1、第二節電磁場與電磁波學習目標重點難點1能說出麥克斯韋電磁場理論的主要內容2能說出電磁波的特點及其與機械波的異同3能說出麥克斯韋電磁場理論的重要地位重點：1對麥克斯韋電磁場理論的理解2電磁波的特點難點：對電磁場理論的進一步推斷一、麥克斯韋電磁場理論的基本思想變化的磁場周圍產生電場是一種普遍存在的現象；變化的電場周圍產生磁場是一種普遍存在的現象二、電磁波的產生及其特點1電磁場變化的磁場產生電場，變化的電場產生磁場，變化的電場和磁場總是相互聯系，形成一個不可分離的統一體，這就是電磁場2電磁波的產生如果在空間某區域有周期性變化的電場，這個變化的電場就會在周圍空間產生周期性變化的磁場；這個變化的磁場又會

2、在較遠的空間引起周期性的電場這樣，變化的電場和磁場就不局限于空間某區域而是由近及遠地向周圍空間傳播出去，電磁場這樣由近及遠地傳播，就形成了電磁波3電磁波的特點（1）電磁波中電場和磁場相互垂直，電磁波在與兩者均垂直的方向傳播因此，電磁波是橫波（2）電磁波在空間以一定的速度傳播，經過一個周期的時間，傳播一個波長的距離，即其波長，頻率f（或周期T）和波速v之間遵從波動的一般關系：veq f(,T)f（3）電磁波的頻率即為電磁振蕩的頻率由波源決定，與介質無關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vc3.0108m/s（4）電磁波與機械波一樣，也能產生反射、折射、干涉、衍射等現象，也是傳播

3、能量的一種形式（5）電磁波的傳播不需要借助任何介質，在真空中也能傳播預習交流機械波的產生必須有產生振動的振源和傳播振動的介質，電磁波與機械波一樣，具有波的共性，電磁波的傳播是否必須有介質？答案：不是電磁波的傳播不需要任何介質，在真空中也能傳播因為電磁波的傳播是依靠電場和磁場的相互“激發”，而不是依靠介質的機械傳遞一、麥克斯韋的電磁場理論1麥克斯韋根據什么現象認為“變化的磁場產生電場”？關于“變化的電場產生磁場”的觀點，他是在什么情況下提出的？答案：（1）麥克斯韋是在法拉第電磁感應現象的基礎上提出“變化的磁場產生電場”的假設（2）“變化的電場產生磁場”是他相信自然規律和諧統一而假設的，他相信磁場

4、和電場有對稱之類他認為：既然變化的磁場能夠在空間產生電場，那么變化的電場也能夠在空間產生磁場2麥克斯韋關于電磁場理論主要論點是什么？用麥克斯韋的電磁場理論說明電磁波是怎樣產生的答案：（1）麥克斯韋關于電磁場理論的兩大支柱是：變化的磁場產生電場，變化的電場產生磁場（2）根據這兩個基本點，麥克斯韋進一步推斷：如果在空間某處有變化的電場，那么這個變化的電場就在空間產生變化的磁場；這個變化的磁場又會引起新的變化的電場，如此下去變化的電場和磁場交替產生，從而形成由近及遠傳播的電磁波3學生討論：按照麥克斯韋的電磁場理論，變化的磁場產生電場，變化的電場產生磁場，變化的電場和磁場總是相互聯系，不可分割的空間中

5、只要存在變化的磁場（或電場），就一定能形成電磁場嗎？答案：不一定如果磁場（或電場）均勻變化，其周圍產生穩定的電場（或磁場），穩定的電場（或磁場）周圍不能再產生磁場（或電場），不能形成電磁場；如果磁場（或電場）是非均勻變化的，其周圍產生非均勻變化的電場（或磁場），非均勻變化的電場（或磁場）周圍又產生非均勻變化的磁場（或電場）這樣變化的磁場（或電場）和變化的電場（或磁場）交替產生，從而形成電磁場某電路的電場隨時間變化的圖象如圖所示，能發射電磁波的電場是哪一種（）點撥：變化的電場有均勻變化和非均勻變化之分，由此產生新的電場有穩定和變化之分答案：D解析：圖A中電場不隨時間變化，不產生磁場，圖B和圖C中

