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粤教版 (2019)选择性必修 第二册第二节 麦克斯韦电磁电磁场理论图片课件ppt
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这是一份粤教版 (2019)选择性必修 第二册第二节 麦克斯韦电磁电磁场理论图片课件ppt，共48页。PPT课件主要包含了课前·自主预习，两个基本假设，微思考，伟大的预言与赫兹实验，电磁场，0×108，感应电动势，电磁波，课堂·重难探究，答案C等内容，欢迎下载使用。
1．麦克斯韦电磁场理论的两个基本假设(1)变化的磁场能够在周围空间产生________(如图甲所示)．(2)变化的电场能够在周围空间产生________(如图乙所示)．
2．电磁场：变化的电场和变化的磁场________产生，形成不可分割的统一体，称为电磁场．
麦克斯韦根据什么认为“变化的磁场产生电场”？【答案】麦克斯韦是在法拉第电磁感应现象的基础上提出“变化的磁场产生电场”的假设．
电磁场理论是谁提出的( )A．法拉第B．赫兹C．麦克斯韦D．安培【答案】C【解析】电磁场理论是由麦克斯韦提出的，并由赫兹首先验证．故C正确．
1．电磁波(1)电磁波的产生：变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场是由近及远地传播的，这种变化的__________在空间的传播称为电磁波．(2)电磁波的特点．①电磁波是__________，电磁波在空间传播不需要________．②电磁波的波长、频率、波速的关系：v＝λf，在真空中，电磁波的速度c＝___________m/s.(3)电磁波能产生反射、________、干涉和________等现象．
2．赫兹的电火花(1)赫兹实验的分析．和高压感应线圈相连的抛光金属球间产生电火花时，空间出现了迅速变化的__________，这种变化的电磁场以电磁波的形式传到了导线环，导线环中激发出____________，使与导线环相连的金属球间也产生了电火花．这个导线环实际上是电磁波的检测器．结论：赫兹实验证实了__________的存在，检验了麦克斯韦电磁场理论的正确性．
(2)赫兹的其他成果．赫兹观察到了电磁波的反射、________、________、偏振和衍射等现象．测量证明了电磁波在真空中具有与光相同的速度c，证实了麦克斯韦关于光的电磁场理论．
(1)电磁波的传播速度由什么决定？(2)由空气进入水中，电磁波会发生怎样的变化？【答案】(1)电磁波的传播速度由介质和频率共同决定．(2)电磁波的频率不变，传播速度变小，波长变短．
某空间中出现了如图中虚线所示的一组闭合的电场线，这可能是( )A．在中心点O有一静止的点电荷B．沿AB方向有一段通有恒定电流的直导线C．沿BA方向的磁场在减弱D．沿AB方向的磁场在减弱
【答案】C【解析】首先应知道闭合的电场线是由变化的磁场产生的，闭合的电场线类似于环形电流，根据楞次定律环形电流产生的磁场由B→A，阻碍原磁场的变化，所以BA方向的磁场在减弱，选C．
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间产生变化的电场——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．对麦克斯韦电磁场理论的理解
例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D．周期性变化的磁场周围空间一定产生周期性变化的电场
【答案】D【解析】根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场才能产生磁场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，非均匀变化的电场产生变化的磁场，只有D正确．
变式1 下列关于电场与磁场的产生的理解正确的是( )
(1)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．(2)变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关．(3)周期性变化的磁场产生同频率变化的电场． 麦克斯韦电磁场理论的两个基本观点是变化的磁场产生电场和变化的电场产生磁场．根据麦克斯韦电磁场理论，周期性变化的电场和磁场相互联系，形成电场和磁场的统一体，它由近及远地向周围传播．
1．电磁波的产生变化的电场和变化的磁场总是交替产生，并且由发生的区域向周围空间传播，电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波．2．电磁波的特点(1)电磁波是横波，即E与B彼此垂直且与传播方向垂直．(2)电磁波的传播不需要介质，在真空中电磁波的传播速度跟光速相同，即c＝3.0×108 m/s.
