自主学习习课课堂对对点演 练练名师师解疑分类类例析自主学习习课课堂对对点演 练练名师师解疑分类类例析第1节 电磁波的产生 自主学习习课课堂对对点演 练练名师师解疑分类类例析1知道LC振荡电荡电 路2知道固有周期、频频率公式3知道麦克斯韦电韦电 磁场场理论论4知道电电磁波的产产生5知道赫兹兹用实验证实实验证实 了电电磁波的存在及意义义.自主学习习课课堂对对点演 练练名师师解疑分类类例析一、电磁振荡的产生 振荡电荡电 流和振荡电荡电 路(1)振荡电流：大小和 都做周期性迅速变变化的电电流(2)振荡电路：产产生的电电路最简单简单 的振荡荡电电路为为LC振荡电荡电 路方向振荡电流自主学习习课课堂对对点演 练练名师师解疑分类类例析电磁振荡的过程放电过电过 程：由于线线圈的自感作用，放电电电电 流由零逐渐渐增大，电电容器极板上的电电荷，电电容器里的电场电场 逐渐渐减弱，线线圈的磁场场逐渐渐增强，电场电场 能逐渐转渐转 化为为 ，振荡电荡电 流逐渐渐增大，放电电完毕毕，电电流达到最大，电场电场 能全部转转化为为磁场场能逐渐减少磁场能自主学习习课课堂对对点演 练练名师师解疑分类类例析充电过程： 电电容器放电电完毕毕后，由于线线圈的自感作用，电电流保持 逐渐渐减小，电电容器将进进行 ，线线圈的磁场场逐渐渐减弱，电电容器里的电场电场 逐渐渐增强，磁场场能逐渐转渐转 化为电场为电场 能，振荡电荡电 流逐渐渐减小，充电电完毕毕，电电流减小为为零，磁场场能全部转转化为电场为电场 能. 此后，这样这样 充电电和放电电的过过程反复进进行下去原来的方向反向充电自主学习习课课堂对对点演 练练名师师解疑分类类例析电磁振荡的实质在电电磁振荡过荡过 程中，电电容器极板上的电电荷量，电电路中的电电流，与振荡电荡电 流相联联系的电场电场 和磁场场都在 ，电场电场 能和磁场场能也随着周期性的 周期性变化转化自主学习习课课堂对对点演 练练名师师解疑分类类例析二、电磁振荡的周期和频率电电磁振荡荡的周期T：电电磁振荡荡完成一次 需要的时间时间 电磁振荡的频率f：1 s内完成周期性变变化的 周期性变化次数自主学习习课课堂对对点演 练练名师师解疑分类类例析自主学习习课课堂对对点演 练练名师师解疑分类类例析三、伟大的预言 变变化的磁场产场产 生电场电场(1)实验基础：如图图311所示，在变变化的磁场场中放一个闭闭合电电路，电电路里将会产产生 图311 感应电流自主学习习课课堂对对点演 练练名师师解疑分类类例析(2)麦克斯韦对现象的分析：回路中有感应电应电 流产产生，一定是变变化的磁场产场产 生了 ，自由电电荷在作用下产产生了 移动动(3)麦克斯韦第一条假设：即使在变变化的磁场场周围围没有，同样样要产产生 ，变变化的磁场产场产 生 是一个普遍规规律. 电场电场力定向闭合回路电场电场自主学习习课课堂对对点演 练练名师师解疑分类类例析变化的电场产生磁场麦克斯韦韦确信自然规规律的统统一性、和谐谐性，相信电场电场 和磁场场的之美他大胆地假设设，既然变变化的 能产产生电场电场 ，变变化的电场电场 也会在空间产间产 生对称磁场磁场自主学习习课课堂对对点演 练练名师师解疑分类类例析四、电磁波 电磁波的产生如果空间间某区域存在不均匀变变化的电场电场 ，那么它就在空间间引起不均匀变变化的，这这个不均匀变变化的磁场场又引起新的不均匀变变化的；于是的电场电场 和 的磁场场交替产产生，由近及远远向周围传围传 播，形成了 电磁波是横波根据麦克斯韦韦的电电磁场场理论论，电电磁波中的 与互相垂直，而且二者均与波的传传播方向垂直，因此电电磁波是横波磁场电场变化变化电磁波电场强度磁感应强度自主学习习课课堂对对点演 练练名师师解疑分类类例析电磁波的速度麦克斯韦指出了光的 本质，他预言电磁波的速度等于.