第第1课时电磁波的发现电磁振荡课时电磁波的发现电磁振荡研究选考研究选考把握考情把握考情知识内容知识内容电磁波的发现电磁波的发现考试要求考试要求加试加试a教学要求教学要求1.知道麦克斯韦预言了电磁波，说出麦克斯韦电磁理论的两个基本假设知道麦克斯韦预言了电磁波，说出麦克斯韦电磁理论的两个基本假设2.知道电磁波的传播不需要介质知道电磁波的传播不需要介质3.知道电磁波是横波，传播的速度等于光速，光是一种电磁波知道电磁波是横波，传播的速度等于光速，光是一种电磁波4.知道赫兹用实验证实了电磁波的存在知道赫兹用实验证实了电磁波的存在5.了解麦克斯韦、赫兹对电磁学发展所做的巨大贡献了解麦克斯韦、赫兹对电磁学发展所做的巨大贡献6.认识电磁波的物质性认识电磁波的物质性7.了解电磁波和机械波的区别了解电磁波和机械波的区别8.知道变化的电场与变化的磁场相互激发产生了电磁波知道变化的电场与变化的磁场相互激发产生了电磁波9.体会电磁波研究过程中的科学思想方法体会电磁波研究过程中的科学思想方法说明说明不要求理解不要求理解“变化的电场相当于一种电流变化的电场相当于一种电流”知识内容知识内容电磁振荡电磁振荡考试要求考试要求加试加试c教学要求教学要求1.知道知道LC振荡电路的组成，知道振荡电流是一种交变电流。振荡电路的组成，知道振荡电流是一种交变电流。2.知道振荡过程中电感线圈和电容器的作用。知道振荡过程中电感线圈和电容器的作用。3.了解了解LC振荡电路的振荡周期振荡电路的振荡周期(频率频率)与电感与电感 、电容的关系。、电容的关系。4.会用传感器观察振荡电流随时间变化的规律。会用传感器观察振荡电流随时间变化的规律。5.了解振荡过程中的能量转化及损失情况。了解振荡过程中的能量转化及损失情况。6.了解电容器极板上电荷量、电路中电流、电压的变化情了解电容器极板上电荷量、电路中电流、电压的变化情况。况。7.会用会用LC振荡电路的周期、频率公式进行简单的计算。振荡电路的周期、频率公式进行简单的计算。说明说明不要求知道等幅振荡的概念及等幅振荡电路补充能量的方不要求知道等幅振荡的概念及等幅振荡电路补充能量的方法。法。知识点一电磁波的发现知识点一电磁波的发现基基 础础 梳梳 理理1.伟大的预言伟大的预言(1)麦麦克克斯斯韦韦电电磁磁场场理理论论的的基基本本观观点点：_的的磁磁场场产产生生电电场场，_的的电电场场产产生生磁场。磁场。(2)如如果果在在空空间间某某区区域域中中有有_变变化化的的电电场场，那那么么它它就就在在空空间间引引起起_变变化化的的磁磁场场；这这个个_的的磁磁场场又又引引起起新新的的_的的电电场场于于是是，变变化化的的_和变化的和变化的_交替产生，由近及远向周围传播，形成了交替产生，由近及远向周围传播，形成了_。变化变化变化变化周期性周期性周期性周期性变化变化变化变化电场电场磁场磁场电磁波电磁波2.电磁波电磁波(1)根根据据麦麦克克斯斯韦韦电电磁磁场场理理论论，电电磁磁波波在在真真空空中中传传播播时时，它它的的电电场场强强度度与与磁磁感感应应强强度度互相互相_，而且二者均与波的传播方向，而且二者均与波的传播方向_，因此电磁波是，因此电磁波是_。(2)电磁波在真空中传播的速度等于电磁波在真空中传播的速度等于_，麦克斯韦指出了光的，麦克斯韦指出了光的_本质。本质。3.赫兹的电火花赫兹的电火花赫赫兹兹做做了了一一系系列列的的实实验验，观观察察到到了了电电磁磁波波的的反反射射、 _、 _、衍衍射射和和偏偏振振等等现现象象。并并通通过过测测量量证证明明，电电磁磁波波在在真真空空中中具具有有与与_相相同同的的速速度度。这这样样，赫赫兹兹证证实实了麦克斯韦关于光的了麦克斯韦关于光的_ ，赫兹在人类历史上首先捕捉到了，赫兹在人类历史上首先捕捉到了_。垂直垂直垂直垂直横波横波光速光速c电磁电磁折射折射干涉干涉光光电磁理论电磁理论电磁波电磁波1.关于电磁场理论，下列说法正确的是关于电磁场理论，下列说法正确的是()A.