(3)电磁波具有波的共性，能产生干涉、衍射等现象．电磁波与物质相互作用时，能发生反射、吸收、折射等现象．3．电磁波的波速、波长与频率的关系：c＝λf.4．电磁波与机械波的异同(1)电磁波与机械波的相同点．①电磁波与机械波一样，能发生反射、折射、衍射、干涉等现象．②电磁波与机械波一样，是传播能量的一种形式，能传递信息．
②电磁波传播不需要介质，机械波必须有介质才能传播．电磁场本身是一种物质，电磁波是物质传播的形式，是靠电和磁的相互“感应”而传播的，可以脱离电荷而独立存在，故它的传播不需要介质，真空中也能传播．③电磁波是横波，电场方向和磁场方向互相垂直且都与波的传播方向垂直；机械波有横波也有纵波．④电磁波的波速比机械波的波速大得多，任何频率的电磁波在真空中的传播速度都等于光在真空中的速度，即c＝3.0×108 m/s，电磁波传播虽然不需要介质，但在其他介质中的速度都比在真空中的小．
例2 (多选)下列关于电磁波的叙述中，正确的是( )A．电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播B．电磁波在任何介质中的传播速度均为3×108 m/sC．电磁波由真空进入介质传播时，波长变短D．电磁波不能产生干涉、衍射现象【答案】AC
【解析】电磁波是交替产生呈周期性变化的电磁场由发生区域向远处传播而产生，故A正确；电磁波只有在真空中传播时，其速度为3×108 m/s，故B错误；电磁波在传播过程中其频率f不变，由波速公式v＝λf知，由于电磁波在介质中的传播速度比在真空中的传播速度小，所以可得此时波长变短，故C正确；电磁波是一种波，具有波的一切特性，能产生干涉、衍射等现象，故D错误．
变式2 真空中所有电磁波都具有相同的( )A．频率B．波长C．波速D．能量【答案】C【解析】电磁波在真空中的传播速度相同，而电磁波的频率、波长、能量不一定相同，故C正确．
电磁波的特点(1)电磁波有波的一切特点，能发生反射、折射现象；能产生干涉、衍射等现象．(2)电磁波是横波．在电磁波中，每处的电场强度和磁感应强度方向总是互相垂直的，并且都跟那里的电磁波的传播方向垂直．(3)电磁波可以在真空中传播，向外传播的是电磁能．
电磁场理论是研究电磁场中各物理量之间的关系及其空间分布和时间变化的理论．库仑定律揭示了电荷间的静电作用力与它们之间的距离平方成反比．安培等人又发现电流元之间的作用力也符合平方反比关系．麦克斯韦全面地总结了电磁学研究的全部成果，建立了完整的电磁场理论体系．以麦克斯韦方程组为核心的电磁理论，是经典物理学最引以为豪的成就之一．理论要点：变化的磁场可以激发涡旋电场，变化的电场可以激发涡旋磁场，电场和磁场不是彼此孤立的，它们相互联系、相互激发组成一个统一的电磁场．电磁场对物质的影响与物质的性质有关．电磁场理论不仅是物理学的重要组成部分，也是电工技术的理论基础．
例3 (多选)关于电磁波，下列说法正确的是( )A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输
【答案】ABC【解析】电磁波在真空中传播速度等于光速，与频率无关，A正确；电磁波是周期性变化的电场和磁场互相激发得到的，B正确；在真空中自由传播时，电磁波传播方向与电场方向、磁场方向均垂直，C正确；光是一种电磁波，光可在光导纤维中传播，D错误．
电磁波是横波．电磁波的电场、磁场、传播方向三者两两垂直，如图所示．电磁波与机械波不同，机械波在介质中传播的速度与介质有关，电磁波在介质中传播的速度与介质和频率均有关．
1．下列关于电磁波的说法正确的是( )A．电磁波必须依赖介质传播B．电磁波可以发生衍射现象C．电磁波不会发生偏振现象D．电磁波无法携带信息传播【答案】B【解析】电磁波在真空中也能传播，A错误；衍射是一切波所特有的现象，B正确；电磁波是横波，横波能发生偏振现象，C错误；所有波都能传递信息，D错误．
2．甲坐在人民大会堂台前60 m处听报告，乙坐在家里离电视机5 m处听电视转播，已知乙所在处与人民大会堂相距1 000 km，不考虑其他因素，则(空气中声速为340 m/s)( )A．甲先听到声音B．乙先听到声音C．甲、乙同时听到声音D．不能确定谁先听到声音
3．有关电磁场理论说法正确的是( )A．法拉第预言了电磁波的存在，并揭示了电、磁、光现象在本质上的统一性B．变化的磁场一定产生变化的电场C．均匀变化的电场产生均匀变化的磁场D．赫兹通过一系列实验，证明了麦克斯韦关于光的电磁理论
【答案】D【解析】法拉第预言了电磁波的存在，赫兹通过一系列实验，证明了麦克斯韦关于光的电磁理论，并揭示了电、磁、光现象在本质上的统一性，A错误，D正确；均匀变化的磁场产生恒定的电场，B错误；均匀变化的电场产生恒定的磁场，C错误．
4．(多选)关于电磁场、电磁波的认识，下列说法正确的是( )A．电磁波的传播需要介质B．电磁波从一种介质进入另一种介质，频率不变C．电磁波传播的过程中也传递了能量D．在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场
