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一电磁波的发现1．理解麦克斯韦电磁场理论的两个支柱：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场．了解变化的电场和磁场相互联系形成统一的电磁场．2．了解电磁场在空间传播形成电磁波．3．了解麦克斯韦电磁场理论以及赫兹实验在物理学发展中的贡献．体会两位科学家研究物理问题的方法．一、伟大的预言1．变化的磁场产生电场(1)在变化的磁场中如果有闭合的电路，由于穿过电路的_________________，产生了感应电流，表明变化的磁场产生了________．(2)变化的磁场中如不放闭合电路，也同样要在空间产生________．磁通量发生变化电场电场2．变化的电场产生磁场如果在空间有变化的电场，那么这个变化的电场也会产生________．温馨提示恒定的磁(电)场不能产生电(磁)场．磁场二、电磁波1．定义：不均匀变化的电场在空间引起变化的________，这个变化的磁场又会引起新的变化的________，于是变化的电场和磁场_________，由近及远地______，就形成了电磁波．2．特点(1)电磁波________在真空中传播．(2)电磁波的传播速度等于________．(3)光在本质上是一种________．磁场电场交替产生传播可以光速电磁波三、赫兹的电火花1．__________预言了电磁波的存在，________用实验验证了电磁波的存在．2．赫兹实验验证了________与光具有相同的性质，还测得电磁波与________具有相同的传播速度．麦克斯韦赫兹电磁波光一、对麦克斯韦电磁场理论的理解1．变化的磁场产生电场如图4－1－1所示，麦克斯韦认为在变化的磁场周围产生电场，是一种普遍存在的现象，跟闭合电路(导体环)是否存在无关．导体环的作用只是用来显示电流的存在．图4－1－1注意在变化的磁场中所产生的电场的电场线是闭合的；而静电场中的电场线是不闭合的．2．变化的电场产生磁场根据麦克斯韦理论，在给电容器充电的时候，不仅导体中的电流要产生磁场，而且在电容器两极板间变化着的电场周围也要产生磁场．(图4－1－2所示)．图4－1－23．小结(1)恒定的电场不产生磁场；(2)恒定的磁场不产生电场；(3)均匀变化的磁场在周围空间产生的电场恒定；(4)均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场．4．电磁场如果在空间某区域中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；这个周期性变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的电场……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．二、对电磁波的理解1．电磁波的形成变化的电场和磁场交替产生，形成电磁场，电磁场由近到远传播，形成电磁波．2．电磁波的特点(1)电磁波是横波．电磁波中的电场和磁场互相垂直，电磁波在与二者均垂直的方向传播．(2)电磁波的传播不需要介质．在真空中传播速度等于光速c＝3.00×108m/s.(3)电磁场储存电磁能，电磁波的发射过程就是辐射能量的过程．(4)电磁波具有波的一切特性，能够发生反射、折射、干涉、衍射等现象．麦克斯韦电磁场理论例1根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是()A．电场周围一定产生磁场，磁场周围也一定产生电场B．变化的电场周围一定产生磁场，变化的磁场周围也一定产生电场C．变化的电场周围一定产生变化的磁场D．电磁波在真空中的传播速度为3.00×108m/s解析根据麦克斯韦的电磁场理论，只有变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场，但变化的电场周围不一定产生变化的磁场，如均匀变化的电场产生的是稳定的磁场，所以正确的选项是B、D.答案BD借题发挥电磁波形成于周期性变化电磁场的传播，而周期性变化的电场或磁场都是非均匀变化的．1．关于电磁场理论的叙述正确的是()A．变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关B．周期性变化的磁场产生同频率的变化电场C．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D．电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场【答案】AB【解析】变化的磁场周围产生电场，当电场中有闭合回路时，回路中有电流．若无闭合回路电场仍然存在，A正确；若形成电磁场必须有周期性变化的电场和磁场，B对，C、D错．电磁波的理解例2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．答案CD2．关于电磁场和电磁波，下列叙述中正确的是()A．均匀变化的电场在它周围空间产生电磁波B．电磁波必须依赖于介质传播C．电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直，且与波的传播方向垂直D．只要空间某个区域有振荡的电场或磁场，就能产生电磁波【答案】CD【解析】均匀变化的电场在它周围产生稳定的磁场，由电磁场理论知，稳定的磁场不再产生电场，所以不能形成电磁波，故A项错；电磁波是周期性变化的电场与磁场的交替激发，所以传播不需要介质，B项错．1．如图4－1－3所示是某一固定面的磁通量的变化图象，在它周围空间产生的电场中的某一点场强E应是()A．逐渐增强B．逐渐减弱C．不变D．无法确定【答案】C【解析】由图象可知，磁场在均匀变化，故在磁场周围产生的电场是稳定不变的．麦克斯韦电磁场理论图4－1－32．在空间某处存在一个变化的磁场，则下列说法正确的是()A．在变化的磁场周围一定能产生变化的电场B．在磁场中放一个闭合线圈，线圈里一定有感应电流C．在磁场中放一个闭合线圈，线圈里不一定有感应电流D．变化的磁场周围产生电场，跟闭合线圈的存在与否无关【答案】CD【解析】均匀变化的磁场周围产生稳定的电场，A错；在磁场中放置一个闭合线圈，如果穿过线圈的磁通量没有变化，则不会产生感应电动势，也就不会有感应电流，B错，C对；变化的磁场周围一定产生电场，与是否存在线圈无关，D对．3．对于声波和电磁波的比较，下面说法中正确的是()A．它们都能发生反射现象B．声音是由物体振动产生的，电磁波是由变化的电磁场产生的C．光是一种电磁波，B超利用的是超声波D．它们都能在真空中传播【答案】ABC电磁波的理解【解析】声波和电磁波都属于波，所以它们都具有波的共性，能发生反射现象，故选项A正确；但它们产生的机理不同，声音是由物体振动产生的，电磁波是由变化的电磁场产生的，故选项B正确；光是一种电磁波，B超利用的是超声波，故选项C正确；电磁波既能在介质中传播又能在真空中传播，而声波只能在介质中传播，故选项D错误．