛顿第二定律、动能定理列方程求解.②当带电粒子所受的合外力是变力，与初速度方向不在同一直线上时，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子的运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线，一般处理这类问题，选用动能定理或能量守恒列方程求解.③由于带电粒子在复合场中受力情况复杂运动情况多变，往往出现临界问题，这时应以题目中“最大”、“最高”“至少”等词语为突破口，挖掘隐含条件，根据临界条件列出辅助方程，再与其他方程联立求解.1.两种电荷1自然界中存在两种电荷:正电荷与负电荷.2电荷守恒定律2.库仑定律1内容:在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上.2适用条件:真空中的点电荷.点电荷是一种理想化的模型.如果带电体本身的线度比相互作用的带电体之间的距离小得多，以致带电体的体积和形状对相互作用力的影响可以忽略不计时，这种带电体就可以看成点电荷，但点电荷自身不一定很小，所带电荷量也不一定很少.3.电场强度、电场线1电场:带电体周围存在的一种物质，是电荷间相互作用的媒体.电场是客观存在的，电场具有力的特性和能的特性.2电场强度:放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电荷量的比值，叫做这一点的电场强度.定义式:E=F/q方向:正电荷在该点受力方向.3电场线:在电场中画出一系列的从正电荷出发到负电荷终止的曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，这些曲线叫做电场线.电场线的性质:①电场线是起始于正电荷或无穷远处，终止于负电荷或无穷远处;②电场线的疏密反映电场的强弱;③电场线不相交;④电场线不是真实存在的;⑤电场线不一定是电荷运动轨迹.4匀强电场:在电场中，如果各点的场强的大小和方向都相同，这样的电场叫匀强电场.匀强电场中的电场线是间距相等且互相平行的直线.5电场强度的叠加:电场强度是矢量，当空间的电场是由几个点电荷共同激发的时候，空间某点的电场强度等于每个点电荷单独存在时所激发的电场在该点的场强的矢量和.4.电势差U:电荷在电场中由一点A移动到另一点B时，电场力所做的功WAB与电荷量q的比值WAB/q叫做AB两点间的电势差.公式:UAB=WAB/q电势差有正负:UAB=-UBA，一般常取绝对值，写成U.5.电势φ:电场中某点的电势等于该点相对零电势点的电势差.1电势是个相对的量，某点的电势与零电势点的选取有关通常取离电场无穷远处或大地的电势为零电势.因此电势有正、负，电势的正负表示该点电势比零电势点高还是低.2沿着电场线的方向，电势越来越低.6.电势能:电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电势为零处电场力所做的功ε=qU7.等势面:电场中电势相等的点构成的面叫做等势面.1等势面上各点电势相等，在等势面上移动电荷电场力不做功.2等势面一定跟电场线垂直，而且电场线总是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面.3画等势面线时，一般相邻两等势面或线间的电势差相等.这样，在等势面线密处场强大，等势面线疏处场强小.8.电场中的功能关系1电场力做功与路径无关，只与初、末位置有关.计算方法有:由公式W=qEcosθ计算此公式只适合于匀强电场中，或由动能定理计算.2只有电场力做功，电势能和电荷的动能之和保持不变.3只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能三者之和保持不变.9.静电屏蔽:处于电场中的空腔导体或金属网罩，其空腔部分的场强处处为零，即能把外电场遮住，使内部不受外电场的影响，这就是静电屏蔽.10.带电粒子在电场中的运动1带电粒子在电场中加速带电粒子在电场中加速，若不计粒子的重力，则电场力对带电粒子做功等于带电粒子动能的增量.2带电粒子在电场中的偏转带电粒子以垂直匀强电场的场强方向进入电场后，做类平抛运动.垂直于场强方向做匀速直线运动3是否考虑带电粒子的重力要根据具体情况而定.一般说来:①基本粒子:如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力但不能忽略质量.