变化的电场产生磁场

。
取 一 些 蕃 茄计 在 白纸 上 写字或作
,
,
因此 极 板 上 电 荷 的 变化 也 不 是 均
,
这 样就 制成
画
,
然 后 将此 纸 在 火 上稍 稍烘一 很 快 白纸 上 出现 焦黄 色的字
。
匀的
则 在 极板 周 围的 电场 变 化
,
了 一 个音 频 隔 离 器
下
也 是 不 均匀 的
这 个不 均 匀 变 化
。
方 法 是把 买 来 的音 频 线 在 中 间 剪
气)
这 说 明 蕃茄 汁 显 示 酸性 2 ) 测 有机 酸 (
。
号 时 为 一 水 平 亮线 电
然 后 开 始起
,
断
,
再 用 一 段 话 筒 线 接 一 同芯 插
.
用毛 笔 馥
由于 手摇 速 度不 是 均 匀 的
头 ( 型 号视 录 音 机 耳 机 插 孔 而 定) 按 下 图连 接
起甩
,
就停 止
,
给 录 像带配 音 时 孔 孔
,
ห้องสมุดไป่ตู้
将一 个 输
有 有机 酸
,
还 可 再作 一个 实验
3
,
:
极 板 带 了 一 定 量 的 电荷
入 端 插 入 放像 机 的单 频 输 出 插 另 一 个插 入录 音 机 的 耳 机插
在 试 管中 加 入 加入
2
毫 升蕃 茄 汁 再
,
在 它周 围空 间存在 一 定强 度的 电
,
并将 原 带 放 入放 像机 里 放入 录 像机 里 待放音 状 态
, ,
空白带
将 你要 配 曲的磁

要点二
详细描述
变化的电场可以产生磁场是因为电场的存在会导致电荷的 运动，而电荷的运动轨迹形成电流，电流的周围会产生磁 场。同样地，变化的磁场可以产生电场是因为磁场的存在 会导致磁体内部电荷的运动，从而产生电流，电流的周围 又会产生电场。这种相互影响和转换形成了电磁波，电磁 波的传播不需要介质，是一种客观存在的物质形态。
变化的电场产生磁场
contents
目录
• 电场和磁场的基本概念 • 变化的电场产生磁场 • 电场和磁场的变化规律 • 变化的电场产生磁场在科技中的应用 • 总结
01
电场和磁场的基本概念
电场的定义
总结词
电场是由电荷产生的场，对放入其中的电荷产生力的作用。
详细描述
电场是电荷及变化磁场周围空间里存在的一种特殊物质。电 场这种物质与通常的实物不同，它不是由分子原子所组成， 但它是客观存在的，电场具有通常物质所具有的力和能量等 客观属性。
电磁感应
当电场或磁场发生变化时， 会在导体中产生感应电流。
电场和磁场的变化对能量转换的影响
电磁波传播
变化的电场和磁场可以形 成电磁波，如无线电波、 可见光等，实现能量的传 递和转换。
电磁能转换
利用电磁感应原理，可以 将机械能转换为电能，如 发电机；也可以将电能转 换为机械能，如电动机。
电磁辐射
电磁波的传播过程中会对 周围物质产生电磁辐射， 可能对生物体造成影响。
04
变化的电场产生磁场在科技中 的应用
电磁感应的应用
变压器
01
利用电磁感应原理，变压器可将一种电压的电能转换为另一种
电压的电能。
感应加热
02
通过电磁感应，可以在金属内产生涡流，从而达到加热或熔化