6、電場都隨時間做均勻變化，只能在周圍產生穩定的磁場，也不會產生和發射電磁波，圖D中電場隨時間做不均勻的變化，能在周圍空間產生變化的磁場，而這種磁場的變化也是不均勻的，又能產生變化的電場，從而交織成不可分割的統一體，即形成電磁場，才能發射電磁波1在變化的磁場中所產生的電場的電場線是閉合的；而靜電場中的電場線是不閉合的2恒定的電場不產生磁場；恒定的磁場不產生電場3均勻變化的磁場在周圍空間產生恒定的電場；均勻變化的電場在周圍空間產生恒定的磁場4周期性變化的電場產生同頻率的周期性變化的磁場；周期性變化的磁場產生同頻率的周期性變化的電場二、電磁波與機械波的異同學生討論：電磁波和機械波一樣，能產生反射、折射

7、、干涉、衍射等現象，是傳播能量的一種方式，能傳遞信息除此之外，電磁波和機械波還有哪些相同點和不同點？答案：（1）相同點：電磁波的波長、頻率、波速關系與機械波一樣，滿足vf，Teq f(1,f)的關系，且傳播過程中頻率不變，波速由介質決定（2）不同點：產生的機理不同：電磁波是電磁運動產生的，是變化的電磁場在空間的傳播；機械波是機械運動產生的，是振動這一運動形式在介質中的傳播電磁波傳播不需要介質，機械波必須有介質才能傳播電磁波是橫波，電場方向和磁場方向互相垂直且都與波的傳播方向垂直；機械波有橫波也有縱波電磁波波速比機械波波速大得多，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.

8、0108 m/s，電磁波傳播雖然不需要介質，但在其他介質中的速度都比在真空中的小電磁波向外傳播的是電磁能，機械波傳播的是機械能以下關于機械波與電磁波的說法中，不正確的是（）A機械波與電磁波本質上是一致的B機械波的波速只與介質有關，而電磁波在介質中的波速，不僅與介質有關，而且與電磁波的頻率有關C機械波可能是縱波，而電磁波必定是橫波D它們都能發生反射、折射、干涉和衍射現象答案：A解析：機械波由振動產生，電磁波由周期性變化的電場（或磁場）產生，機械波是能量波，傳播需要介質，速度由介質決定；電磁波是物質波，傳播不需要介質波速由介質和本身頻率共同決定，機械波有橫波，也有縱波，而電磁波一定是橫波，故選項B

9、、C、D正確1電磁波和機械波都屬于波，具有波的共性都能發生反射、折射、干涉、衍射等現象2電磁波和機械波的產生機理不同兩種波有本質的區別：（1）機械波只能在介質中傳播；電磁波既能在介質中傳播，又能在真空中傳播（2）機械波可能是橫波，也可能是縱波；電磁波一定是橫波（3）機械波的波速只由介質決定，與振源無關；電磁波的波速由介質和自身的頻率共同決定1關于電磁場理論，下列說法正確的是（）A穩定的電場周圍能產生磁場B變化的電場周圍產生的磁場一定也是變化的C均勻變化的電場周圍產生的磁場一定也是均勻變化的D振蕩電場周圍產生同頻率的振蕩磁場答案：D解析：穩定的電場周圍不能產生磁場，A錯誤；均勻變化的電場周圍產生

10、穩定的磁場，B、C錯誤；振蕩電場周圍產生同頻率的振蕩磁場，D正確2下列關于電磁波與機械波的說法正確的是（）A機械波和電磁波的傳播都需要介質B機械波和電磁波都是橫波C機械波和電磁波都是傳播能量或信息的一種方式D公式vf都適用答案：CD解析：電磁波的傳播不需要介質，A錯誤；機械波有可能是縱波，B錯誤；機械波和電磁波都是傳播能量或信息的方式，C正確；vf適用于一切波，D正確3電磁波從真空傳入水中時，下列說法正確的是（）A頻率不變，波速變大，波長變長B頻率不變，波速變小，波長變短C波速不變，頻率變小，波長變長D波速不變，頻率變大，波長變短答案：B解析：電磁波和機械波一樣，從真空傳入水中時，頻率不變，但電磁波在真空中傳播的速度最快，所以從真空傳入水中時波速變小，由vf知也變短，B正確4下列關于電磁場的說法中不正確的是（）A只要空間某處有變化的電場或磁場，就會在其周圍產生電磁場，從而形成電磁波B任何變化的電場周圍一定有磁場C振蕩電場和振蕩磁場交替產生，相互依存，形成不可分離的統一體，即電磁場D電磁波的理論在先，實踐證明在后答案：A解析：任何變化的電場周圍一定有磁場，B正確；如