电磁光速c自主学习习课课堂对对点演 练练名师师解疑分类类例析五、赫兹实验 赫兹兹的实验实验 装置如图图312所示：图312 自主学习习课课堂对对点演 练练名师师解疑分类类例析实验现象当感应应圈两个金属球间间有火花跳过时过时 ，导线环导线环 两个小球间间也跳过过火花现象分析当感应应圈使得与它相连连的两个金属球间产间产 生火花时时，空间间出现现了迅速变变化的这这种电电磁场场以的形式在空间传间传 播当电电磁波到达导线环导线环时时，它在导线环导线环 中激发发出，使得导线环导线环的空隙中也产产生了火花电磁场电磁波感应电动势自主学习习课课堂对对点演 练练名师师解疑分类类例析实验结论赫兹证实了 的存在赫兹的其他实验成果赫兹兹做了一系列的实验实验 ，观观察到了电电磁波的反射 、衍射和偏振现现象，并通过测过测 量，证证明电电磁波在真空中具有与 相同的速度，证实证实 了麦克斯韦韦关于光的. 电磁波折射干涉光电磁理论自主学习习课课堂对对点演 练练名师师解疑分类类例析一、电磁振荡中的对应变化关系 用图象对应分析i、q的变化关系如图图313所示 自主学习习课课堂对对点演 练练名师师解疑分类类例析图313 自主学习习课课堂对对点演 练练名师师解疑分类类例析相关量与电路状态的对应情况 自主学习习课课堂对对点演 练练名师师解疑分类类例析二、LC回路中各量间的变化规律及对应关系 同步同变变关系在LC回路发发生电电磁振荡荡的过过程中，电电容器上的物理量，电电量q、电场电场 强度E、电场电场 能EE是同时时同向变变化的，即：qEEE(或qEEE)振荡线荡线 圈上的物理量：振荡电荡电 流i、磁感应应强度B、磁场场能EB也是同步同向变变化的，即：iBEB(或iBEB)自主学习习课课堂对对点演 练练名师师解疑分类类例析自主学习习课课堂对对点演 练练名师师解疑分类类例析自主学习习课课堂对对点演 练练名师师解疑分类类例析三、对麦克斯韦电磁场理论的理解电电磁场场的产产生如果在空间间某处处有周期性变变化的电场电场 ，那么这这个变变化的电场电场 就在它周围围空间产间产 生周期性变变化的磁场场，这这个变变化的磁场场又在它周围围空间产间产 生变变化的电场电场 变变化的电场电场和变变化的磁场场是相互联联系的，形成不可分割的统统一体，这这就是电电磁场场自主学习习课课堂对对点演 练练名师师解疑分类类例析麦克斯韦电磁场理论的要点(1)恒定的磁场场不会产产生电场电场 ，同样样，恒定的电场电场 也不会产产生磁场场；(2)均匀变变化的电场电场 在周围围空间产间产 生恒定的磁场场，同样样，均匀变变化的磁场场在周围围空间产间产 生恒定的电场电场 ；(3)振荡变荡变 化的磁场场在周围围空间产间产 生同频频率振荡荡的电场电场 ，同样样，振荡变荡变 化的电场电场 在周围围空间产间产 生同频频率振荡荡的磁场场自主学习习课课堂对对点演 练练名师师解疑分类类例析四、电磁波的特点电电磁波是一种波，因此它具有一切波的共性，同时时它又是一种特殊的波，有区别别于其他波的不同之处处 电电磁波是横波，电电磁波中的电场电场 和磁场场相互垂直，电电磁波在与两者均垂直的方向上传传播 电电磁波的传传播不需要介质质，电电磁波在真空中的传传播速度与光速相同，即c3.00108 m/s，同一种电电磁波在不同介质质中传传播时频时频 率不变变，波速、波长长改变变，在介质质中速度比真空中速度小自主学习习课课堂对对点演 练练名师师解疑分类类例析电电磁波具有波的共性，能产产生干涉，衍射等现现象 电电磁波传传播过过程中也就是电电磁能量传传播的过过程 电电磁波的波速、波长长与频频率满满足关系：cf.