高中物理磁场和电场的知识点1.磁场1磁场:磁场是存在于磁体、电流和运动电荷周围的一种物质.永磁体和电流都能在空间产生磁场.变化的电场也能产生磁场.2磁场的基本特点:磁场对处于其中的磁体、电流和运动电荷有力的作用.3磁现象的电本质:一切磁现象都可归结为运动电荷或电流之间通过磁场而发生的相互作用.4安培分子电流假说------在原子、分子等物质微粒内部，存在着一种环形电流即分子电流，分子电流使每个物质微粒成为微小的磁体.5磁场的方向:规定在磁场中任一点小磁针N极受力的方向或者小磁针静止时N极的指向就是那一点的磁场方向.2.磁感线1在磁场中人为地画出一系列曲线，曲线的切线方向表示该位置的磁场方向，曲线的疏密能定性地表示磁场的弱强，这一系列曲线称为磁感线.2磁铁外部的磁感线，都从磁铁N极出来，进入S极，在内部，由S极到N极，磁感线是闭合曲线;磁感线不相交.3几种典型磁场的磁感线的分布:①直线电流的磁场:同心圆、非匀强、距导线越远处磁场越弱.②通电螺线管的磁场:两端分别是N极和S极，管内可看作匀强磁场，管外是非匀强磁场.③环形电流的磁场:两侧是N极和S极，离圆环中心越远，磁场越弱.④匀强磁场:磁感应强度的大小处处相等、方向处处相同.匀强磁场中的磁感线是分布均匀、方向相同的平行直线.3.磁感应强度1定义:磁感应强度是表示磁场强弱的物理量，在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，受到的磁场力F跟电流I和导线长度L的乘积IL的比值，叫做通电导线所在处的磁感应强度，定义式B=F/IL.单位T，1T=1N/A?m.2磁感应强度是矢量，磁场中某点的磁感应强度的方向就是该点的磁场方向，即通过该点的磁感线的切线方向.3磁场中某位置的磁感应强度的大小及方向是客观存在的，与放入的电流强度I的大小、导线的长短L的大小无关，与电流受到的力也无关，即使不放入载流导体，它的磁感应强度也照样存在，因此不能说B与F成正比，或B与IL成反比.4磁感应强度B是矢量，遵守矢量分解合成的平行四边形定则，注意磁感应强度的方向就是该处的磁场方向，并不是在该处的电流的受力方向.4.地磁场:地球的磁场与条形磁体的磁场相似，其主要特点有三个:1地磁场的N极在地球南极附近，S极在地球北极附近.2地磁场B的水平分量Bx总是从地球南极指向北极，而竖直分量By则南北相反，在南半球垂直地面向上，在北半球垂直地面向下.3在赤道平面上，距离地球表面相等的各点，磁感强度相等，且方向水平向北.5.安培力1安培力大小F=BIL.式中F、B、I要两两垂直，L是有效长度.若载流导体是弯曲导线，且导线所在平面与磁感强度方向垂直，则L指弯曲导线中始端指向末端的直线长度.2安培力的方向由左手定则判定.3安培力做功与路径有关，绕闭合回路一周，安培力做的功可以为正，可以为负，也可以为零，而不像重力和电场力那样做功总为零.6.洛伦兹力1洛伦兹力的大小f=qvB，条件:v⊥B.当v∥B时，f=0.2洛伦兹力的特性:洛伦兹力始终垂直于v的方向，所以洛伦兹力一定不做功.3洛伦兹力与安培力的关系:洛伦兹力是安培力的微观实质，安培力是洛伦兹力的宏观表现.所以洛伦兹力的方向与安培力的方向一样也由左手定则判定.4在磁场中静止的电荷不受洛伦兹力作用.7.带电粒子在磁场中的运动规律在带电粒子只受洛伦兹力作用的条件下电子、质子、α粒子等微观粒子的重力通常忽略不计，1若带电粒子的速度方向与磁场方向平行相同或相反，带电粒子以入射速度v做匀速直线运动.2若带电粒子的速度方向与磁场方向垂直，带电粒子在垂直于磁感线的平面内，以入射速率v做匀速圆周运动.①轨道半径公式：r=mv/qB②周期公式:T=2πm/qB8.带电粒子在复合场中运动1带电粒子在复合场中做直线运动①带电粒子所受合外力为零时，做匀速直线运动，处理这类问题，应根据受力平衡列方程求解.②带电粒子所受合外力恒定，且与初速度在一条直线上，粒子将作匀变速直线运动，处理这类问题，根据洛伦兹力不做功的特点，选用牛顿第二定律、动量定理、动能定理、能量守恒等规律列方程求解.2带电粒子在复合场中做曲线运动①当带电粒子在所受的重力与电场力等值反向时，洛伦兹力提供向心力时，带电粒子在垂直于磁场的平面内做匀速圆周运动.处理这类问题，往往同时应用牛顿第二定律、动能定理列方程求解.②当带电粒子所受的合外力是变力，与初速度方向不在同一直线上时，粒子做非匀变速曲线运动，这时粒子的运动轨迹既不是圆弧，也不是抛物线，一般处理这类问题，选用动能定理或能量守恒列方程求解.③由于带电粒子在复合场中受力情况复杂运动情况多变，往往出现临界问题，这时应以题目中“最大”、“最高”“至少”等词语为突破口，挖掘隐含条件，根据临界条件列出辅助方程，再与其他方程联立求解.1.