在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场在电场周围一定产生磁场，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，变化的磁场周围一定产生变化的电场在变化的电场周围一定产生变化的磁场，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.周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场解解析析根根据据麦麦克克斯斯韦韦电电磁磁场场理理论论，只只有有变变化化的的电电场场能能产产生生磁磁场场，均均匀匀变变化化的的电电场场产生稳定的磁场，非均匀变化的电场才产生变化的磁场。产生稳定的磁场，非均匀变化的电场才产生变化的磁场。答案答案D即即 学学 即即 练练A.电磁波只能在真空中传播电磁波只能在真空中传播B.电场随时间变化时一定产生电磁波电场随时间变化时一定产生电磁波C.做变速运动的电荷会在空间产生电磁波做变速运动的电荷会在空间产生电磁波D.麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在2.下列关于电磁波的说法，正确的是下列关于电磁波的说法，正确的是()解解析析电电磁磁波波是是电电磁磁场场这这种种物物质质在在空空间间的的传传播播，它它既既可可在在真真空空中中传传播播，也也可可在在介介质质中中传传播播，A错错误误；当当电电场场随随时时间间均均匀匀变变化化时时产产生生稳稳定定的的磁磁场场，稳稳定定的的磁磁场场不不能能再再产产生生电电场场，故故也也就就不不能能形形成成电电磁磁波波，B错错误误；做做变变速速运运动动的的电电荷荷产产生生变变化化的的磁磁场场，变变化化的的磁磁场场在在其其周周围围空空间间产产生生变变化化的的电电场场电电场场、磁磁场场交交替替产产生生，向向外外传传播播的的过过程程就就形形成成了了电电磁磁波波，C正正确确；麦麦克克斯斯韦韦从从理理论论上上预预言言了了电电磁磁波波的的存存在在，赫赫兹兹通通过过实实验验证实了电磁波的存在，证实了电磁波的存在，D错误。错误。答案答案C知识点二电磁振荡知识点二电磁振荡1.电磁振荡的产生电磁振荡的产生(1)振荡电流和振荡电路振荡电流和振荡电路振荡电流：大小和振荡电流：大小和_都做周期性迅速变化的电流。都做周期性迅速变化的电流。振荡电路：产生振荡电路：产生_的电路。最简单的振荡电路为的电路。最简单的振荡电路为LC振荡电路。振荡电路。(2)电磁振荡的过程电磁振荡的过程放放电电过过程程：由由于于线线圈圈的的自自感感作作用用，放放电电电电流流由由零零逐逐渐渐增增大大，电电容容器器极极板板上上的的电电荷荷_，电电容容器器里里的的电电场场逐逐渐渐减减弱弱，线线圈圈的的磁磁场场逐逐渐渐增增强强，电电场场能能逐逐渐渐转转化化为为_，振振荡荡电电流流逐逐渐渐增增大大，放放电电完完毕毕，电电流流达达到到最最大大，电电场场能能全全部部转转化化为磁场能。为磁场能。基基 础础 梳梳 理理方向方向振荡电流振荡电流逐渐减少逐渐减少磁场能磁场能充充电电过过程程：电电容容器器放放电电完完毕毕后后，由由于于线线圈圈的的自自感感作作用用，电电流流保保持持_逐逐渐渐减减小小，电电容容器器将将进进行行_，线线圈圈的的磁磁场场逐逐渐渐减减弱弱，电电容容器器里里的的电电场场逐逐渐渐增增强强，磁磁场场能能逐逐渐渐转转化化为为电电场场能能，振振荡荡电电流流逐逐渐渐减减小小，充充电电完完毕毕，电电流流减减小小为为零零，磁场能全部转化为电场能。磁场能全部转化为电场能。此后，这样充电和放电的过程反复进行下去。此后，这样充电和放电的过程反复进行下去。原来的方向原来的方向反向充电反向充电2.电磁振荡的周期和频率电磁振荡的周期和频率(1)电磁振荡的周期电磁振荡的周期T：电磁振荡完成一次：电磁振荡完成一次_需要的时间。