②带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或明确的暗示以外，一般都不能忽略重力.4带电粒子在匀强电场与重力场的复合场中运动由于带电粒子在匀强电场中所受电场力与重力都是恒力，因此可以用两种方法处理:①正交分解法;②等效“重力”法.11.示波管的原理:示波管由电子枪，偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空.如果在偏转电极XX′上加扫描电压，同时加在偏转电极YY′上所要研究的信号电压，其周期与扫描电压的周期相同，在荧光屏上就显示出信号电压随时间变化的图线.12.电容定义:电容器的带电荷量跟它的两板间的电势差的比值[注意]电容器的电容是反映电容本身贮电特性的物理量，由电容器本身的介质特性与几何尺寸决定，与电容器是否带电、带电荷量的多少、板间电势差的大小等均无关。
【课件】电磁场与电磁波 2022-2023学年高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册
还有时间，做做习题吧
2、变化的电场和磁场总是相互联系的,形成一个不可分割的统一的电磁场
对麦克斯韦电磁理论的理解
1 恒定的电场不产生磁场
恒定的磁场不产生电场
2 均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场 均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场
3 不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场 不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场
二、电磁波
麦克斯韦推断:如果在空间某区域中有周期性变化的电场,那么它就在空间引起周期性变 化的磁场;这个变化的磁场又引起新的变化的电场.于是,变化的电场和变化的磁场交替产生, 由近及远地向周围传播.一个伟大的预言诞生了——空间可能存在电磁波。
周期性变化 的电场
周期性变化 的磁场
周期性变化 的电场
电磁波
A.电磁波和机械波都需要通过介质传播,它们由一种介质进入另一种介质时频率
都不变
B.电磁波可以由电磁振荡产生,若波源的电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失 C.根据麦克斯韦电磁场理论,电磁波中的电场和磁场互相垂直,电磁波是横波 D.电磁波和机械波都能传递能量和信息
例3. (电磁场)用麦克斯韦电磁场理论判断如图所示的四组电场产生的磁
c=3×10 8m/s
（电磁波为横波）
看来左脚踩右脚上天， 也不是没可能
赫兹用实验证实电磁波的存在
现象：当感应圈两个金属球间有火花跳过时，立刻产生一个交变电磁场， 形成电磁波在空间传播，经过导线环时激发出感应电动势，使得导线环中
也产生了火花。
麦克斯韦预言电磁波存在。赫兹用实验证实了电磁波的存在
例2 (多选)关于电磁波,下列说法正确的是 ( CD )
4 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
变化的磁场和变化的电场
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ANHUI UNIVERSITY
大学物理学
第十一章 变化的磁场和变化的电场
• 电磁感应定律中的负号反映了感应电动势的方向与 磁通量变化状况的关系, 是楞次定律的数学表示.
Φ 0
Φ 0 符号法则：
1. 对回路L任取一绕行方向.
i
N S
N S
2.
i
当回路中的磁感线方向 与回路的绕行方向成右
a
b
May 6, 2019
Page 5
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大学物理学
第十一章 变化的磁场和变化的电场
电磁感应实验的结论
不管什么原因使穿过闭合导体回路所包围面积内的
磁通量发生变化(增加或减少), 回路中都会出现电流, 这 一现象称为电磁感应现象, 电磁感应现象中产生的电流 称为感应电流.
2
i 0 为顺时针转向
May 6, 2019
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第十一章 变化的磁场和变化的电场
11－2 动生电动势和感生电动势
根据法拉第电磁感应定律: 只要穿过回路的磁通量 发生了变化, 在回路中就会有感应电动势产生.