其中频频率f由波源决定，波速与介质质和频频率有关，不同电电磁波在同一介质质中波速不同，频频率越高，波速越小；频频率越低，波速越大自主学习习课课堂对对点演 练练名师师解疑分类类例析自主学习习课课堂对对点演 练练名师师解疑分类类例析不同点 机械波电电磁波 研究对对象 力学现现象电电磁现现象 周期性位移随时间时间 和空间间 做周期性变变化电场电场 强度E和磁感应应强度B 随时间时间 和空间间做周期性变变 化自主学习习课课堂对对点演 练练名师师解疑分类类例析续表 传传播 情况传传播需要介质质，波速与介 质质有关，与频频率无关传传播无需介质质，在真空 中波速总总等于光速c，在 介质质中传传播时时，波速与 介质质及频频率都有关 产产生 机理由(波源)质质点的振动产动产 生由电电磁振荡荡(周期性变变化 的电电流)激发发 是否 横波可以是是是否 纵纵波可以是否自主学习习课课堂对对点演 练练名师师解疑分类类例析【典例1】 如图图314所示为为振荡电荡电 路在某时时刻的电电容器的带电带电 情况和电电感线线圈中磁感线线方向情况，由图图可知电电容器在_电电，电电感线线圈中的电电流在_(填“增大”“减小”或“不变变”)，如果振荡荡电电流的周期为为104 s，电电容为为C250 F，则则自感系数L_ H.电磁振荡过程的分析 图314 自主学习习课课堂对对点演 练练名师师解疑分类类例析答案 充 减小 105 自主学习习课课堂对对点演 练练名师师解疑分类类例析借题发挥 在电磁振荡中各物理量变化是有规律的，我们要熟悉各物理量变化的特点，特别抓住关键的电量和电流，电量变大、电场强度、电场能变大；电流则变小，磁感应强度、磁场能变小题中就是先根据右手螺旋定则(即安培定则)找到电流方向，知道是充电，电流变小，则其它量便可推得自主学习习课课堂对对点演 练练名师师解疑分类类例析【变式1】 如图图315所示，LC振荡荡电电路中振荡电荡电 流的周期为为2102 s，自振荡电荡电 流沿逆时针时针 方向达最大值时值时开始计时计时 ，当t3.4102 s时时，电电容器正处处于_状态态(填“充电电”“放电电”“充电电完毕毕”或“放电电完毕毕”)，这时电这时电 容器的上极板_(填“带带正电电”“带负电带负电 ”或“不带电带电 ”)图315自主学习习课课堂对对点演 练练名师师解疑分类类例析解析 根据题意画出此LC电路的振荡电流的变化图象如图所示结合图象，t3.4102 s时刻设为图象中的P点，则该时刻电路正处于反向电流减小过程中，所以电容器正处于反向充电状态，上极板带正电答案 充电 带正电 自主学习习课课堂对对点演 练练名师师解疑分类类例析【典例2】 为为了增大LC振荡电荡电 路的固有频频率，下列办办法中可采取的是( )A增大电电容器两极板的正对对面积积并在线线圈中放入铁铁芯B减小电电容器两极板的距离并增加线线圈的匝数C减小电电容器两极板的距离并在线线圈中放入铁铁芯D减小电电容器两极板的正对对面积积并减少线线圈的匝数LC振荡电路周期、频率公式的理解及应用 自主学习习课课堂对对点演 练练名师师解疑分类类例析答案 D 自主学习习课课堂对对点演 练练名师师解疑分类类例析【变式2】 在LC振荡电荡电 路中，用以下的哪种办办法可以使振荡频荡频 率增大一倍( )A自感L和电电容C都增大一倍B自感L增大一倍，电电容C减小一半C自感L减小一半，电电容C增大一倍D自感L和电电容C都减小一半答案 D 自主学习习课课堂对对点演 练练名师师解疑分类类例析【典例3】 下列关于电电磁波的说说法中，正确的是 ( )A电电磁波是电电磁场场由发发生区域向远处远处 的传传播B电电磁波在任何介质质中的传传播速度均为为3.0108 m/sC电电磁波由真空进进入介质传质传 播时时，波长长将变变短D电电磁波不能产产生干涉、衍射现现象对电磁波的产生及特点的理解 自主学习习课课堂对对点演 练练名师师解疑分类类例析解析 电磁波在真空中的传播速度为光速c3.