粵教版選修34 3.2 電磁場(chǎng)與電磁波 學(xué)案.doc

第二節(jié)電磁場(chǎng)與電磁波1(3分)如圖321所示的lc振蕩電路，此時(shí)線圈中電流是減小的，則()圖321a此時(shí)電容器兩極板的電壓是增大的b此時(shí)電流的方向由線圈的下端流向上端c此時(shí)線圈l中的自感電動(dòng)勢(shì)是減小的d此時(shí)電容器所帶電荷量是減小的【解析】因線圈中電流是減小的，所以電容器處于充電過(guò)程，兩端電壓增大，a對(duì)，c、d錯(cuò)；線圈相當(dāng)于電源，電流由負(fù)極流向正極，b對(duì)【答案】ab2(3分)理想的lc振蕩回路中電流i隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖322所示，則下列說(shuō)法正確的是()圖322at1時(shí)刻，電容器的帶電量最大bt2時(shí)刻，電路中的磁場(chǎng)能量最小c從t2時(shí)刻到t3時(shí)刻電路中的電場(chǎng)能不斷增大d從t3時(shí)刻到t4時(shí)刻，電容器的帶電量不斷增大【解析】t1時(shí)刻，電容器放電完畢，兩極板帶電荷量為零，a錯(cuò)；t2時(shí)刻充電完畢，電場(chǎng)能最大，磁場(chǎng)能最小，b對(duì)；t2t3，電容器放電過(guò)程，電場(chǎng)能減小，磁場(chǎng)能增大c錯(cuò)；t3t4電容器處于充電過(guò)程，兩極板帶電荷量不斷增大，d對(duì)【答案】bd3(4分)要使lc振蕩電路的周期增大一倍，可采用的辦法是()a自感系數(shù)l和電容c都增大一倍b自感系數(shù)l和電容c都減小一半c自感系數(shù)l增大一倍，而電容c減小一半d自感系數(shù)l減小一半，而電容c增大一倍【解析】由電磁振蕩周期公式t2 得，要使lc振蕩電路的周期增大一倍，只有自感系數(shù)l和電容c都增大一倍可滿足要求，故選項(xiàng)a正確。【答案】a課 標(biāo) 導(dǎo) 思1.了解麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的基本內(nèi)容以及在物理學(xué)發(fā)展史上的意義.2.了解電磁波的基本特點(diǎn)及其發(fā)現(xiàn)過(guò)程，通過(guò)電磁波體會(huì)電磁場(chǎng)的物質(zhì)性. 學(xué)生p34一、麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的基本思想1變化的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生電場(chǎng)是一種普遍存在的現(xiàn)象；2變化的電場(chǎng)周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)是一種普遍存在的現(xiàn)象總之，變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系的，形成一個(gè)不可分離的統(tǒng)一場(chǎng)，這就是電磁場(chǎng)二、電磁波的產(chǎn)生及其特點(diǎn)1產(chǎn)生變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)地向遠(yuǎn)處傳播，就形成電磁波2傳播特點(diǎn)(1)電磁波中電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互垂直，電磁波在與兩者均垂直的方向傳播因此，電磁波是橫波(2)兩個(gè)相鄰波峰(或波谷)之間的距離等于電磁波的波長(zhǎng)電磁波在空間以一定的速度傳播，經(jīng)過(guò)一個(gè)周期的時(shí)間，傳播一個(gè)波長(zhǎng)的距離，即其波長(zhǎng)、頻率f(或周期t)和波速v之間遵從波動(dòng)的一般關(guān)系：vf.(3)電磁波的頻率即為電磁振蕩的頻率，它由波源決定，與介質(zhì)無(wú)關(guān)電磁波在真空中的傳播速度等于光在真空中的傳播速度，即c3108_m/s.(4)電磁波與機(jī)械波一樣，也能產(chǎn)生反射、折射、干涉和衍射等現(xiàn)象，也是傳播能量的一種形式(5)電磁波傳播不需要借助于任何介質(zhì)，在真空中也能傳播三、電磁場(chǎng)的物質(zhì)性1電磁場(chǎng)具有能量；2電磁場(chǎng)具有與其他物質(zhì)相互作用的屬性；3電磁場(chǎng)具有運(yùn)動(dòng)質(zhì)量四、麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的意義麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，實(shí)現(xiàn)了從經(jīng)典物理學(xué)向現(xiàn)代物理學(xué)的重大轉(zhuǎn)折 學(xué)生p35一、對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的理解1恒定的電場(chǎng)不產(chǎn)生磁場(chǎng)，恒定的磁場(chǎng)也不會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)；2均勻變化的電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，均勻變化的磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)；3振蕩電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場(chǎng)，振蕩磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩電場(chǎng)【特別提醒】在變化的磁場(chǎng)中產(chǎn)生的電場(chǎng)叫感應(yīng)電場(chǎng)，它的電場(chǎng)線是閉合的，而靜電場(chǎng)中的電場(chǎng)線是不閉合的；感應(yīng)電場(chǎng)源于變化的磁場(chǎng)，而靜電場(chǎng)源于電荷；靜電場(chǎng)和靜磁場(chǎng)可以單獨(dú)存在，但沒(méi)有靜止的電磁場(chǎng).