B 变 感生电动势
Φm
B cosdS
May 6, 2019
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大学物理学
第十一章 变化的磁场和变化的电场
Michael Faraday
( 1791– 1867 )
法拉第 伟大的英国 物理学家和化学家, 于1831 年发现了电磁感应现象. 他 创造性的提出场的思想, 磁 场这一名称就是法拉第最 早引入的, 他是电磁理论的 创始法人拉之第一用. 过的螺绕环
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
_变化的电场产生磁场_的演示实验设计
・物理实验・“变化的电场产生磁场”的演示实验设计郑曙辉(宁波市第二中学,浙江宁波 315010) 在高中物理(试验修订本・必修加选修)第二册教材第19章“电磁场和电磁波”第三节“电磁场”这节内容中,学生对麦克斯韦电磁理论的两条核心内容:(1)变化的磁场产生电场;(2)变化的电场产生磁场,都能接受,但缺乏感性、直观的认识.而通常教师在教学中也只对“变化的磁场产生电场”这个结论用实验验证.对“变化的电场产生磁场”大多数采用理论分析说明,灌输给学生.教材及教参中也没有演示实验介绍,学生无法看到直观的演示现象,这样,不利于学生能力的培养.笔者分析原因认为:教材及教参对“变化的电场产生磁场”没有实验介绍是因为一般的变化电场产生的磁场比较弱,不足以使磁针发生偏转.也就是说,找不到一个较理想的变化电场来产生较强的磁场.笔者在教学中发现,用感应圈的放电柱与平行板电容器的两极板相连,通过平行板电容器内的电场变化可产生较强的磁场,从而使得处于其中的磁针发生偏转.[做法]用导线将感应圈的两个放电柱分别与平行板电容器的两块极板相连,感应圈接6～8V 的直流电,通过感应圈的通、断电使电容器极板上的电场发生变化,从而产生一个较强的磁场.是否产生新磁场可用小磁针来检验:将一枚小磁针事先放在电容器的两个极板间,在感应圈通、断电的瞬间小磁针由于受到新磁场的作用而偏离了原来的位置.在此实验中,小磁针的偏转可用实物投影把偏转现象放大.实验装置的示意图如图1所示.图1图1中木块起垫高作用,使小磁针与平行板电容器的铜板等高.实验中发现,每当通、断电时,小磁针就会发生较明显的偏转.显然,小磁针受到了除地磁场以外的其它磁场对它的作用力.这个磁场只能是在通、断电时平行板电容器间的变化电场产生的.因此,实验证明变化的电场的确可以产生磁场.此实验的效果相当好,大大地激发了学生的学习积极性.为什么用感应圈给电容器充、放电可以产生较强的磁场?这牵涉到感应圈的结构及工作原理.如图2是感应圈的内部结构示意图.其主要部分是在铁芯上用较粗的绝缘金属线绕成圈数不多的原线圈L 1,在原线圈L 1的外面,套上一个用几千圈绝缘性能良好的细金属线绕成的副线圈L 2,副线圈L 2两端分别接到放电柱上.图2其工作原理如图3所示.当拨动转换开关ZK 至1、2接点位置时,电源接通,电流通过ZK 1,DK 、原线圈L 1、ZK 2返回电源,构成原线圈边回路.这时,铁芯被磁化,吸引断续器DK 簧片,使原线圈L 1断路.原线圈边无电流通过,铁芯失磁,DK 簧片返回,电流再度接通.这样,借助断续器DK 的作用,在原线圈L 1里出现断图3续的电流,引起铁芯磁通量的交替变化.若通、断电时电流变化率较大,可使放电柱间的空气击穿而放电,放电时的电流呈脉动状单向直流.但是,在本实验中,我们不需要放电柱放电,而是把放电柱用导线与平行板电容器的两极板相连,使感应出的几万伏高压降落在电容器极板上,在两极板间产生强电场.然后,通过通、断电使电容器间的电场产生变化.这样,这个变化的电场可产生较强的磁场,使得小磁针偏离了原—42—V ol.24N o.4 物 理 教 师 第24卷第4期 (2003) PHY SICS TE ACHER 2003年 提高“用油膜法估测分子的大小”实验成功率的探讨张丽英 吴新民(云南省建水第一中学,云南建水 654300) “油膜法估测分子大小”是高中物理新大纲增设的学生分组实验.本实验能使学生对分子运动理论的内容增加理解和感受.实验研究的对象是油酸(C17H33 C OOH)在水面上形成的油膜.