两种电荷1自然界中存在两种电荷:正电荷与负电荷.2电荷守恒定律2.库仑定律1内容:在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比，跟它们之间的距离的平方成反比，作用力的方向在它们的连线上.2适用条件:真空中的点电荷.点电荷是一种理想化的模型.如果带电体本身的线度比相互作用的带电体之间的距离小得多，以致带电体的体积和形状对相互作用力的影响可以忽略不计时，这种带电体就可以看成点电荷，但点电荷自身不一定很小，所带电荷量也不一定很少.3.电场强度、电场线1电场:带电体周围存在的一种物质，是电荷间相互作用的媒体.电场是客观存在的，电场具有力的特性和能的特性.2电场强度:放入电场中某一点的电荷受到的电场力跟它的电荷量的比值，叫做这一点的电场强度.定义式:E=F/q方向:正电荷在该点受力方向.3电场线:在电场中画出一系列的从正电荷出发到负电荷终止的曲线，使曲线上每一点的切线方向都跟该点的场强方向一致，这些曲线叫做电场线.电场线的性质:①电场线是起始于正电荷或无穷远处，终止于负电荷或无穷远处;②电场线的疏密反映电场的强弱;③电场线不相交;④电场线不是真实存在的;⑤电场线不一定是电荷运动轨迹.4匀强电场:在电场中，如果各点的场强的大小和方向都相同，这样的电场叫匀强电场.匀强电场中的电场线是间距相等且互相平行的直线.5电场强度的叠加:电场强度是矢量，当空间的电场是由几个点电荷共同激发的时候，空间某点的电场强度等于每个点电荷单独存在时所激发的电场在该点的场强的矢量和.4.电势差U:电荷在电场中由一点A移动到另一点B时，电场力所做的功WAB与电荷量q的比值WAB/q叫做AB两点间的电势差.公式:UAB=WAB/q电势差有正负:UAB=-UBA，一般常取绝对值，写成U.5.电势φ:电场中某点的电势等于该点相对零电势点的电势差.1电势是个相对的量，某点的电势与零电势点的选取有关通常取离电场无穷远处或大地的电势为零电势.因此电势有正、负，电势的正负表示该点电势比零电势点高还是低.2沿着电场线的方向，电势越来越低.6.电势能:电荷在电场中某点的电势能在数值上等于把电荷从这点移到电势能为零处电势为零处电场力所做的功ε=qU7.等势面:电场中电势相等的点构成的面叫做等势面.1等势面上各点电势相等，在等势面上移动电荷电场力不做功.2等势面一定跟电场线垂直，而且电场线总是由电势较高的等势面指向电势较低的等势面.3画等势面线时，一般相邻两等势面或线间的电势差相等.这样，在等势面线密处场强大，等势面线疏处场强小.8.电场中的功能关系1电场力做功与路径无关，只与初、末位置有关.计算方法有:由公式W=qEcosθ计算此公式只适合于匀强电场中，或由动能定理计算.2只有电场力做功，电势能和电荷的动能之和保持不变.3只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能三者之和保持不变.9.静电屏蔽:处于电场中的空腔导体或金属网罩，其空腔部分的场强处处为零，即能把外电场遮住，使内部不受外电场的影响，这就是静电屏蔽.10.带电粒子在电场中的运动1带电粒子在电场中加速带电粒子在电场中加速，若不计粒子的重力，则电场力对带电粒子做功等于带电粒子动能的增量.2带电粒子在电场中的偏转带电粒子以垂直匀强电场的场强方向进入电场后，做类平抛运动.垂直于场强方向做匀速直线运动3是否考虑带电粒子的重力要根据具体情况而定.一般说来:①基本粒子:如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力但不能忽略质量.②带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或明确的暗示以外，一般都不能忽略重力.4带电粒子在匀强电场与重力场的复合场中运动由于带电粒子在匀强电场中所受电场力与重力都是恒力，因此可以用两种方法处理:①正交分解法;②等效“重力”法.11.示波管的原理:示波管由电子枪，偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空.如果在偏转电极XX′上加扫描电压，同时加在偏转电极YY′上所要研究的信号电压，其周期与扫描电压的周期相同，在荧光屏上就显示出信号电压随时间变化的图线.12.电容定义:电容器的带电荷量跟它的两板间的电势差的比值[注意]电容器的电容是反映电容本身贮电特性的物理量，由电容器本身的介质特性与几何尺寸决定，与电容器是否带电、带电荷量的多少、板间电势差的大小等均无关。

