20182019高中物理第十四章电磁波第1节电磁波的发现第2节电磁振荡课堂达标新人教版选修34
高中物理 第14章 第1、2节电磁波的发现电磁振荡课件
最大
磁场能
电场能
(3)实际的LC振荡是阻尼振荡：电路中有电阻，振荡电流通过 时会有_______产生，另外还会有一部分能量以_________的 形式辐射出电去热。如果要实现等幅振荡，必须有能量补电充磁到波电 路中。
电磁振荡的周期和频率
1．周期 电磁振荡完成一次__周__期__性__变__化___需要的时间叫做周期。
成才之路 ·物理
人教版 ·选修3-4
路漫漫其修远兮 吾将上下而求索
第十四章 电磁波
第十四章
第一节 电磁波的发现 第二节 电磁振荡
1 学习目标定位 2 课堂情景切入 3 知识自主梳理
4 重点难点突破 5 考点题型设计 6 课后强化作业
学习目标定位
※
知道电磁波的产生条件和传播速度
※
了解LC振荡电路中电磁振荡的产生过程
※
了解电磁振荡的周期和频率，会求LC电路的周期 和频率
课堂情景切入
当我们看到东方明珠电视塔、卫星接收天线、从电视中欣赏 到“神舟”九号飞船的发射过程和“嫦娥一号”传回的月球 高清晰度图片，以及用手机同远方的亲友通话时，我们都会 感到电磁波的神奇！
知识自主梳理
伟大的预言
1．变化的磁场产生电场 实验基础：如图所示，在变化的磁场中放一个闭合电路，电
强度互相_________，而且二者均与波的传播方向_______，
因此电磁波是垂_直______波。
垂直
3．电磁波的速度横
麦克斯韦指出了光的电磁本性，他预言电磁波的速度等于 _________。
光速
赫兹的电火花
1886年，赫兹用实验证明了麦克斯韦预言的正确性，第一次 发现了电磁波。
1．赫兹的实验装置 如图所示
2018_2019学年高中物理第十四章电磁波第1_2节电磁波的发现电磁振荡课件新人教版选修3_4
探究一
探究二
探究三
问题导引 名师精讲 典例剖析
电磁波与机械波的比较 如图所示,某同学正在回答神舟十号航天员王亚平的问题,请问 她们的通话是通过机械波进行的还是通过电磁波进行的?为什么?
要点提示：电磁波。因为机械波的传播离不开介质,而电磁波可 以在真空中传播。
变化的磁场周围产生电场,与是否有闭合电路存在无关。
探究一
探究二
探究三
问题导引 名师精讲 典例剖析
【例题1】 根据麦克斯韦电磁场理论,下列说法正确的是( )
A.有电场的空间一定存在磁场,有磁场的空间也一定能产生电场
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
对麦克斯韦电磁场理论的理解 下图是赫兹实验的装置示意图,请问赫兹通过此实验装置证实了 什么问题?
要点提示：实验演示了电磁波的发射和接收,验证了麦克斯韦电 磁场理论。
探究一
探究二
探究三
问题导引 名师精讲 典例剖析
1.电磁场的产生
如果在空间某处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
探究一
探究二
探究三
问题导引 名师精讲 典例剖析
变式训练1如图所示的四种电场中,哪一种能产生电磁波( )
解析：由麦克斯韦电磁场理论,当空间出现恒定的电场时(如A 图),由于它不激发磁场,故无电磁波产生;当出现均匀变化的电场时 (如B、C图),会激发出磁场,但磁场恒定,不会激发出电场,故也不会 产生电磁波;只有振荡的电场(即周期性变化的电场)(如D图),才会 激发出振荡的磁场,振荡的磁场又激发出振荡的电场……如此周而 复始,便会形成电磁波。
高中物理第十四章电磁波1电磁波的发现2电磁振荡课件新人教选修34
)
思路分析:解答本题的关键是能够理解电磁波的形成和特点。
解析:如果电场(或磁场)是均匀变化的,产生的磁场(或电场)是
恒定的,不能产生新的电场(或磁场),因而不能产生电磁波,选项 A 正
确,C 错误;电磁波的传播速度跟介质有关,频率由波源决定,同一频
率的电磁波在不同介质中波长不同,由 v=λf 知不同介质中波的传播
典题例解