需要的时间。(2)电磁振荡的频率电磁振荡的频率f：1 s内完成的周期性变化的内完成的周期性变化的_。周期性变化周期性变化次数次数要要 点点 精精 讲讲要点要点1电磁波与机械波的比较电磁波与机械波的比较1.电磁波和机械波的共同点电磁波和机械波的共同点(1)二者都能产生干涉和衍射。二者都能产生干涉和衍射。(2)二者在不同介质中传播时频率不变。二者在不同介质中传播时频率不变。2.电磁波和机械波的区别电磁波和机械波的区别(1)二者本质不同二者本质不同电磁波是电磁场的传播，机械波是质点机械振动的传播。电磁波是电磁场的传播，机械波是质点机械振动的传播。(2)传播机理不同传播机理不同电磁波的传播机理是电磁场交替感应，机械波的传播机理是质点间的机械作用。电磁波的传播机理是电磁场交替感应，机械波的传播机理是质点间的机械作用。(3)电磁波传播不需要介质，而机械波传播需要介质。电磁波传播不需要介质，而机械波传播需要介质。(4)电电磁磁波波是是横横波波，机机械械波波既既有有横横波波又又有有纵纵波波，甚甚至至有有的的机机械械波波同同时时有有横横波波和和纵纵波波，例如地震波。例如地震波。【例【例1】 以下关于机械波与电磁波的说法中，正确的是以下关于机械波与电磁波的说法中，正确的是()A.机械波和电磁波，本质上是一致的机械波和电磁波，本质上是一致的B.机机械械波波的的波波速速只只与与介介质质有有关关，而而电电磁磁波波在在介介质质中中的的波波速速不不仅仅与与介介质质有有关关，而而且且与与电磁波的频率有关电磁波的频率有关C.机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波D.它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象解解析析机机械械波波由由振振动动产产生生；电电磁磁波波由由周周期期性性变变化化的的电电场场(或或磁磁场场)产产生生，机机械械波波是是能能量量波波，传传播播需需要要介介质质，速速度度由由介介质质决决定定，电电磁磁波波是是物物质质波波，波波速速由由介介质质和和自自身身的的频频率率共共同同决决定定；机机械械波波有有横横波波，也也有有纵纵波波，而而电电磁磁波波一一定定是是横横波波，它它们们都都能能发发生生反反射射、折射、干涉和衍射等现象，故选项折射、干涉和衍射等现象，故选项B、C、D正确。正确。答案答案BCD要点要点2电磁振荡中各物理量的变化情况电磁振荡中各物理量的变化情况如图如图1所示所示图1【例【例2】 某时刻某时刻LC振荡电路的状态如图振荡电路的状态如图2所示，则此时刻所示，则此时刻()A.振荡电流振荡电流i在减小在减小B.振荡电流振荡电流i在增大在增大C.电场能正在向磁场能转化电场能正在向磁场能转化D.磁场能正在向电场能转化磁场能正在向电场能转化解解析析题题图图中中电电容容器器上上极极板板带带正正电电荷荷，图图中中给给出出的的振振荡荡电电流流方方向向，说说明明负负电电荷荷向向下下极极板板聚聚集集，所所以以电电容容器器正正在在充充电电，电电容容器器充充电电的的过过程程中中，电电流流减减小小，磁磁场场能能向向电电场场能转化，所以选项能转化，所以选项A、D正确。正确。答案答案AD图2名名师师点点睛睛在在电磁磁振振荡中中各各物物理理量量变化化是是有有规律律的的，我我们要要熟熟悉悉各各物物理理量量变化化的的特特点点，特特别抓抓住住关关键的的电量量和和电流流的的变化化。电量量变大大、电场强度度、电场能能变大大；电流流则变小，磁感小，磁感应强度、磁度、磁场能能变小。判断出充、放小。判断出充、放电情况是解决情况是解决问题的关的关键。1.下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A.