还有时间，做做习题吧
2、变化的电场和磁场总是相互联系的,形成一个不可分割的统一的电磁场
对麦克斯韦电磁理论的理解
1 恒定的电场不产生磁场
恒定的磁场不产生电场
2 均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场 均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场
3 不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场 不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场
二、电磁波
麦克斯韦推断:如果在空间某区域中有周期性变化的电场,那么它就在空间引起周期性变 化的磁场;这个变化的磁场又引起新的变化的电场.于是,变化的电场和变化的磁场交替产生, 由近及远地向周围传播.一个伟大的预言诞生了——空间可能存在电磁波。
周期性变化 的电场
周期性变化 的磁场
周期性变化 的电场
电磁波
A.电磁波和机械波都需要通过介质传播,它们由一种介质进入另一种介质时频率
都不变
B.电磁波可以由电磁振荡产生,若波源的电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失 C.根据麦克斯韦电磁场理论,电磁波中的电场和磁场互相垂直,电磁波是横波 D.电磁波和机械波都能传递能量和信息
例3. (电磁场)用麦克斯韦电磁场理论判断如图所示的四组电场产生的磁
c=3×10 8m/s
（电磁波为横波）
看来左脚踩右脚上天， 也不是没可能
赫兹用实验证实电磁波的存在
现象：当感应圈两个金属球间有火花跳过时，立刻产生一个交变电磁场， 形成电磁波在空间传播，经过导线环时激发出感应电动势，使得导线环中
也产生了火花。
麦克斯韦预言电磁波存在。赫兹用实验证实了电磁波的存在
例2 (多选)关于电磁波,下列说法正确的是 ( CD )
4 振荡电场产生同频率的振荡磁场
振荡磁场产生同频率的振荡电场