实验原理是:当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时,油酸就在水面上散开,其中酒精溶于水中,并很快挥发,剩下一层油酸薄膜浮于水面.油酸(C17H33C OOH)中的烃基C17H33———与水没有亲合力要冒出水面,羧基———C OOH因对水有很强的亲合力被水吸引,就留在水里.这样油酸分子一个个直立在水面上形成单分子厚度的油膜.实验只要知道油膜的体积并测出油膜的面积,即可根据计算式d=V/S估算出油酸分子的直径.我校高二年级首开本实验.配用的仪器是杭州之江光学仪器厂生产的油膜实验器(标准代号:Q/ HZG57—2001),水盘是直径为22cm,面积为380cm2的圆盘.用注射器做滴管,其针筒容积为3m L,针头为6号针头.稀释的油酸浓度为1/500.用的粉是市售痱子粉.我校高二年级10个教学班,共有学生600多人,每班约分30个小组,每组2-3人,实验反馈的结果使我们非常震惊.测得油酸分子大小数量级在10-10m-10-8m范围内的学生还不到50%!有的小组一次都没做成功,有的小组一次成功,一次又不成功.有的班级成功率高,有的班级成功率低.一个新开的学生实验做成如此结果,促使我们下决心进行研究和分析.笔者经过多次反复实验,并了解了部分学生的实验情况,发现了一些应注意的问题.鉴于有些问题在有关刊物上已有同行指出过,故下面列出的仅是我们发现的问题中的一部分.1 水盘的选择盘子为深色(最好是黑色)为好(大小可依油酸浓度的配制而定).因为水是无色透明的,而痱子粉是白色的,这样可增大黑白对比度,使油膜面积的测量较为准确.2 水的深度在1～2cm之间为宜,水太浅了痱子粉散不开,而太深时倒进去的水不能很快静止,学生们性急,又赶时间,痱子粉撒上后,由于水的流动使粉末也运动,扩散后油膜形状不稳定、不规则,面积测量误差大,故要提醒学生待水静止后才开始撒粉.3 水的温度这是一个容易忽略的问题.引起我们注意的原因是上午几个班做实验时,先做的几个班较好,越后的班级越差.而我们用的水是自来水管里面的水,水管暴露在外受太阳光的照射.后来我们用不同温度的水反复做实验,证实水温确实会影响成功率.一般来说,水温不能太高(最好低于35℃),水温高了的结果是粉撒下后不稳定,油膜扩散后的形状也不稳定,使面积变得不规则,奇形怪状,难于测量,测出来误差就大.这可能是水温高,水分子运动太激烈的缘故.4 撒粉的方法(1)只须撒在盘的中央.方法是用手拈一点痱子粉,手在盘中央的正上方20cm左右处轻轻地撒下即可,不必到处都撒,粉自己会散开.(2)绝不能撒得太多,不然粉太厚,油膜扩散时推不开,油膜扩散的面积很小,只是形成一个小窟窿,或几条裂缝,导致实验完全失败.5 滴油酸的方法来的位置.由于利用的是将感应的高电压直接降落在电容器的两个极板上,而不让其放电.因此,在实验中应注意平行板电容器的两极板间的距离不能太小(一般为20 cm左右),以避免放电;其次,应注意平行板电容器两块极板与小磁针的位置,避免变化电场产生的新磁场与地磁场的方向一致,而出现小磁针不偏离原来方向的情况,发生无新磁场产生的错觉;另外,在实验中应注意安全,撤掉仪器前应先将电容器放电,以防高压电击.(收稿日期:2002-10-31)—52—第24卷第4期 物 理 教 师 V ol.24N o.4 2003年 PHY SICS TE ACHER (2003)。
高中物理选修性必修 第二册4.2电磁场与电磁波-教案-人教版(2019)
电磁场与电磁波【教学目标】1．初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想。
2．了解电磁波的产生和电磁波的特点。
3．了解电磁场的物质性。
4．了解麦克斯韦电磁场理论在物理学发展史上的意义。
【教学重难点】1．电磁振荡中电场能和磁场能的转化。
2．麦克斯韦电磁场理论的基本内容。
【教学过程】一、新课导入1．打开收音机的开关，转动选台旋钮，旋到使收音机收不到电台的频道，然后开大音量。
在收音机附近，将电池盒的两根引线反复碰撞，你会听到收音机中发出“喀喀”的响声。
为什么会产生这种现象呢？打开电扇，将它靠近收音机，看看又会怎样。
