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。
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
作为优秀的教学工作者,在教学时能够胸有成竹,作为高中教师就要精心准备好合适的教案。教案可以让学生更容易听懂所讲的内容,帮助高中教师能够更轻松的上课教学。关于好的高中教案要怎么样去写呢?小编收集并整理了“高考物理学习要点:电磁场和电磁波”,欢迎大家阅读,希望对大家有所帮助。
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。
20xx高考物理电磁学和交变电流知识点整理
1.若一条直线上有三个点电荷,因相互作用而平衡,其电性及电荷量的定性分布为“两同夹一异,两大夹一小”。
2.匀强电场中,任意两点连线中点的电势等于这两点的电势的平均值。在任意方向上电势差与距离成正比。
3.正电荷在电势越高的地方,电势能越大,负电荷在电势越高的地方,电势能越小。
4.电容器充电后和电源断开,仅改变板间的距离时,场强不变。
5.两电流相互平行时无转动趋势,同向电流相互吸引,异向电流相互排斥;两电流不平行时,有转动到相互平行且电流方向相同的趋势。
6.带电粒子在磁场中仅受洛伦兹力时做圆周运动的周期与粒子的速率、半径无关,仅与粒子的质量、电荷和磁感应强度有关。
7.带电粒子在有界磁场中做圆周运动
(1)速度偏转角等于扫过的圆心角;
(2)几个出射方向:
①粒子从某一直线边界射入磁场后又从该边界飞出时,速度与边界的夹角相等。
②在圆形磁场区域内,沿径向射入的粒子,必沿径向射出——对称性。
③刚好穿出磁场边界的条件是带电粒子在磁场中的轨迹与边界相切。
(3)运动的时间:轨迹对应的圆心角越大,带电粒子在磁场中的运动时间就越长,与粒子速度的大小无关。
8.速度选择器模型:带电粒子以速度v射入正交的电场和磁场区域时,当电场力和磁场力方向相反且满足v=E/B时,带电粒子做匀速直线运动(被选择)与带电粒子的带电量大小、正负无关,但改变v、B、E中的任意一个量时,粒子将发生偏转。
9.回旋加速器
(1)为了使粒子在加速器中不断被加速,加速电场的周期必须等于回旋周期。
(2)粒子做匀速圆周运动的最大半径等于D形盒的半径。
(3)在粒子的质量、电量确定的情况下,粒子所能达到的最大动能只与D形盒的半径和磁感应强度有关,与加速器的电压无关(电压只决定了回旋次数)。
)。
(4)将带电粒子:在两盒之间的运动首尾相连起来是一个初速度为零的匀加速直线运动,带电粒子每经过电场加速一次,回旋半径就增大一次。
10.在没有外界轨道约束的情况下,带电粒子在复合场中三个场力(电场力、洛伦兹力、重力)作用下的直线运动必为匀速直线运动;若为匀速圆周运动则必有电场力和重力等大、反向。
11.在闭合电路中,当外电路的任何一个电阻增大(或减小)时,电路的总电阻一定增大(或减小)。
12.滑动变阻器分压电路中,分压器的总电阻变化情况与滑动变阻器串联段电阻变化情况相同。
13.若两并联支路的电阻之和保持不变,则当两支路电阻相等时,并联总电阻最大;当两支路电阻相差最大时,并联总电阻最小。
14.电源的输出功率随外电阻变化,当内外电阻相等时,电源的输出功率最大,且最大值Pm=E2/4r。
15.导体棒围绕棒的一端在垂直磁场的平面内做匀速圆周运动而切割磁感线产生的电动势E=BL2ω/2。
16.在变加速运动中,当物体的加速度为零时,物体的速度达到最大或最小——常用于导体棒的动态分析。
17.安培力做多少正功,就有多少电能转化为其他形式的能量;安培力做多少负功,就有多少其他形式的能量转化为电能,这些电能在通过纯电阻电路时,又会通过电流做功将电能转化为内能。
18.在Φ-t图像(或回路面积不变时的B-t图像)中,图线的斜率既可以反映电动势的大小,有可以反映电源的正负极。
19.交流电的产生:计算感应电动势的最大值用Em=nBSω;计算某一段时间内的感应电动势的平均值用定义式。
20.只有正弦交流电,物理量的最大值和有效值才存在√2倍的关系。对于其他的交流电,需根据电流的热效应来确定有效值。
20xx会考专题讲练——交变电流和电磁波