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ANHUI UNIVERSITY
大学物理学
第十一章 变化的磁场和变化的电场
• 电磁感应定律中的负号反映了感应电动势的方向与 磁通量变化状况的关系, 是楞次定律的数学表示.
Φ 0
Φ 0 符号法则：
1. 对回路L任取一绕行方向.
i
N S
N S

2.
i
当回路中的磁感线方向 与回路的绕行方向成右
a



b
May 6, 2019
Page 5
ANHUI UNIVERSITY
大学物理学
第十一章 变化的磁场和变化的电场
电磁感应实验的结论
不管什么原因使穿过闭合导体回路所包围面积内的
磁通量发生变化(增加或减少), 回路中都会出现电流, 这 一现象称为电磁感应现象, 电磁感应现象中产生的电流 称为感应电流.
2
i 0 为顺时针转向
May 6, 2019
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大学物理学
第十一章 变化的磁场和变化的电场
11－2 动生电动势和感生电动势
根据法拉第电磁感应定律: 只要穿过回路的磁通量 发生了变化, 在回路中就会有感应电动势产生.
B 变 感生电动势
Φm
B cosdS
May 6, 2019
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安徽大学出版社
大学物理学
第十一章 变化的磁场和变化的电场
Michael Faraday
( 1791– 1867 )
法拉第 伟大的英国 物理学家和化学家, 于1831 年发现了电磁感应现象. 他 创造性的提出场的思想, 磁 场这一名称就是法拉第最 早引入的, 他是电磁理论的 创始法人拉之第一用. 过的螺绕环

cos (t

x) u

1）电 磁波是横波 E
u
E0 ,H
cos(t
u ;