【例 3】 (多选)LC 振荡电路中,通过 P 点的电流变化规律如图
2.LC 回路振荡过程的分析。
激趣诱思
自古以来,人类一直在用自己的智慧解决远距离通信的问题。大
约 3 000 年前,在我国的周代就出现了利用火和烟传递信息的设施
——烽火台。然而,直到 100 多年前,信息主要还是依靠人或动物的
移动来传递,即使使用车、船,传递信息的速度仍然很慢。19 世纪末,
麦克斯韦学习了库仑、安培、奥斯特、法拉第、亨利的研究成果,
电场和磁场交替产生,从而形成由近及远传播的电磁波。
典题例解
【例 1】 关于电磁场理论,以下说法正确的是
(
)
A.在电场周围一定会产生磁场
B.任何变化的电场周围空间一定会产生变化的磁场
C.均匀变化的电场会产生变化的磁场
D.周期性变化的电场会产生周期性变化的磁场
思路分析:记住并理解麦克斯韦电磁场理论是解决本问题的关
(2)赫兹的其他实验成果:赫兹通过一系列的实验,观察到了电磁
波的反射、折射、干涉、偏振和衍射现象,并通过测量证明,电磁波
在真空中具有与光相同的速度,证实了麦克斯韦关于光的电磁理论。
预习交流 1
从科学的角度来说,电磁波是能量的一种,凡是高于绝对零度的
电磁波的发现、电磁振荡课件
B.电磁波在真空和介质中的传播速度相同
C.只要有电场和磁场,就能产生电磁波
D.电磁波在同种介质中只能沿直线传播
)
思路分析:解答本题的关键是能够理解电磁波的形成和特点。
解析:如果电场(或磁场)是均匀变化的,产生的磁场(或电场)是
恒定的,不能产生新的电场(或磁场),因而不能产生电磁波,选项 A 正
(2)赫兹的其他实验成果:赫兹通过一系列的实验,观察到了电磁
波的反射、折射、干涉、偏振和衍射现象,并通过测量证明,电磁波
在真空中具有与光相同的速度,证实了麦克斯韦关于光的电磁理论。
预习交流 1
从科学的角度来说,电磁波是能量的一种,凡是高于绝对零度的
物体,都会释放出电磁波。正像人们一直生活在空气中而眼睛却看
了交变电流,即电路中电流的大小、方向做周期性的变化。
2.LC 振荡电路中发生电磁振荡过程中的能量是如何转化的?
答案:(1)在 LC 回路发生电磁振荡的过程中,由于电容器极板上
带电荷,则电容器内就有与之相联系的电场能。
(2)电路中有电流时,则线圈就有与之相联系的磁场能。
(3)电容器放电阶段,电场能转化为磁场能,放电完毕的一瞬间,
键。
解析:变化的电场周围一定产生磁场,但若电场不发生变化,则不
能在周围空间产生磁场,选项 A 错误;均匀变化的电场只能在周围空
间产生稳定的磁场,只有不均匀变化的电场才能在周围空间产生变
化的磁场,选项 B、C 错误;周期性变化的电场(或磁场)在周围空间产
生周期性变化的磁场(或电场),选项 D 正确。
答案:D
(
)
A.0.5 s 至 1 s 时间内,电容器充电
B.0.5 s 至 1 s 时间内,电容器上极板带的是正电
高中物理 第十四章 1 电磁波的发现 2 电磁震荡课件4高二选修34物理课件
的电场
12/9/2021
第十三页，共四十八页。
(2)放电过程:由于线圈的 作用自,放感电电流由零逐渐增大,电容器极板上的电荷
,电容器
里的电场(diàn c逐hǎ渐ng)逐渐减弱,线圈的磁场逐渐增强,电场(diàn chǎng)能逐渐转化为 ,放电完
毕的瞬间,电场(能zhú全ji部àn转)减化磁为场磁(c场ích能ǎn.g)
[问题导学]
如图所示,将开关S掷向1,先给电容器充电,再将开关掷向2,从此时起,电容器通过 (tōngguò)线圈放电,放电过程中,电容器的电场能转化为什么形式的能?线圈中的电流发 生怎样的变化?线圈中是否会产生自感电动势?自感电动势产生什么效果?当线圈中的电 流减小时,是否会对电容器充电?此时线圈中的磁场能转化为什么形式的能?
12/9/2021
第十九页，共四十八页。
状元(zhuàng yuan)心得
❶变化的磁场(cíchǎng)所产生的电场的电场线是闭合的,而静电场中的电场线是不闭 合的.
❷1)振荡电场(即周期性变化的电场)产生同频率的振荡磁场. 2)振荡磁场(即周期性变化的磁场)产生同频率的振荡电场.
