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高中物理教案电磁场和电磁波
一、导引
人类认识客观世界,发现新的事物,常有二种方式,一种是从生产实践,科学实验中观察分析后发现新的事物,另一种是从科学理论出发,预言新的事物存在,电磁波的发现,属于后一种。麦克斯韦从电磁场理论出发,运用了较为深奥的数学工具,得到了描述电磁场特性的规律,并预言了电磁波的存在。10年后,他的学生赫兹用实验方法证实了麦克斯韦的伟大预言,发射并接收了电磁波,从而开创了无线电技术的新时代。
我们现在粗略地介绍了一下麦克斯韦的这个理论。

二、授课
1.麦克斯韦的理论要点一,变化的磁场产生电场
演示实验
装置如图所示,当穿过螺线管的磁场随时间变化时,上面的线圈中产生感应电动势,引起感应电流使灯泡发光。
(1)线圈中产生感应电动势说明了什么?
麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中产生电场,正是这种电场(涡旋电场)在线圈中驱使自由电子做定向的移动,引起了感应电流。
(2)如果用不导电的塑料线绕制线圈,线圈中还会有电流、电场吗?
引导学生思考后回答,有电场、无电流。
(3)想象线圈不存在时线圈所在处的空间还有电场吗?(有)
(4)总结说明,麦克斯韦认为线圈只不过用来显示电场的存在,线圈不存在时,变化的磁场同样在周围空间产生电场,即这是一种普遍存在的现象,跟闭合电路是否存在无关。

2.变化的电场产生磁场
我们知道,电流周围存在着磁场,麦克斯韦研究了电现象和磁现象的相似和联系。经过反复思考提出一个假设,变化的电场产生磁场。
这一点,我们从哲学上知道,事物之间是相互联系的,可以相互转化。
比如根据麦克斯韦的理论,在给电容器充电的时候,不仅导体中电流要产生磁场,而且在电容器两极板间周期性变化着的电场周围也要产生磁场。m.jAB88.com

3.电磁场、电磁波
(1)概念
麦克斯韦根据自己的理论进一步预言,如果在空间某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,这个变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的电场……。可见,变化的电场和变化的磁场是相互联系的,形成一个不可分离的统一体,这就是电磁场,这种变化的电场和变化的磁场总是交替产生,并且由发生的区域向周围空间传播。见课本6-7图,电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波。
(2)电磁波的特点
①是横波
②是物质波,真空中也能传播,能独立存在(与机械波不同)
③具有反射、折射、干涉、衍射等波的一切特性
(3)波速公式c=λf
c为真空中速度,电磁波在真空中速度等于光速。
无线电技术中使用的电磁波叫无线电波,见课本表格介绍。

三、扩展
麦克斯韦的电磁场理论三点
1.变化的磁场能够在周围空间产生电场,变化的电场能够在周围空间产生磁场。
2.均匀变化的磁场,产生稳定的电场,均匀变化的电场,产生稳定的磁场。这里的“均匀变化”指在相等时间内磁感应强度(或电场强度)的变化量相等,或者说磁感应强度(或电场强度)对时间变化率一定。
3.不均匀变化的磁场产生变化的电场,不均匀变化的电场产生变化的磁场
4.振荡的(即周期性变化的)磁场产生同频率的振荡电场,振荡的电场产生同频率的振荡磁场。
5.变化的电场和变化的磁场总是相互联系着,形成一个不可分离的统一体,这就是电磁场,向周围空间传播这就是电磁波。

四、学生活动设计
通过观察试验,发挥想象能力,画出变化磁场产生的电场的电场线。2.总结机械波与电磁波的联系与区别

五、板书设计
电磁场和电磁波
麦克斯韦电磁场理论
1.变化的磁场产生电场
2.变化的电场产生磁场
3.电磁场→传播→电磁波

精选阅读

高考物理知识点汇总:电磁场和电磁波


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高考物理知识点汇总:电磁场和电磁波

xx高中频道为各位同学整理了高三物理知识点之电磁场和电磁波,供大家参考学习。更多内容请关注xx高中频道。

1.麦克斯韦的电磁场理论

(1)变化的磁场能够在周围空间产生电场,变化的电场能够在周围空间产生磁场。

(2)随时间均匀变化的磁场产生稳定电场。随时间不均匀变化的磁场产生变化的电场。随时间均匀变化的电场产生稳定磁场,随时间不均匀变化的电场产生变化的磁场。

(3)变化的电场和变化的磁场总是相互关系着,形成一个不可分割的统一体,这就是电磁场。

2.电磁波

(1)周期性变化的电场和磁场总是互相转化,互相激励,交替产生,由发生区域向周围空间传播,形成电磁波。

(2)电磁波是横波(3)电磁波可以在真空中传播,电磁波从一种介质进入另一介质,频率不变、波速和波长均发生变化,电磁波传播速度v等于波长λ和频率f的乘积,即v=λf,任何频率的电磁波在真空中的传播速度都等于真空中的光速c=3。00×108m/s。