二、對(duì)電磁場(chǎng)的理解1電磁場(chǎng)的產(chǎn)生如果在空間某區(qū)域有周期性變化的電場(chǎng)，那么這個(gè)變化的電場(chǎng)在它周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)；這個(gè)變化的磁場(chǎng)又在它周圍空間產(chǎn)生新的周期性變化的電場(chǎng)變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互聯(lián)系，形成了不可分割的統(tǒng)一體，這就是電磁場(chǎng)2電磁場(chǎng)與靜電場(chǎng)、靜磁場(chǎng)的比較也可以在某空間混合存在，但由靜電場(chǎng)和靜磁場(chǎng)混合的空間不屬于電磁場(chǎng)電磁場(chǎng)是電場(chǎng)、磁場(chǎng)相互激發(fā)，相互耦連形成的統(tǒng)一體【特別提醒】(1)變化的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生電場(chǎng)，是一種普遍存在的現(xiàn)象，跟閉合電路是否存在無(wú)關(guān).(2)在變化的磁場(chǎng)中所產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)線是閉合的，而靜電場(chǎng)中的電場(chǎng)線是不閉合的.三、探究電磁波與機(jī)械波的異同點(diǎn)1電磁波與機(jī)械波的相同點(diǎn)(1)電磁波與機(jī)械波一樣，能發(fā)生反射、折射、衍射、干涉、駐波等現(xiàn)象(2)電磁波與機(jī)械波一樣，是傳播能量的一種形式，能傳遞信息(3)電磁波的波長(zhǎng)、頻率、波速關(guān)系與機(jī)械波一樣滿足vf，t，且傳播過(guò)程中頻率不變，波速由介質(zhì)決定2電磁波與機(jī)械波的不同點(diǎn)(1)產(chǎn)生的機(jī)理不同：電磁波是電磁運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，是變化的電磁場(chǎng)在空間的傳播；機(jī)械波是機(jī)械運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，是振動(dòng)這一運(yùn)動(dòng)形式在介質(zhì)中的傳播(2)電磁波傳播不需要介質(zhì)，機(jī)械波必須有介質(zhì)才能傳播電磁場(chǎng)本身是一種物質(zhì)，電磁波是物質(zhì)傳播的形式，是靠電和磁的相互“感應(yīng)”而傳播的，可以脫離電荷而獨(dú)立存在，故它的傳播不需要介質(zhì)，真空中也能傳播(3)電磁波是橫波，電場(chǎng)方向和磁場(chǎng)方向互相垂直且都與波的傳播方向垂直；機(jī)械波有橫波也有縱波(4)電磁波波速比機(jī)械波波速大得多，任何頻率的電磁波在真空中的傳播速度都等于光在真空中的速度即c3.0108 m/s，電磁波傳播雖然不需要介質(zhì)，但在其他介質(zhì)中的速度都比在真空中的小一、麥克斯韋電磁理論的理解根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，下列說(shuō)法正確的是()a在電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生電場(chǎng)b在變化的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，在變化的磁場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生變化的電場(chǎng)c均勻變化的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng)d周期性變化的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)【導(dǎo)析】根據(jù)對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的理解進(jìn)行判斷【解析】根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，只有變化的電場(chǎng)才產(chǎn)生磁場(chǎng)，均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，非均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)【答案】d在理解麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論時(shí)，要注意靜電場(chǎng)不產(chǎn)生磁場(chǎng)，靜磁場(chǎng)也不產(chǎn)生電場(chǎng)還要注意根據(jù)電場(chǎng)(或磁場(chǎng))的變化情況來(lái)確定所產(chǎn)生的是什么樣的磁場(chǎng)(或電場(chǎng)). 