kx)
E

k 2π
u
2） E 和 H 同相位 ;
H
3） E 和 H 数值成比例 H E ；
4）电磁波传播速度 u 1 , 真空中波速
等于光速 u c 1 00 2.998108 m/s.
例1 有一圆形平行平板电容器, R 3.0cm.现对
其充电,使电路上的传导电流 Ic dQ dt 2.5A,
若略去边缘效应, 求（1）两极板间的位移电流;（2）两
极板间离开轴线的距离为 r 2.0cm 的点 P 处的磁
感强度 .
解 如图作一半径
Q Q
为 r平行于极板的圆形
回路，通过此圆面积的 电位移通量为
B

0r
2π R2
dQ dt
代入数据计算得 Id 1.1A B 1.11105T
二、电磁场 麦克斯韦电磁场方程组
静电场高斯定理
D

ds

dV
q
S
V
静电场环流定理

l E dl 0
磁场高斯定理

SB

ds

0
安培环路定理
H dl
电能
We

Q2 2C
,
磁能 W m

1 2
LI 2 ,
LC回路总能量 1 Q2 1 LI 2 常量 2C 2
Q dQ LI dI 0 I dQ
C dt dt
dt

・物理实验・“变化的电场产生磁场”的演示实验设计郑曙辉(宁波市第二中学,浙江宁波　315010) 在高中物理(试验修订本・必修加选修)第二册教材第19章“电磁场和电磁波”第三节“电磁场”这节内容中,学生对麦克斯韦电磁理论的两条核心内容:(1)变化的磁场产生电场;(2)变化的电场产生磁场,都能接受,但缺乏感性、直观的认识.而通常教师在教学中也只对“变化的磁场产生电场”这个结论用实验验证.对“变化的电场产生磁场”大多数采用理论分析说明,灌输给学生.教材及教参中也没有演示实验介绍,学生无法看到直观的演示现象,这样,不利于学生能力的培养.笔者分析原因认为:教材及教参对“变化的电场产生磁场”没有实验介绍是因为一般的变化电场产生的磁场比较弱,不足以使磁针发生偏转.也就是说,找不到一个较理想的变化电场来产生较强的磁场.笔者在教学中发现,用感应圈的放电柱与平行板电容器的两极板相连,通过平行板电容器内的电场变化可产生较强的磁场,从而使得处于其中的磁针发生偏转.[做法]用导线将感应圈的两个放电柱分别与平行板电容器的两块极板相连,感应圈接6～8V 的直流电,通过感应圈的通、断电使电容器极板上的电场发生变化,从而产生一个较强的磁场.是否产生新磁场可用小磁针来检验:将一枚小磁针事先放在电容器的两个极板间,在感应圈通、断电的瞬间小磁针由于受到新磁场的作用而偏离了原来的位置.在此实验中,小磁针的偏转可用实物投影把偏转现象放大.实验装置的示意图如图1所示.图1图1中木块起垫高作用,使小磁针与平行板电容器的铜板等高.实验中发现,每当通、断电时,小磁针就会发生较明显的偏转.显然,小磁针受到了除地磁场以外的其它磁场对它的作用力.这个磁场只能是在通、断电时平行板电容器间的变化电场产生的.因此,实验证明变化的电场的确可以产生磁场.此实验的效果相当好,大大地激发了学生的学习积极性.为什么用感应圈给电容器充、放电可以产生较强的磁场?这牵涉到感应圈的结构及工作原理.如图2是感应圈的内部结构示意图.其主要部分是在铁芯上用较粗的绝缘金属线绕成圈数不多的原线圈L 1,在原线圈L 1的外面,套上一个用几千圈绝缘性能良好的细金属线绕成的副线圈L 2,副线圈L 2两端分别接到放电柱上.图2其工作原理如图3所示.当拨动转换开关ZK 至1、2接点位置时,电源接通,电流通过ZK 1,DK 、原线圈L 1、ZK 2返回电源,构成原线圈边回路.这时,铁芯被磁化,吸引断续器DK 簧片,使原线圈L 1断路.原线圈边无电流通过,铁芯失磁,DK 簧片返回,电流再度接通.这样,借助断续器DK 的作用,在原线圈L 1里出现断图3续的电流,引起铁芯磁通量的交替变化.若通、断电时电流变化率较大,可使放电柱间的空气击穿而放电,放电时的电流呈脉动状单向直流.但是,在本实验中,我们不需要放电柱放电,而是把放电柱用导线与平行板电容器的两极板相连,使感应出的几万伏高压降落在电容器极板上,在两极板间产生强电场.然后,通过通、断电使电容器间的电场产生变化.这样,这个变化的电场可产生较强的磁场,使得小磁针偏离了原—42—V ol.24N o.4 物　理　教　师 第24卷第4期　(2003) PHY SICS TE ACHER 2003年　提高“用油膜法估测分子的大小”实验成功率的探讨张丽英　吴新民(云南省建水第一中学,云南建水　654300) “油膜法估测分子大小”是高中物理新大纲增设的学生分组实验.本实验能使学生对分子运动理论的内容增加理解和感受.实验研究的对象是油酸(C17H33 C OOH)在水面上形成的油膜.实验原理是:当把一滴用酒精稀释过的油酸滴在水面上时,油酸就在水面上散开,其中酒精溶于水中,并很快挥发,剩下一层油酸薄膜浮于水面.油酸(C17H33C OOH)中的烃基C17H33———与水没有亲合力要冒出水面,羧基———C OOH因对水有很强的亲合力被水吸引,就留在水里.这样油酸分子一个个直立在水面上形成单分子厚度的油膜.实验只要知道油膜的体积并测出油膜的面积,即可根据计算式d=V/S估算出油酸分子的直径.我校高二年级首开本实验.配用的仪器是杭州之江光学仪器厂生产的油膜实验器(标准代号:Q/ HZG57—2001),水盘是直径为22cm,面积为380cm2的圆盘.用注射器做滴管,其针筒容积为3m L,针头为6号针头.稀释的油酸浓度为1/500.用的粉是市售痱子粉.我校高二年级10个教学班,共有学生600多人,每班约分30个小组,每组2-3人,实验反馈的结果使我们非常震惊.测得油酸分子大小数量级在10-10m-10-8m范围内的学生还不到50%!有的小组一次都没做成功,有的小组一次成功,一次又不成功.有的班级成功率高,有的班级成功率低.一个新开的学生实验做成如此结果,促使我们下决心进行研究和分析.笔者经过多次反复实验,并了解了部分学生的实验情况,发现了一些应注意的问题.鉴于有些问题在有关刊物上已有同行指出过,故下面列出的仅是我们发现的问题中的一部分.1　水盘的选择盘子为深色(最好是黑色)为好(大小可依油酸浓度的配制而定).因为水是无色透明的,而痱子粉是白色的,这样可增大黑白对比度,使油膜面积的测量较为准确.2　水的深度在1～2cm之间为宜,水太浅了痱子粉散不开,而太深时倒进去的水不能很快静止,学生们性急,又赶时间,痱子粉撒上后,由于水的流动使粉末也运动,扩散后油膜形状不稳定、不规则,面积测量误差大,故要提醒学生待水静止后才开始撒粉.3　水的温度这是一个容易忽略的问题.引起我们注意的原因是上午几个班做实验时,先做的几个班较好,越后的班级越差.而我们用的水是自来水管里面的水,水管暴露在外受太阳光的照射.后来我们用不同温度的水反复做实验,证实水温确实会影响成功率.一般来说,水温不能太高(最好低于35℃),水温高了的结果是粉撒下后不稳定,油膜扩散后的形状也不稳定,使面积变得不规则,奇形怪状,难于测量,测出来误差就大.这可能是水温高,水分子运动太激烈的缘故.4　撒粉的方法(1)只须撒在盘的中央.方法是用手拈一点痱子粉,手在盘中央的正上方20cm左右处轻轻地撒下即可,不必到处都撒,粉自己会散开.(2)绝不能撒得太多,不然粉太厚,油膜扩散时推不开,油膜扩散的面积很小,只是形成一个小窟窿,或几条裂缝,导致实验完全失败.5　滴油酸的方法来的位置.由于利用的是将感应的高电压直接降落在电容器的两个极板上,而不让其放电.因此,在实验中应注意平行板电容器的两极板间的距离不能太小(一般为20 cm左右),以避免放电;其次,应注意平行板电容器两块极板与小磁针的位置,避免变化电场产生的新磁场与地磁场的方向一致,而出现小磁针不偏离原来方向的情况,发生无新磁场产生的错觉;另外,在实验中应注意安全,撤掉仪器前应先将电容器放电,以防高压电击.(收稿日期:2002-10-31)—52—第24卷第4期 物　理　教　师 V ol.24N o.4　2003年 PHY SICS TE ACHER (2003)。