以上就是小编为大家整理的高三物理知识点之电磁场和电磁波。

高考物理学习要点:电磁场和电磁波


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高考物理学习要点:电磁场和电磁波

1.麦克斯韦的电磁场理论

(1)变化的磁场能够在周围空间产生电场,变化的电场能够在周围空间产生磁场。

(2)随时间均匀变化的磁场产生稳定电场。随时间不均匀变化的磁场产生变化的电场。随时间均匀变化的电场产生稳定磁场,随时间不均匀变化的电场产生变化的磁场。

(3)变化的电场和变化的磁场总是相互关系着,形成一个不可分割的统一体,这就是电磁场。

2.电磁波

(1)周期性变化的电场和磁场总是互相转化,互相激励,交替产生,由发生区域向周围空间传播,形成电磁波。(2)电磁波是横波(3)电磁波可以在真空中传播,电磁波从一种介质进入另一介质,频率不变、波速和波长均发生变化,电磁波传播速度v等于波长λ和频率f的乘积,即v=λf,任何频率的电磁波在真空中的传播速度都等于真空中的光速c=3。00×108m/s。

实验题的做题技巧

(1)实验题一般采用填空题或作图题的形式出现。

作为填空题:数值、单位、方向或正负号都应填全面;

作为作图题:

①对函数图像应注明纵、横轴表示的物理量、单位、标度及坐标原点。

②对电学实物图,则电表量程、正负极性,电流表内、外接法,变阻器接法,滑动触头位置都应考虑周全。

③对光路图不能漏箭头,要正确使用虚、实线,各种仪器、仪表的读数一定要注意有效数字和单位;实物连接图一定要先画出电路图(仪器位置要对应);各种作图及连线要先用铅笔(有利于修改),最后用黑色签字笔涂黑。

切记:游标卡尺、螺旋测微器、多用电表的读数历来都是考察的重点。

切记:选择题有8-10分是送你的,但你可能拿不到(单位、有效数字、小数点后保留几位、坐标原点等)。

(2)常规实验题:主要考查课本实验,几年来考查比较多的是试验器材、原理、步骤、读数、注意问题、数据处理和误差分析,解答常规实验题时,这种题目考得比较细,要在细、实、全上下足功夫。

(3)设计型实验重在考查实验的原理。要求同学们能审清题意,明确实验目的,应用迁移能力,联想相关实验原理。在设计电学实验时,要把安全性【所谓的安全不是对人来说,而是对仪器来说的】放在第一位,同时还要尽可能减小实验的误差【误差从偶然和系统两个方面考虑,系统免不了,偶然可减小】,避免出现大量程测量小数值的情况。

高考物理第一轮复习学案:电磁场电磁波


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第十五章电磁场电磁波

1.本章内容较少,是以识记内容为主。在复习本章内容时要求学生能紧扣书本,熟读课本,掌握最基本知识与内容。
2.本章的内容主要包括麦克斯韦电磁场理论,电磁波的产生与传播,电磁波谱.
【教学要求】
1.了解麦克斯韦电磁场理论。
2.了解电视、雷达的工作原理等在现代科技中的一些应用。
3.电磁波谱的组成与产生。
【知识再现】
一、电磁波的发现
1.麦克斯韦电磁场理论
变化的磁场能够在周围空间产生,变化的电场能够在周围空间产生。
2.电磁场:变化的电场和变化的磁场相联系的统一体叫电磁场。
3.电磁波
①电磁场的由近及远的传播形成电磁波。
②电磁波是波.电磁波的传播介质。
③它在真空中传播速度等于光速c=
④波速v、波长λ与频率f的关系:
二、LC振荡电路
1.振荡电流:都做周期性迅速变化的电流。
2.振荡电路:产生振荡电流的电路叫振荡电路。
3.振荡周期:
三、电磁波的发射与接收
1.电磁波的发射
①要向外发射无线电波,振荡电路必须具有如下特点:第一,要有的频率;第二,采用电路.
②利用电磁波传递信号的特点,要求发射的电磁波随待传递信号而改变.使电磁波随各种信号而改变叫的技术叫.常用的调制方法有和两种.
2.电磁波的接收
①当接收电路的固有频率跟接收到的无线电波的频率时,激起的振荡电流,这就是现象.使接收电路产生电谐振的过程叫做.
②从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程,叫做.检波是的逆过程,也叫。
3.熟悉电视、雷达、移动电话、因特网等实际实例的工作原理。