1如圖所示的四種電場(chǎng)中，哪一種能產(chǎn)生電磁波()【解析】根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論可知，圖a中是一恒定的電場(chǎng)，不會(huì)在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng)，圖b和c中，描述的都是均勻變化的電場(chǎng)，產(chǎn)生的磁場(chǎng)都是恒定的，所以不會(huì)產(chǎn)生電磁波，只有圖d中的周期性變化的電場(chǎng)才會(huì)在周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)，形成電磁波，故答案為d.【答案】d二、對(duì)電磁波的理解以下關(guān)于機(jī)械波與電磁波的說(shuō)法中，正確的是a機(jī)械波與電磁波，本質(zhì)上是一致的b機(jī)械波的波速只與介質(zhì)有關(guān)，而電磁波在介質(zhì)中的波速，不僅與介質(zhì)有關(guān)，而且與電磁波的頻率有關(guān)c機(jī)械波可能是縱波，而電磁波必定是橫波d它們都能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象【導(dǎo)析】正確區(qū)分電磁波和機(jī)械波產(chǎn)生原理、形成條件以及傳播特點(diǎn)等【解析】機(jī)械波由機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生，電磁波由周期性變化的電場(chǎng)(或磁場(chǎng))產(chǎn)生，機(jī)械波是能量波，傳播需要介質(zhì)，速度由介質(zhì)決定，電磁波是物質(zhì)波，波速由介質(zhì)和本身頻率共同決定，機(jī)械波有橫波，也有縱波，而電磁波一定是橫波，故選項(xiàng)b、c、d正確【答案】bcd機(jī)械波與電磁波的產(chǎn)生原理不同；機(jī)械波有橫波也有縱波，而電磁波是橫波；機(jī)械波的傳播速度僅由介質(zhì)決定，而介質(zhì)中的電磁波的傳播速度由介質(zhì)和頻率決定. 2電磁波與聲波比較()a電磁波的傳播不需要介質(zhì)，聲波的傳播需要介質(zhì)b由空氣進(jìn)入水中時(shí)，電磁波速度變小，聲波速度變大c由空氣進(jìn)入水中時(shí)，電磁波波長(zhǎng)變小，聲波波長(zhǎng)變大d電磁波和聲波在介質(zhì)中的傳播速度，都是由介質(zhì)決定，與頻率無(wú)關(guān)【解析】本題可以根據(jù)電磁波的特點(diǎn)和聲波的特點(diǎn)進(jìn)行分析選項(xiàng)a、b均與事實(shí)相符，所以a、b正確根據(jù)，電磁波波速變小，頻率不變，波長(zhǎng)變??；聲波速度變大，頻率不變，波長(zhǎng)變大，所以選項(xiàng)c正確電磁波在介質(zhì)中的速度，與介質(zhì)有關(guān)，也與頻率有關(guān)，在同一種介質(zhì)中，頻率越大，波速越小所以選項(xiàng)d錯(cuò)誤【答案】abc1下列說(shuō)法正確的是()a恒定電流能夠在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)b穩(wěn)定電場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)c均勻變化的電場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)d均勻變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)互相激發(fā)，形成由近及遠(yuǎn)傳播的電磁波【解析】電場(chǎng)按其是否隨時(shí)間變化分為穩(wěn)定電場(chǎng)(靜電場(chǎng))和變化電場(chǎng)(如運(yùn)動(dòng)電荷形成的電場(chǎng))穩(wěn)定電場(chǎng)不產(chǎn)生磁場(chǎng)，只有變化的電場(chǎng)周圍空間才存在對(duì)應(yīng)磁場(chǎng)，故b錯(cuò)，c對(duì)；恒定電流周圍存在穩(wěn)定磁場(chǎng)，a對(duì)電磁波的形成必須有周期性變化的電磁場(chǎng)互相激發(fā)，d項(xiàng)錯(cuò)【答案】ac2下列關(guān)于電磁波的敘述中，正確的是()a電磁波是電磁場(chǎng)由發(fā)生區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播b電磁波在任何介質(zhì)中的傳播速度均為3.00108 m/sc電磁波由真空進(jìn)入介質(zhì)傳播時(shí)，波長(zhǎng)將變短d電磁波不能產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象【解析】該題考查電磁波的產(chǎn)生及特點(diǎn)電磁波在真空中傳播速度為光速c3108 m/s，且cf，從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)，頻率不發(fā)生變化，波長(zhǎng)、波速變化另外電磁波仍具有波的特征電磁波只有在真空中的傳播速度才為3108 m/s，在其他介質(zhì)中傳播速度均小于3108 m/s.電磁波與其他波一樣具有干涉、衍射等波的特性當(dāng)電磁波由真空進(jìn)入介質(zhì)傳播時(shí)，頻率不變，因?yàn)閏v，所以，波長(zhǎng)變短，波速變小，故選a、c.【答案】ac3關(guān)于電磁波的特點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是()a電磁波中的電場(chǎng)和磁場(chǎng)互相垂直，電磁波在與二者垂直方向上傳播b電磁波是橫波c電磁波傳播不需要介質(zhì)，而是電場(chǎng)和磁場(chǎng)之間的相互感應(yīng)d電磁波不具有干涉和衍射現(xiàn)象【解析】電磁波是橫波，其e、b、v三者互相垂直電磁波也是一種波，它具有波的特性，因此a、b、c正確，d錯(cuò)【答案】abc4如圖323所示，有一水平放置、內(nèi)壁光滑、絕緣的真空?qǐng)A形管，有一帶正電的粒子靜止在管內(nèi)，整個(gè)裝置處于豎直向上