任任何何变变化化的的磁磁场场都都要要在在周周围围空空间间产产生生变变化化的的电电场场，振振荡荡磁磁场场在在周周围围空空间间产产生生同同频频率的振荡电场率的振荡电场B.任何电场都要在周围空间产生磁场，振荡电场在周围空间产生同频率的振荡磁场任何电场都要在周围空间产生磁场，振荡电场在周围空间产生同频率的振荡磁场C.任任何何变变化化的的电电场场都都要要在在周周围围空空间间产产生生磁磁场场，振振荡荡电电场场在在周周围围空空间间产产生生同同频频率率的的振振荡磁场荡磁场D.电场和磁场总是相互联系着，形成一个不可分割的统一体，即电磁场电场和磁场总是相互联系着，形成一个不可分割的统一体，即电磁场解解析析根根据据麦麦克克斯斯韦韦电电磁磁场场理理论论，如如果果电电场场(磁磁场场)的的变变化化是是均均匀匀的的，产产生生的的磁磁场场(电电场场)是是稳稳定定的的；如如果果电电场场(磁磁场场)的的变变化化是是不不均均匀匀的的，产产生生的的磁磁场场(电电场场)是是变变化化的的；振振荡荡电电场场(磁磁场场)在在周周围围空空间间产产生生同同频频率率的的振振荡荡磁磁场场(电电场场)；周周期期性性变变化化的的电电场场和和周周期期性性变变化化的的磁磁场场总总是是相相互互联联系系着着，形形成成一一个个不不可可分分割割的的统统一一体体，即即电电磁磁场场。故故选选项项C正确。正确。答案答案C2.用用麦麦克克斯斯韦韦的的电电磁磁场场理理论论判判断断，图图中中表表示示电电场场(或或磁磁场场)产产生生磁磁场场(或或电电场场)的的正正确确图图象象是是()答案答案C3.手手机机A的的号号码码为为12345670002，手手机机B的的号号码码为为12345670008，用用手手机机A拨拨打打手手机机B时时，手手机机B发发出出响响声声并并且且显显示示屏屏上上显显示示手手机机A的的号号码码为为12345670002。若若将将手手机机A置置于于一一透透明真空罩中，用手机明真空罩中，用手机B拨打手机拨打手机A，则手机，则手机A()A.发出响声，并显示发出响声，并显示B的号码为的号码为12345670008B.不发出响声，但显示不发出响声，但显示B的号码为的号码为12345670008C.不发出响声，但显示不发出响声，但显示B的号码为的号码为12345670002D.既不发出响声，也不显示号码既不发出响声，也不显示号码解解析析电电磁磁波波可可以以在在真真空空中中传传播播，而而声声波波的的传传播播则则需需要要介介质质，当当手手机机B拨拨打打手手机机A时时(A置于一透明真空罩中置于一透明真空罩中)，A能显示能显示B的号码，不能发出响声，即选项的号码，不能发出响声，即选项B正确。正确。答案答案B4.在在LC回路中，电容器两端的电压随时间回路中，电容器两端的电压随时间t变化的关系如图变化的关系如图3所示，则所示，则()A.在时刻在时刻t1，电路中的电流最大，电路中的电流最大B.在时刻在时刻t2，电路中的磁场能最大，电路中的磁场能最大C.从时刻从时刻t2至至t3，电路的电场能不断增大，电路的电场能不断增大D.从时刻从时刻t3至至t4，电容器的带电荷量不断增大，电容器的带电荷量不断增大图3解解析析电电磁磁振振荡荡中中的的物物理理量量可可分分为为两两组组：电电容容器器带带电电量量q，极极板板间间电电压压u，电电场场强强度度E及及电电场场能能为为一一组组；自自感感线线圈圈中中的的电电流流i，磁磁感感应应强强度度B及及磁磁场场能能为为一一组组。同同组组量量的的大大小小变变化化规规律律一一致致，同同增增同同减减同同为为最最大大或或为为零零。异异组组量量的的大大小小变变化化规规律律相相反反，若若q、E、u等等量量按按正正弦弦规规律律变变化化，则则i、B等等量量必必按按余余弦弦规规律律变变化化。根据上述分析由题图可以看出，选项根据上述分析由题图可以看出，选项A、D正确。正确。答案答案 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