【答案】BC【解析】周期性变化的电场与磁场相互感应产生，并向外传播，从而形成电磁波，电磁波的传播不需要介质，A错误；只有变化的电场(磁场)才能产生磁场(电场)，D错误．
5．(多选)下列关于电磁波的说法正确的是( )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
1．麦克斯韦电磁场理论的两个基本假设(1)变化的磁场能够在周围空间产生________(如图甲所示)．(2)变化的电场能够在周围空间产生________(如图乙所示)．
2．电磁场：变化的电场和变化的磁场________产生，形成不可分割的统一体，称为电磁场．
麦克斯韦根据什么认为“变化的磁场产生电场”？【答案】麦克斯韦是在法拉第电磁感应现象的基础上提出“变化的磁场产生电场”的假设．
电磁场理论是谁提出的( )A．法拉第B．赫兹C．麦克斯韦D．安培【答案】C【解析】电磁场理论是由麦克斯韦提出的，并由赫兹首先验证．故C正确．
1．电磁波(1)电磁波的产生：变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场是由近及远地传播的，这种变化的__________在空间的传播称为电磁波．(2)电磁波的特点．①电磁波是__________，电磁波在空间传播不需要________．②电磁波的波长、频率、波速的关系：v＝λf，在真空中，电磁波的速度c＝___________m/s.(3)电磁波能产生反射、________、干涉和________等现象．
2．赫兹的电火花(1)赫兹实验的分析．和高压感应线圈相连的抛光金属球间产生电火花时，空间出现了迅速变化的__________，这种变化的电磁场以电磁波的形式传到了导线环，导线环中激发出____________，使与导线环相连的金属球间也产生了电火花．这个导线环实际上是电磁波的检测器．结论：赫兹实验证实了__________的存在，检验了麦克斯韦电磁场理论的正确性．
(2)赫兹的其他成果．赫兹观察到了电磁波的反射、________、________、偏振和衍射等现象．测量证明了电磁波在真空中具有与光相同的速度c，证实了麦克斯韦关于光的电磁场理论．
(1)电磁波的传播速度由什么决定？(2)由空气进入水中，电磁波会发生怎样的变化？【答案】(1)电磁波的传播速度由介质和频率共同决定．(2)电磁波的频率不变，传播速度变小，波长变短．
某空间中出现了如图中虚线所示的一组闭合的电场线，这可能是( )A．在中心点O有一静止的点电荷B．沿AB方向有一段通有恒定电流的直导线C．沿BA方向的磁场在减弱D．沿AB方向的磁场在减弱
【答案】C【解析】首先应知道闭合的电场线是由变化的磁场产生的，闭合的电场线类似于环形电流，根据楞次定律环形电流产生的磁场由B→A，阻碍原磁场的变化，所以BA方向的磁场在减弱，选C．
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间产生变化的电场——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．对麦克斯韦电磁场理论的理解
例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D．周期性变化的磁场周围空间一定产生周期性变化的电场
【答案】D【解析】根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场才能产生磁场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，非均匀变化的电场产生变化的磁场，只有D正确．
变式1 下列关于电场与磁场的产生的理解正确的是( )
(1)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．(2)变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关．(3)周期性变化的磁场产生同频率变化的电场． 麦克斯韦电磁场理论的两个基本观点是变化的磁场产生电场和变化的电场产生磁场．根据麦克斯韦电磁场理论，周期性变化的电场和磁场相互联系，形成电场和磁场的统一体，它由近及远地向周围传播．
1．电磁波的产生变化的电场和变化的磁场总是交替产生，并且由发生的区域向周围空间传播，电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波．2．电磁波的特点(1)电磁波是横波，即E与B彼此垂直且与传播方向垂直．(2)电磁波的传播不需要介质，在真空中电磁波的传播速度跟光速相同，即c＝3.0×108 m/s.