四、电磁波谱
1.电磁波谱的组成:、、、
、、。
2.熟悉各组成的产生机理及用途。

知识点一麦克斯韦电磁场理论
1.变化的磁场能够在周围空间产生电场(这种电场叫感应电场或涡旋电场,与由电荷激发的静电场不同.它的电场线是闭合的,它的存在与空向有无导体或闭合电路无关)。均匀变化的磁场产生稳定的电场;不均匀变化的磁场产生变化的电场;振荡的(即周期性变化的)磁场产生同频率的振荡电场。
2.变化的电场能够在周围空间产生磁场。均匀变化的电场产生恒定的磁场;不均匀变化的电场产生变化的磁场;振荡的电场产生同频率的振荡磁场。
3.变化的电场和变化的磁场总是相互联系着,形成一个不可分离的统一体,这就是电磁场.
【应用1】按照麦克斯韦的电磁场理论,以下说法正确的是()
A.恒定的电场周围产生恒定的磁场,恒定的磁场周围产生恒定的电场
B.任何变化的电场周围空间一定产生变化的磁场
C.均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场,均匀变化的磁场周围产生均匀变化的电场
D.均匀变化的电场周围产生稳定的磁场,均匀变化的磁场周围产生稳定的电场
导示:由麦克斯韦电磁场理论可知,不变的电场周围不产生磁场,均匀变化的电场周围产生稳定的磁场,振荡电场周围产生振荡磁场。
故D选项正确。

知识点二对电磁波的理解
电磁波的特点:
1.电磁波是横波。在电磁波中,每处的电场强度和磁感应强度方向总是互相垂直的,并且都跟那里的电磁波的传播方向垂直。
2.电磁波的速度(在真空中等于光速)
v=3.00×108m/s。
3.电磁波传播不一定需要介质。
4.电磁波有波的一切特点:能发生反射、折射现
象;能产生干涉、衍射等现象.
5.电磁波向外传播的是电磁能。
思考:机械波与电磁波有哪些异同?

【应用2】关于电磁场和电磁波,下列说法正确的是()
A.电磁波是横波
B.电磁波的传播需要介质
C.电磁波能产生干涉和衍射现象
D.电磁波中电场和磁场的方向处处相互垂直
导示:由电磁波的传播特点可知:电磁波是横波,电场方向与磁场方向垂直且与波的传播方向垂直,电磁波本身就是一种物质,传播时不需要其它介质,电磁波具有波的一切特性,能产生干涉、衍射。
故选ACD

知识点三电磁波谱
电磁波按波长由大到小的顺序为:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、丫射线,其产生机理、性质差别、用途等可概括为下表:
【应用3】在应用电磁波的特性时,下列符合实际的是()
A.医院常用x射线对病房和手术室进行消毒
B.医院常用紫外线对病房和手术室进行消毒
C.人造卫星对地球拍摄是因为紫外线照相有较好的分辨能力
D.人造卫星对地球拍摄是因为红外线照相有较好的穿透能力
导示:紫外线的杀菌消毒作用比较显著,医院常用紫外线来进行消毒;红外线有较强的穿透本领,能穿云雾,可用于高空拍摄。
故选BD

类型一麦克斯韦电磁理论的应用
【例1】如图所示,半径为r且水平放置的光滑绝缘的环形管道内,有一个电荷量为e,质量为m的电子。此装置放在匀强磁场中,其磁感应强度随时间变化的关系式为B=B0+kt(k0)。根据麦克斯韦电磁场理论,均匀变化的磁场将产生稳定的电场,该感应电场对电子将有沿圆环切线方向的作用力,使其得到加速。设t=0时刻电子的初速度大小为v0,方向顺时针,从此开始后运动一周后的磁感应强度为B1,则此时电子的速度大小为()
A.B.
C.D.
导示:感应电动势为E=kπr2,电场方向逆时针,电场力对电子做正功。在转动一圈过程中对电子用动能定理:kπr2e=mv2-mv02,得答案B。
感生电场的电场线是闭合的,运动电荷绕行一周,电场力做功不为零。

类型二电磁波的应用——雷达
【例2】某防空雷达发射的电磁波频率为f=3×103MHZ,屏幕上尖形波显示,从发射到接受经历时间Δt=0.4ms,那么被监视的目标到雷达的距离为______km。该雷达发出的电磁波的波长为______m。
导示:由s=cΔt=1.2×105m=120km。这是电磁波往返的路程,所以目标到雷达的距离为60km。
由c=fλ可得λ=0.1m
(l)雷达发出的微波直线性能好,反射能力强,在真空中的传播速度为光速;
(2)电磁波所走的路程是障碍物到雷达距离的两倍。