12/9/2021
12/9/2021
第二十一页，共四十八页。
规律(guīlǜ)方法
理解麦克斯韦电磁场理论(lǐlùn)的关键
(1)掌握(zhǎngwò)四个关键词:“恒定的”“均匀变化的”“非均匀变化的” “周期性变 化的(即振荡的)”. (2)掌握“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”.
12/9/2021
. 周期性变化
周期性变化的次数
5.LC 电路的周期或频率公式
1
T=2π LC ,所以其振荡频率 f=___2_π__L_C___.
2019高中物理第十四章第1、2节电磁波的发现电磁振荡课件新人教版选修3_4
时会有 热量 产生，另外还会有一部分能量以 电磁波 的形式辐
射出去。如果要实现等幅振荡，必须有能量补充到电路中。
[说明] 在电磁振荡过程中，电容器极板上的电荷量，电路中的电流 与振荡电流相联系的电场和磁场都在周期性的变化，电场能和磁 场能周期性的转化。 类比单摆摆动过程中的能量转化来分析电磁振荡过程中的能 量转化情况： 电容器充电时相当于摆球从平衡位置被拉到最高点，电场能 相当于摆球势能，磁场能相当于摆球动能。电容器在放电过程中 电场能转化为磁场能，相当于摆球由最高点向平衡位置运动，摆 球势能转化为动能。电容器放电结束，电场能全部转化为磁场能， 相当于摆球到达平衡位置时摆球势能全部转化为动能。
(2)同步异变关系
在 LC 振荡过程中，电容器上的三个物理量 q、E、
EE 与线圈中的三个物理量 i、B、EB 是同步异向变化的，
即 q、E、EE 同时减小时，i、B、EB 同时增大，且它们的
同步异向变化
变化是同步的，即 q、E、EE↑
i、B、EB↓。
(3)物理量的等式关系 线圈上的振荡电流 i＝ΔΔqt ，自感电动势 E＝L·ΔΔit，振 荡周期 T＝2π LC。
(4)极值、图象的对应关系 如图所示，i＝0 时，q 最大，E 最大，EE 最大，E 自 (E 自为自感电动势)最大。
q＝0 时，i 最大，B 最大，EB 最大，EE＝0。 对于电场 E 与磁场 B 以及电场能 EE 与磁场能 EB 随 时间的变化图象也有这样的对应关系，图象能直观地反映 同步异变关系和极值对应关系。
四、电磁振荡的周期和频率┄┄┄┄┄┄┄┄④
1．周期：电磁振荡完成一次 周期性 变化需要的时间。 2．频率：1 s 内完成的周期性变化的 次数 。
2019_2020学年高中物理第十四章第1节电磁波的发现第2节电磁振荡课件新人教版选修3_4
3．赫兹的电火花 (1)_赫__兹___通过实验证实了电磁波的存在． (2)赫兹的其他实验成果：赫兹通过一系列的实验，观察到了 电磁波的反射、折射、干涉、衍射和偏振现象，并通过测量 证明，电磁波在真空中具有与光相同的速度，证实了麦克斯 韦关于光的电磁理论．
二、电磁振荡 1．电磁振荡的产生 (1)振荡电流和振荡电路 ①振荡电流：大小和__方__向__都做周期性迅速变化的电流． ②振荡电路：产生__振__荡__电__流__的电路．最简单的振荡电路为 LC 振荡电路． (2)电磁振荡的过程 在 LC 振荡电路中，电容器极板上的电荷量，电路中的电流， 电场和磁场周期性相互转变的过程也就是电场能和磁场能 _周__期__性 ___相互转化的过程．
电磁振荡过程中各物理量的变化
1．各物理量变化情况一览表
时刻 工作
(时间) 过程
q
E
i
B
能量
0→T4 T4→T2 T2→34T 34T→T
放电 过程 充电 过程 放电 过程 充电 过程
qm→0 0→qm qm→0 0→qm
Em→ 0 im→ 0 0→ im im→ 0
0→Bm Bm→0 0→Bm Bm→0
E 电→E 磁 E 磁→E 电 E 电→E 磁 E 磁→E 电
2.振荡电流、极板带电荷量随时间的变化图象
如图所示为 LC 振荡电路中电容器的极
板带电荷量随时间变化曲线，下列判断中正确的
是( )
①在 b 和 d 时刻，电路中电流最大
判一判 (1)电磁波是横波．( √ ) (2)麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波 的存在．( √ ) (3)变化的电场产生变化的磁场，变化的磁场产生变化的电 场．( × ) (4)在 LC 振荡电路中，回路中电流值最大时刻，回路中磁场 能最大．( √ )
2018-2019高中物理 第十四章 电磁波 第1节 电磁波的发现 第2节 电磁振荡课堂达标 新人教版选修3-4