提示：电磁波是由电磁振荡产生的，在收音机附近，将电池盒两引线反复碰触，变化的电流产生变化的磁场，变化的磁场产生变化的电场，这样会发出电磁波，从而导致收音机中发出“喀喀”声。
若将转动的电扇靠近收音机，因为电扇中电动机内通有交变电流，电动机的运行同样会引起收音机发出“喀喀”声。
2．复习电磁振荡的周期和频率：（1）电磁振荡的周期T：电磁振荡完成一次周期性变化所用的时间。
（2）电磁振荡的频率f：1s内完成周期性变化的次数。
（3）LC回路的周期公式。
周期公式：T=2π√LC。
其中：周期T、自感系数L、电容C的单位分别是秒（s）、亨利（H）、法拉（F）。
二、新课教学（一）电磁场1．变化的磁场产生电场即使在变化的磁场中没有闭合电路，也同样要在空间产生电场。
2．变化的电场产生磁场逐步深入讲解：1．均匀变化的磁场产生稳定的电场；非均匀变化的磁场产生变化的电场。
周期性变化的磁场产生同频率周期性变化的电场。
2．均匀变化的电场产生稳定的磁场；非均匀变化的电场产生变化的磁场。
周期性变化的电场产生同频率周期性变化的磁场。
英国物理学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象成果的基础上，建立了完整的电磁场理论。
可定性表述为变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分离的统一场，这就是电磁场。
（二）电磁波紧接着电磁场进行讲述：1．电磁波的产生：变化的电场和磁场由近及远地向周围传播，形成了电磁波。
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（2）、电磁波形成示意图：
激 发 变 化 电 场 激 发
非均匀变 化的磁场
若是均匀变化
若非均匀变化
稳定磁场
变化磁场
不再激发
稳定电场
激 发
若是均匀变化 若非均匀变化
激 发
2、电磁波的特点： （1）电磁波中的电场和磁场互相垂直，电磁波 在与二者均垂直的方向传播，所以电磁波是横 波。
（2）电磁波在真空中的传播速度等于光在真 空中的传播速度，C=3×108m/s。
课堂练习
1.根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是 （ D ） A、在电场周围一定产生磁场，在磁场周围一定产 生电场 B、在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变 化的磁场周围一定产生变化的电场 C、均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场 D、振荡的电场周围一定产生同频率变化的磁场
2.按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中正 确的是（CD） A、磁场在周围一定产生电场 B、电场在周围一定产生磁场 C、变化的磁场在周围产生电场 D、变化的电场在周围产生磁场
赫兹用实验证实电磁波的存在
令人振奋的电火花
微弱的电火花闪烁着麦克斯韦理论的 光辉，赫兹向全世界宣告：电磁波发现了。
课堂小结
1、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。 2、变化的电场和磁场相互联系形成同一的 电磁场。电磁场在空间传播形成电磁波。 3、赫兹实验的过程及对无线电技术的贡献。
变化的电场和变化的磁场总是相互联系 的，它们形成一个不可分离的统一场，这就 是电磁场。
三、电磁波
1、电磁波的产生 （1）理论分析： 空间某处产生一个随时间变化的电场，这个 电场就会产生磁场。如果这个磁场也是随时间变 化的，那么这个磁场就会新的电场。……这样下 去，电磁场就会在空间区域不断向外传播形成了 电磁波。
（3）不需要传播介质，在真空中可以传播
3.电磁波与机械波比较 [传播条件] 机械波传播需要介质，而电磁波不需 要介质也能传播。 [传播规律] 都遵循“V=λf=λ/T”这个关系式；且 电磁波也能发生反射、折射、衍射、干涉等现象。 [传播本质] 机械波传播的是机械能，电磁波传播 的是电磁能。
四、赫兹的电火花
《电磁通论》