一、会考考点
(一)家用电器与日常生活
常用家用电器,电热器,录音机,电视机,电冰箱,微波炉,洗衣机(A)新增
家庭中节约用电的途径(A)
交流电的周期、频率(A)
电阻器、电容器和电感器在电路中的作用(A)
变压器,高压输电(A)
家庭电路,安全用电(A)
(二)电磁技术与社会发展
“电磁波的发现过程,电磁波的特性,波速、波长和频率的关系(A)”修改为
电磁波,电磁波的波速、波长和频率的关系(A)
电磁波的应用(A)
传感器的种类和简单工作原理(A)
二、高频考点讲练
考点一:由交变电流的图像判断其周期、频率、最大值和有效值
1.(供选学物理1-1的考生做)图6是一正弦式交变电流的电流图象.此交流电的周期为
A.0.01sB.0.02sC.0.03sD.0.04s
2.(供选用Ⅱ类物理课教材的学生做)某正弦式交流电流随时间变化的i—t图象如图9所示,由图象可知,这个交流电流的频率和有效值分别是
A.100Hz,5AB.100Hz,10A
C.50Hz,5AD.50Hz,10A
3.(供选用1—1类物理课教材的学生做)
如图6是某正弦式交变电流的电流图象.根据图象可知,该交流电的
A.周期为1.0×10-2sB.周期为2.5×10-2s
C.电流的有效值为1.0AD.电流的最大值为1.0
4.(供选用Ⅱ类物理课教材的学生做)某用电器两端的正弦交变电压的表达式为(V).关于这个交变电压,下列说法中正确的是
A.有效值为311VB.有效值为440VC.最大值为311VD.最大值为440V
考点二:变压器()
1.(供选用Ⅱ类物理课教材的学生做)如图5所示,一台理想变压器原线圈两端接正弦式交变电压.当原线圈两端电压为U1时,副线圈两端的电压为U2.若这台变压器副线圈匝数为n2,则原线圈匝数n1为
A.B.C.D.
2.(供选用Ⅱ类物理课教材的学生做)如图6所示,理想变压器原线圈的匝数n1=1000匝,副线圈的匝数n2=200匝.原线圈两端所加的电压U1=220V时,副线圈两端的电压U2为
A.1100VB.44VC.440VD.22V
3.(供选用Ⅱ类物理课教材的学生做)如图8所示,理想变压器的原线圈的匝数n1=550匝,副线圈的匝数n2=110匝.现在要使副线圈两端得到U2=220V的电压,原线圈两端应接入的电压U1是
A.1100VB.550VC.110VD.44V
考点三:其它问题
1.(供选学物理1-1的考生做)下列说法中正确的是
A.在家庭电路中洗衣机和电冰箱是串联的
B.节能灯比白炽灯的发光效率高
C.变压器是用于改变直流电压的装置
D.交流电的周期越长,频率也越高
2.(供选学物理1-1的考生做)远距离送电都采用高压输电的方式,其主要优点是
A.可增大输电电流B.可加快输电速度
C.可减少输电线上的能量损失D.可防止不法分子窃电
3.(供选用1—1类物理课教材的学生做)DVD、空调等电器中都有一个传感器,这些传感器可以接收遥控器发出的红外线信号,并能够把红外线信号转化为电信号.下列装置中属于这类传感器的是
A.电视机接收遥控信号的装置B.建筑物中照明灯的声控开关
C.烟雾传感器(气敏化学传感器)D.冰箱中控制温度的温控器
二、电磁波
考点:电磁波的波速、波长、频率之间的关系
例1.(供选学物理1-1的考生做)电磁波在真空中传播的速度v是3.00×108m/s,有一个广播电台的频率f为90.0MHZ,这个台发射的电磁波的波长λ为()
A.2.70mB.270mC.3.00mD.3.33m
1.(供选学物理1-1的考生做)电磁波在空中的传播速度为υ.北京交通广播电台的频率为f,该电台所发射电磁波的波长λ为
A.B.C.D.υ
2.频率为f的电磁波在真空中的传播速度为c,该电磁波在真空中的波长λ为
A.cfB.C.D.
3.频率为f的电磁波在某介质中的传播速度为v,该电磁波的波长为
例2.(适用选修1—1的考生)电磁波在空气中传播的速度是3.00×108m/s,某广播电台能够发射波长为50m的无线电波,那么这个电台的工作频率是。
文章来源:http://m.jab88.com/j/72987.html
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