第十四章第1节电磁波的发现第2节电磁振荡1．(四川省广安市2017年高二下学期期末)关于机械波与电磁波的说法中，正确的是( C ) A．机械波和电磁波都能发生反射、折射、干涉和衍射现象，所以它们本质是相同的B．麦克斯韦认为，变化的电场一定能产生电磁波C．机械波在介质中的波速与波的频率无关，电磁波在介质中的波速与波的频率有关D．随着科技的发展，可以实现利用机械波从太空向地球传递信息解析：电磁波是磁场与电场的相互转换从而向前传播；机械波是物质的实际往复运动而产生的，两者本质不同，A错误；均匀变化的电场产生稳定的磁场，而稳定的磁场不会产生电场，B 错误；机械波在介质中的传播速度由介质决定，与波的频率无关．电磁波在介质中的传播速度与介质和波的频率均有关，C正确；机械波的传播需要介质，不能在真空中传播，D错误。
2．(多选)(内蒙古包头九中2017年高二下学期期中)如图所示的振荡电路中，某时刻线圈中磁场方向向上，且电路的电流正在增强，则此时( AB )A．a点电势比b点低B．电容器两极板间场强正在减小C．电路中电场能正在增大D．线圈中感应电动势正在增大解析：结合图中的磁场的方向，根据安培定则，线圈中的电流从b到a，此时电流正在增强，表明电容器正在放电，所以下板带正电，上板带负电．a点电势比b点低，电容器两极板间场强正在减小，电场能在减小，电流放电变慢，线圈中感应电动势变小。
故AB正确，CD错误。
故选：AB。
3．(安徽省合肥市部分重点高中2017年高三模拟)英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场。
如图所示，一个半径为r的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场B，环上套一带电荷量为＋q的小球。
已知磁感应强度B随时间均匀增加，其变化率为k，若小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功的大小是( D )A ．0B ．12r 2qkC ．2πr 2qkD ．πr 2qk 解析：感生电场是涡旋场，电荷在运动过程中，电场力始终做功。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第十四章第1节电磁波的发现第2节电磁振荡
1．(四川省广安市2017年高二下学期期末)关于机械波与电磁波的说法中，正确的是( C ) A．机械波和电磁波都能发生反射、折射、干涉和衍射现象，所以它们本质是相同的
B．麦克斯韦认为，变化的电场一定能产生电磁波
C．机械波在介质中的波速与波的频率无关，电磁波在介质中的波速与波的频率有关
D．随着科技的发展，可以实现利用机械波从太空向地球传递信息
解析：电磁波是磁场与电场的相互转换从而向前传播；机械波是物质的实际往复运动而产生的，两者本质不同，A错误；均匀变化的电场产生稳定的磁场，而稳定的磁场不会产生电场，B 错误；机械波在介质中的传播速度由介质决定，与波的频率无关．电磁波在介质中的传播速度与介质和波的频率均有关，C正确；机械波的传播需要介质，不能在真空中传播，D错误。
2．(多选)(内蒙古包头九中2017年高二下学期期中)如图所示的振荡电路中，某时刻线圈中磁场方向向上，且电路的电流正在增强，则此时( AB )
A．a点电势比b点低
B．电容器两极板间场强正在减小
C．电路中电场能正在增大
D．线圈中感应电动势正在增大
解析：结合图中的磁场的方向，根据安培定则，线圈中的电流从b到a，此时电流正在增强，表明电容器正在放电，所以下板带正电，上板带负电．a点电势比b点低，电容器两极板间场强正在减小，电场能在减小，电流放电变慢，线圈中感应电动势变小。
故AB正确，CD错误。
故选：AB。
3．(安徽省合肥市部分重点高中2017年高三模拟)英国物理学家麦克斯韦认为，磁场变化时会在空间激发感生电场。
如图所示，一个半径为r的绝缘细圆环水平放置，环内存在竖直向上的匀强磁场B，环上套一带电荷量为＋q的小球。
已知磁感应强度B随时间均匀增加，其变化率为k，若小球在环上运动一周，则感生电场对小球的作用力所做功的大小是( D )
A ．0
B ．12r 2qk
C ．2πr 2qk
D ．πr 2
qk
解析：感生电场是涡旋场，电荷在运动过程中，电场力始终做功。
由U ＝ΔB Δt S 可知电场强度E ＝k πr 2
2πr 运动一周电场力做功
W ＝qE 2πr ＝πr 2qk ，D 选项正确。