麦克斯韦电磁理论 在他的生前并未得到充 分的重视，因为他的思 想太不寻常了，德国物 理学家赫兹用实验的方 法证实了他电磁理论预 言的所有方面，麦克斯 韦的理论才得到了普遍 的承认。
二、伟大的预言 1、麦克斯围电磁场理论
（1）变化的磁场产生电场
① 均匀变化的磁场产生稳定的电场
B E
O
麦克斯韦毕业后留校工作。 开始了电磁学的研究。当时， 电磁学在实验研究方面的四大 定律（库仑定律、高斯定律、 安培定律和法拉第电磁感应定 律）已先后建立。特别是法拉 第长期坚持对抗磁体的研究， 并于1851年发表了《认磁力线》 一文，这篇文章中蕴藏着朦胧 的电磁理论的思想。这些先决 条件为麦克斯韦的创造性研究 准备了肥田沃土。
t
O
t
② 振荡磁场产生振荡电场 B 振荡磁场 O O E
振荡电场
t
t
正弦曲线
E与B 频率相同
（2）变化的电场产生磁场
① 均匀变化的电场产生稳定的磁场Fra bibliotekE BO
t
O
t
② 振荡电场产生振荡磁场 E 振荡电场 O O
B
振荡磁场
t
t
正弦曲线
B与 E 频率相同
思考与讨论
如果一个变化的电场会产 生一个变化的磁场，那么下面 还要发生什么现象呢？
3、麦克斯韦的贡献
麦克斯韦于1856年、1862年、 1864年发表了三篇划时代的论文， 牢固地奠定了麦克斯韦电磁场 理论的基础。《电磁通论》在 1873年问世，这部经典著作，以 著名的方程组把电荷、电流、 电场和磁场间的普遍联系完全 统一了起来，电磁波传播的研 究和光的电磁理论是这部著作 的精髓。在物理学史上，这一 鸿篇巨著可以与牛顿的《自然 哲学之数学原理》相媲美。
过程与方法
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。
情感、态度与价值观
1、体验生活物理，激发学习科学知识的热情。 2、学会“数字化”学习。
教学重难点
教学重点
麦克斯韦电磁理论 电磁波的形成和电磁波的特点
教学难点
麦克斯韦电磁理论的理解
本节导航
一、麦克斯韦的生平与贡献 二、伟大的预言 三、电磁波 四、赫兹的电火花
变化的磁场（电场） 产生电场（磁场）
3.按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中正确 的是（ D ） A、恒定的磁场在周围产生恒定的电场 B、变化的磁场在周围产生变化的电场 C、均匀变化的磁场在周围产生均匀变化的电场 D、均匀变化的磁场在周围产生恒定的电场
均匀变化的磁场（电场）产 生恒定的电场（磁场）
4.按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中不正 确的是（ D） A、振荡的磁场在周围产生恒定的电场 B、振荡的磁场在周围产生均匀变化的电场 C、振荡的电场在周围产生不同频率的振荡磁场 D、振荡的电场在周围产生同频率的振荡磁场
振荡磁场（电场）产生同频 率的振荡电场（磁场）
一、麦克斯韦的生平与贡献 1、电磁波发现的背景
（1）、麦克斯韦少年时在数学上极有天赋。
（2）、麦克斯韦受到法拉第巨大的激励。 （3）、前人工作的成果是麦克斯韦取得成 功的基石。
2、麦克斯韦的生平
麦克斯韦是19世纪最伟大的理论物理 学家，经典电磁场理论的奠基人。1831年8 月31日，麦克斯韦出生于爱丁堡，童年时 对自然科学产生了浓厚的兴趣。15岁时， 在英国《爱丁堡皇家学会学报》上发表数 学论文。1847年秋天,麦克斯韦考进了爱丁 堡大学。三年后，他转入的剑桥大学。 1852年，麦克斯韦又成了剑桥大学研究生， 同时还参加了剑桥大学著名的斯托克斯讲 座，在这两位数学大师的指点下，麦克斯 韦不出三年就掌握了当时所有先进的数学 方法，成为一名年轻有为的数学家。
电磁波的发现
导入新课
无线电在生活中应用广泛
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。
教学目标
知识与能力
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。了解变化的电场和磁场相互联系形成 同一的电磁场。 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。