(3)电磁波具有波的共性，能产生干涉、衍射等现象．电磁波与物质相互作用时，能发生反射、吸收、折射等现象．3．电磁波的波速、波长与频率的关系：c＝λf.4．电磁波与机械波的异同(1)电磁波与机械波的相同点．①电磁波与机械波一样，能发生反射、折射、衍射、干涉等现象．②电磁波与机械波一样，是传播能量的一种形式，能传递信息．
②电磁波传播不需要介质，机械波必须有介质才能传播．电磁场本身是一种物质，电磁波是物质传播的形式，是靠电和磁的相互“感应”而传播的，可以脱离电荷而独立存在，故它的传播不需要介质，真空中也能传播．③电磁波是横波，电场方向和磁场方向互相垂直且都与波的传播方向垂直；机械波有横波也有纵波．④电磁波的波速比机械波的波速大得多，任何频率的电磁波在真空中的传播速度都等于光在真空中的速度，即c＝3.0×108 m/s，电磁波传播虽然不需要介质，但在其他介质中的速度都比在真空中的小．
例2 (多选)下列关于电磁波的叙述中，正确的是( )A．电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播B．电磁波在任何介质中的传播速度均为3×108 m/sC．电磁波由真空进入介质传播时，波长变短D．电磁波不能产生干涉、衍射现象【答案】AC
【解析】电磁波是交替产生呈周期性变化的电磁场由发生区域向远处传播而产生，故A正确；电磁波只有在真空中传播时，其速度为3×108 m/s，故B错误；电磁波在传播过程中其频率f不变，由波速公式v＝λf知，由于电磁波在介质中的传播速度比在真空中的传播速度小，所以可得此时波长变短，故C正确；电磁波是一种波，具有波的一切特性，能产生干涉、衍射等现象，故D错误．
变式2 真空中所有电磁波都具有相同的( )A．频率B．波长C．波速D．能量【答案】C【解析】电磁波在真空中的传播速度相同，而电磁波的频率、波长、能量不一定相同，故C正确．
电磁波的特点(1)电磁波有波的一切特点，能发生反射、折射现象；能产生干涉、衍射等现象．(2)电磁波是横波．在电磁波中，每处的电场强度和磁感应强度方向总是互相垂直的，并且都跟那里的电磁波的传播方向垂直．(3)电磁波可以在真空中传播，向外传播的是电磁能．
电磁场理论是研究电磁场中各物理量之间的关系及其空间分布和时间变化的理论．库仑定律揭示了电荷间的静电作用力与它们之间的距离平方成反比．安培等人又发现电流元之间的作用力也符合平方反比关系．麦克斯韦全面地总结了电磁学研究的全部成果，建立了完整的电磁场理论体系．以麦克斯韦方程组为核心的电磁理论，是经典物理学最引以为豪的成就之一．理论要点：变化的磁场可以激发涡旋电场，变化的电场可以激发涡旋磁场，电场和磁场不是彼此孤立的，它们相互联系、相互激发组成一个统一的电磁场．电磁场对物质的影响与物质的性质有关．电磁场理论不仅是物理学的重要组成部分，也是电工技术的理论基础．
例3 (多选)关于电磁波，下列说法正确的是( )A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输
【答案】ABC【解析】电磁波在真空中传播速度等于光速，与频率无关，A正确；电磁波是周期性变化的电场和磁场互相激发得到的，B正确；在真空中自由传播时，电磁波传播方向与电场方向、磁场方向均垂直，C正确；光是一种电磁波，光可在光导纤维中传播，D错误．
电磁波是横波．电磁波的电场、磁场、传播方向三者两两垂直，如图所示．电磁波与机械波不同，机械波在介质中传播的速度与介质有关，电磁波在介质中传播的速度与介质和频率均有关．
1．下列关于电磁波的说法正确的是( )A．电磁波必须依赖介质传播B．电磁波可以发生衍射现象C．电磁波不会发生偏振现象D．电磁波无法携带信息传播【答案】B【解析】电磁波在真空中也能传播，A错误；衍射是一切波所特有的现象，B正确；电磁波是横波，横波能发生偏振现象，C错误；所有波都能传递信息，D错误．
2．甲坐在人民大会堂台前60 m处听报告，乙坐在家里离电视机5 m处听电视转播，已知乙所在处与人民大会堂相距1 000 km，不考虑其他因素，则(空气中声速为340 m/s)( )A．甲先听到声音B．乙先听到声音C．甲、乙同时听到声音D．不能确定谁先听到声音
3．有关电磁场理论说法正确的是( )A．法拉第预言了电磁波的存在，并揭示了电、磁、光现象在本质上的统一性B．变化的磁场一定产生变化的电场C．均匀变化的电场产生均匀变化的磁场D．赫兹通过一系列实验，证明了麦克斯韦关于光的电磁理论
【答案】D【解析】法拉第预言了电磁波的存在，赫兹通过一系列实验，证明了麦克斯韦关于光的电磁理论，并揭示了电、磁、光现象在本质上的统一性，A错误，D正确；均匀变化的磁场产生恒定的电场，B错误；均匀变化的电场产生恒定的磁场，C错误．
4．(多选)关于电磁场、电磁波的认识，下列说法正确的是( )A．电磁波的传播需要介质B．电磁波从一种介质进入另一种介质，频率不变C．电磁波传播的过程中也传递了能量D．在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场
【答案】BC【解析】周期性变化的电场与磁场相互感应产生，并向外传播，从而形成电磁波，电磁波的传播不需要介质，A错误；只有变化的电场(磁场)才能产生磁场(电场)，D错误．
5．(多选)下列关于电磁波的说法正确的是( )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
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