1.(07年1月海淀区期末练习)关于电磁场和电磁波,下列说法正确的是()
A.变化的电场和变化的磁场由近及远向外传播,形成电磁波
B.电磁场是一种物质,不能在真空中传播
C.电磁波由真空进入介质中,传播速度变小,频率不变
D.电磁波的传播过程就是能量传播的过程

2.下列关于紫外线的几种说法中,正确的是()
A.紫外线是一种紫色的可见光
B.紫外线的频率比红外线的频率低
C.紫外线可使钞票上的荧光物质发光
D.利用紫外线可以进行电视机等电器的遥控

3、关于电磁波传播速度表达式v=λf,下述结论中正确的是:
A、波长越大,传播速度就越快;
B、频率越高,传播速度就越快;
C、发射能量越大,传播速度就越快;
D、电磁波的传播速度与传播介质有关。
4.如图,正离子在垂直于匀强磁场的固定光滑轨道内做匀速圆周运动,当磁场均匀增大时,离子动能将________,周期将________.

5.关于电磁波的发射与接收,下列正确的有()
A.发射的LC电路是开放的
B.电信号频率低,不能直接用来发射
C.调谐是调制的逆过程
D.接收电路也是一个LC振荡电路

6.关于电视屏幕上的图像,下列正确的有()
A.是一整幅一整幅画面出现的
B.是由一条一条快速扫描的亮度彩色不同的线条组成的
C.每秒钟出现一个画面
D.每秒钟出现60个画面

7.(南京一中2008届高三第一次月考)雷达是利用电磁波来测定物体的位置和速度的设备,它可以向一定方向发射不连续的电磁波,当遇到障碍物时要发生反射.雷达在发射和接收电磁波时,在荧光屏上分别呈现出一个尖形波.现在雷达正在跟踪一个匀速移动的目标,某时刻在雷达监视屏上显示的雷达波形如图甲所示,30s后在同一方向上监视屏显示的雷达波形如图乙所示.已知雷达监视屏上相邻刻线间表示的时间间隔为10-4s,电磁波在空气中的传播速度为3×108m/s,则被监视目标的移动速度最接近()
A.1200m/sB.900m/sC.500m/sD.300m/s
答案:1.ACD2.C3.D4.减小、增大5.ABD
6.B7.C

电磁波教案


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18.4电磁波
一、教学目标
1.了解电磁波的产生和发射,知道电磁波是横波
2.知道电磁波在真空中的传播速度,知道公式v=λf也适用于电磁波。
二、教学重点:有关电磁波的简单计算
三、教学难点:电磁波的产生
四、教学方法:启发式综合教学法
五、教学过程
(一)引入新课
上节课我们学习了有关电磁场的知识,知道了麦克斯韦电磁场理论的两大支柱,即变化的磁场能产生电场,变化的电场能产生磁场。变化的电场和变化的磁场是相互联系的,形成一个不可分离的统一体,这就是电磁场。电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波。这节课我们就学习有关电磁波的知识。
(二)进行新课
1.电磁波的产生
(1)普通LC振荡电路不能有效地发射电磁波
在普通LC振荡电路中,电场主要集中在电容器的极板之间,磁场主要集中在线圈内部。在电磁振荡过程中,电场能和磁场能的相互转化主要是在电路内部完成的,辐射出去的能量很少。不能有效地发射电磁波
2.发射电磁波的条件
要有效地向外发射电磁波,振荡电路要满足如下条件:
(1)要有足够高的振荡频率。
(2)振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间,才能有效地把电磁场的能量传播出去。
引导学生讨论:如何改造普通的LC振荡电路,才能使它能够有效地发射电磁波?
师生一起讨论后,引出开放电路的概念。将闭合电路变成开放电路就可以有效地把电磁波发射出去。
3.电磁波的特点
师生一起讨论、归纳电磁波的特点:
(1)电磁波是横波。电磁波中的电场和磁场相互垂直,电磁波的传播方向与二者的方向也垂直。
(2)电磁波在空间以一定的速度传播,
(3)电磁波在真空中的传播速度等于光在真空中的传播速度,即c=3.0×108m/s
(4)电磁波的传播过程就是电磁能的传播过程。
(5)电磁波是物质波,真空中也能传播,能独立存在(与机械波不同)
(6)具有反射、折射、干涉、衍射等波的一切特性
【例题】一台收音机的接收频率范围从f1=2.2MHz到f2=22MHz;设这台收音机能接收的相应波长范围从λ1到λ2,那么波长之比为λ1:λ2=___:___
(三)布置作业:练习二(2)(3)做在作业本上

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