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第二章电磁感应与电磁场第四节麦克斯韦电磁场理论第二章电磁感应与电磁场1.初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想；变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场．相互联系着的变化的电场和磁场统称为电磁场．2.了解电磁波的产生和电磁波的特点．3.了解电磁场的物质性．4.了解麦克斯韦电磁场理论在物理学发展史上的意义．一、电磁场理论的建立及验证1．麦克斯韦的电磁场理论______的磁场产生电场，变化的产生磁场．2．电磁场和电磁波如果在空间某处产生了变化的电场，就会在空间引起变化的磁场，而这个变化的电场和磁场又在较远的空间引起新的电场和磁场．变化的电场和变化的磁场相互联系，形成了一个不可分割的统一体——电磁场．变化的和由近及远地向周围空间传播开去，形成电磁波．变化电场电场磁场3．麦克斯韦预言：光是一种．证实了光是一种电磁波．4．电磁波的传播速度：在真空中c＝．波速v＝λf.5．电磁波的特点(1)电磁波的物质性：电磁波有______，有光压说明电磁波的物质性，传播时介质，可在真空中传播．(2)电磁波是：电场方向与磁场方向相互垂直，且都和传播方向垂直．能够产生干涉、衍射现象，还能够发生反射、折射现象．电磁波赫兹3.0×108m/s不需要横波能量6．电磁波可以脱离“波源”独立存在．电磁波发射出去后，即便电磁波停止发射，在空间的电磁波仍能继续传播．电磁波与机械波有什么区别呢？提示：(1)机械波只能在介质中传播，传播速度由介质决定，与机械波的频率无关．(2)电磁波可以在真空中传播，在介质中传播的速度不仅取决于介质，还与电磁波的频率有关，频率越大，传播速度越小．二、电磁场也是物质电磁场是物质存在的基本形态之一．1．电磁场可以使电荷，也就是可以对外，所以电磁场具有．2．俄国物理学家列别捷夫测量到光对被照射物的压力，表明电磁场具有与其它物质的属性．移动做功能量相互作用一、对麦克斯韦电磁场理论的理解1．变化的磁场在空间产生的电场，与自由电荷激发的静电场不同，它的电场线是闭合的，它的存在与空间有无导体、有无闭合电路无关．2．均匀变化的磁场产生稳定的电场．“均匀变化”指的是在相等的时间内磁感应强度的变化量相同，即磁感应强度对时间的变化率恒定．3．产生电磁波的电磁场，必须是振荡的电磁场，“振荡的”是指周期性变化并且变化是不均匀的．即时应用(即时突破，小试牛刀)1．(双选)关于电磁场的理论，下列说法正确的是()A．变化的电场周围产生的磁场一定是变化的B．变化的电场周围产生的磁场不一定是变化的C．均匀变化的磁场周围产生的电场也是均匀变化的D．振荡电场周围产生的磁场也是振荡的解析：选BD.根据麦克斯韦电磁场理论，如果电场的变化是均匀的，产生的磁场就是稳定的；如果电场的变化是不均匀的，产生的磁场就是变化的，故A选项错，B选项正确．均匀变化的磁场产生稳定的电场，C选项错．振荡电场在周围空间产生同样频率的振荡磁场，故D选项正确．二、电磁波与机械波的比较1．电磁波的特点(1)电磁波是横波，在传播方向上任一点E和B随时间按正弦规律变化，E和B彼此垂直且与电磁波的传播方向垂直．(2)电磁波的传播速度v＝λf，在真空中的传播速度等于光速．(3)电磁场贮存电磁能．电磁波的发射过程就是辐射能量的过程．(4)麦克斯韦预言了电磁波，赫兹证实了电磁波的存在，测出了波长和频率，证实了真空中传播速度等于光速，验证了电磁波能产生反射、折射、衍射和干涉等现象．2．电磁波与机械波的相同点和不同点机械波在介质中的传播速度由介质决定，与机械波的频率无关．电磁波在介质中的传播速度不仅取决于介质，还与电磁波的频率有关，频率越大，传播速度越小．电磁波本身是一种物质，所以电磁波的传播不像机械波需要别的物质作为介质．机械波不能在真空中传播，而电磁波可以在真空中传播．任何频率的电磁波在真空中的传播速度都是3×108m/s.电磁波与机械波也有相同之处，两者都是周期性的，都是传播能量的过程，v＝λf关系式都适用．即时应用(即时突破，小试牛刀)2．(单选)以下关于机械波与电磁波的说法中，不正确的是()A．机械波与电磁波本质上是一致的B．机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速，不仅与介质有关，而且与电磁波的频率有关C．机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波D．它们都可发生干涉、衍射现象解析：选A.机械波与电磁波产生的根源不同，是由不同的运动形成的，产生的本质也不同，A错误，B、C、D正确．故选A.麦克斯韦电磁场理论(单选)关于电磁场理论，下列说法中正确的是()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C．均匀变化的电场周围一定产生变化的磁场D．周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场[解析]麦克斯韦电磁场理论的两大支柱：变化的电场产生磁场；变化的磁场产生电场．根据麦克斯韦的电磁场理论，只有变化的电场周围才产生磁场，所以A错．而非均匀变化的电场产生变化的磁场，均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，所以B、C错．[答案]D不变化的电场周围不产生磁场，变化的电场周围一定产生磁场，但如果电场是均匀变化的，产生的磁场是恒定的；如果电场是周期性(振荡)变化的，产生的磁场将是同频率的周期性(振荡)变化的磁场，反之也成立．电磁波与机械波的区别(单选)电磁波和声波相比较，下列说法不正确的是()A．电磁波的传播不需要介质，声波的传播需要介质B．由空气进入水中时，电磁波速度变小，声波速度变大C．由空气进入水中时，电磁波波长变小，声波波长变大D．电磁波和声波在介质中的传播速度，都是由介质决定的，与频率无关[思路点拨]波速公式形式相同，但波速不同，故波长与频率不同，传播过程中频率不变．[解析]此题考查电磁波和声波的区别，可从它们的特点上分析，A、B符合物理事实所以正确．根据v＝λf，电磁波速度变小，频率不变，波长变小；声波速度变大，频率不变，波长变大，所以C正确．电磁波在介质中的速度，与介质有关，也与频率有关，在同一介质中频率越大，波速越小，所以D错误．故选D.[答案]D电磁波和机械波从一种介质进入另一种介质，频率都不变，这是做本题的关键，v＝λf是机械波和电磁波都能用的公式．(双选)下列关于电磁波的说法中正确的是()A．只要电场和磁场发生变化，就能产生电磁波B．电磁波的传播需要介质C．停止发射电磁波，发射出去的电磁波仍能独立存在D．电磁波具有能量，电磁波的传播是伴随着能量向外传递的解析：选CD.要想产生持续的电磁波，变化的电场(或磁场)产生的磁场(或电场)必须是非均匀变化的，所以A选项错误；电磁波是物质波，电磁波的传播可以不需要介质而在真空中传播，B选项错误；电磁波可以脱离“波源”而独立存在，C选项正确；电磁波可以使电荷移动，说明电磁波具有能量，电磁波传播的过程，也就是能量的传播过程，所以D正确．