电磁波复习教案.docVIP

第十四章 电磁波 习 题 课 ★教学目标： 1．知识目标 通过例题的讲解， 使学生对本章的基本概念和基本规律有进一步地理解， 并能熟练应用 本章知识分析解决物理问题。 2．能力目标 在熟练掌握基本概念、基本规律的基础上，能够分析和解决一些实际问题。 3．物理方法教育目标 通过复习， 培养学生归纳知识和进一步运用知识的能力， 学习一定的研究问题的科学方 法。 ★复习重点： 对物理概念的深刻含义、对物理概念的综合性运用 ★教学方法： 复习提问，讲练结合，学案导学 ★教具 投影片，学案 ★教学过程 一、本章知识脉络 电磁波的发现：麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场产生电场，变化的电场 产生磁场→预言电磁波的存在 电磁波 赫兹证实电磁波的存在 二、本章要点追踪电及磁典振题荡：例周析期性变化的电场能与磁场能周期性变化 （一）电磁波的发现 1．麦克斯韦的电磁场理论 麦克斯韦电磁场理论的两大支柱：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。 【例 1】右图中，内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于 B 环口径的带正电的小球，正以速率 v0 沿逆时针方向匀速转动。若在此空间 突然加上竖直向上、 磁感应强度 B 随时间成正比例增加的变化磁场， 设小球 v0 运动过程中的电量不变，那么（ ） A．小球对玻璃环的压力不断增大 B．小球受到的磁场力不断增大 C．小球先沿逆时针方向做减速运动，过一段时间后，沿顺时针方向做加速运动 D．磁场力一直对小球不做功 分析：因为玻璃环所处有均匀变化的磁场， 在周围产生稳定的涡旋电场， 对带正电的小 球做功，由楞次定律，判断电场方向为顺时针，在电场力的作用下，小球先沿逆时针方向做 减速运动， 过一段时间后， 沿顺时针方向做加速运动。 小球在水平面内沿轨迹半径方向受两 个力：环的弹力 N和磁场的洛仑兹力 f ，而且两个力的矢量和始终提供向心力，考虑到小球 速度大小的变化和方向的变化以及磁场强弱的变化， 弹力和洛仑兹力不一定始终在增大。 洛 仑兹力始终和运动方向垂直，所以磁场力不做功。正确为 CD。 2．电磁场：按照麦克斯韦的电磁场理论，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，称为电磁场。电场和磁场只是这个统一的电磁场的两种具体表现。 理解电磁场是统一的整体 根据麦克斯韦电磁场理论的两个要点： 在变化的磁场的周围空间将产生涡漩电场， 在变 化的电场的周围空间将产生涡漩磁场． 当变化的电场增强时， 磁感线沿某一方向旋转， 则在 磁场减弱时， 磁感线将沿相反方向旋转， 如果电场不改变是静止的， 则就不产生磁场． 同理， 减弱或增强的电场周围也将产生不同旋转方向的磁场． 因此，变化的电场在其周围产生磁场， 变化的磁场在其周围产生电场， 一种场的突然减弱，导致另一种场的产生． 这样， 周期性变 化的电场、磁场相互激发，形成的电磁场链一环套一环，如下图所示．需要注意的是，这里 的电场和磁场必须是变化的， 形成的电磁场链环不可能是静止的， 这种电磁场是无源场 （即： 不是由电荷激发的电场，也不是由运动电荷 - 电流激发的磁场． ），并非简单地将电场、磁场 相加，而是相互联系、 不可分割的统一整体． 在电磁场示意图中， 电场 E 矢量和磁场 B 矢量， 在空间相互激发时，相互垂直，以光速 c 在空间传播． 3．电磁波 变化的电场和磁场从产生的区域由近及远地向周围空间传播开去，就形成了电磁波。 （ 1）有效地发射电磁波的条件是：①频率足够高（单位时间内辐射出的能量 P∝f 4）； ②形成开放电路（把电场和磁场分散到尽可能大的空间里去） 。 （ 2）电磁波的特点： ①电磁波是横波。 在电磁波传播方向上的任一点， 场强 E 和磁感应强度 B 均与传播方向 垂直且随时间变化，因此电磁波是横波。 ②电磁波的传播不需要介质，在真空中也能传播。在真空中的波速为 c=× 108m/s 。 ③波速和波长、频率的关系： c＝λ f 注意：麦克斯韦根据他提出的电磁场理论预言了电磁波的存在以及在真空中波速等于光 速 c，后由赫兹用实验证实了电磁波的存在 3）电磁波和机械波有本质的不同。 （二）电磁振荡 1．振荡电路： 大小和方向都随时间做周期性变儿的 电流叫做振荡电流，能够产生振荡电流的电路叫振荡电 路， LC回路是一种简单的振荡电路。 2． LC 回路的电磁振荡过程：可以用图象来形象分 析电容器充、放电过程中各物理量的变化规律，如图所 示 3． LC回路的振荡周期和频率 T 2 LC f  1 2 LC 注意：（ 1） LC回路的 T、f 只与电路本身性质 L、C有关 （ 2）电磁振荡的周期很小，频率很高，这是振荡电流与普通交变电流的区别。 分析电磁振荡要掌握以下三个要点（突出能量守恒的观点） ： ⑴理想的 LC回