电磁场与电磁波【教学目标】1．初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想。

2．了解电磁波的产生和电磁波的特点。

3．了解电磁场的物质性。

4．了解麦克斯韦电磁场理论在物理学发展史上的意义。

【教学重难点】1．电磁振荡中电场能和磁场能的转化。

2．麦克斯韦电磁场理论的基本内容。

【教学过程】一、新课导入1．打开收音机的开关，转动选台旋钮，旋到使收音机收不到电台的频道，然后开大音量。

在收音机附近，将电池盒的两根引线反复碰撞，你会听到收音机中发出“喀喀”的响声。

为什么会产生这种现象呢？打开电扇，将它靠近收音机，看看又会怎样。

提示：电磁波是由电磁振荡产生的，在收音机附近，将电池盒两引线反复碰触，变化的电流产生变化的磁场，变化的磁场产生变化的电场，这样会发出电磁波，从而导致收音机中发出“喀喀”声。

若将转动的电扇靠近收音机，因为电扇中电动机内通有交变电流，电动机的运行同样会引起收音机发出“喀喀”声。

2．复习电磁振荡的周期和频率：（1）电磁振荡的周期T：电磁振荡完成一次周期性变化所用的时间。

（2）电磁振荡的频率f：1s内完成周期性变化的次数。

（3）LC回路的周期公式。

周期公式：T=2π√LC。

其中：周期T、自感系数L、电容C的单位分别是秒（s）、亨利（H）、法拉（F）。

二、新课教学（一）电磁场1．变化的磁场产生电场即使在变化的磁场中没有闭合电路，也同样要在空间产生电场。

2．变化的电场产生磁场逐步深入讲解：1．均匀变化的磁场产生稳定的电场；非均匀变化的磁场产生变化的电场。

周期性变化的磁场产生同频率周期性变化的电场。

2．均匀变化的电场产生稳定的磁场；非均匀变化的电场产生变化的磁场。

周期性变化的电场产生同频率周期性变化的磁场。

英国物理学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象成果的基础上，建立了完整的电磁场理论。

可定性表述为变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分离的统一场，这就是电磁场。

（二）电磁波紧接着电磁场进行讲述：1．电磁波的产生：变化的电场和磁场由近及远地向周围传播，形成了电磁波。

重合, 一导体棒MN沿x方向以速度v匀速向右滑动, 设t=0 时 x=0, 求框内的感应电动势的变化规律.
y B M
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第十一章 变化的磁场和变化的电场
• 电磁感应定律中的负号反映了感应电动势的方向与 磁通量变化状况的关系, 是楞次定律的数学表示.
Φ0
Φ0 符号法则：
1. 对回路L任取一绕行方向.
i
N S
N S
i
2.
当回路中的磁感线方向 与回路的绕行方向成右
线圈绕行方向
SE感 dS0
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第十一章 变化的磁场和变化的电场
四、感生电动势的计算
1) 若磁场在空间分布具有对称性, 在磁场中导体又不构 成闭合回路, 可先求出空间感生电场分布, 再由定义式求 出导体上的感生电动势.
2) 若导体为闭合回路, 或虽不闭合, 但可通过辅助线构 成闭合回路, 这时可直接利用法拉第电磁感应式求解.
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第十一章 变化的磁场和变化的电场
11－1 电磁感应定律 11－2 动生电动势和感生电动势 11－3 自感和互感 11－4 磁场的能量 *11－5 电感和电容电路的暂态过程 11－6 位移电流 11－7 麦克斯韦方程
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第十一章 变化的磁场和变化的电场

1．在均匀各向同性线性媒质中，设媒质的导磁率为μ，则磁感应强度B 和磁场H 满足的方程为： 。

2．设线性各向同性的均匀媒质中，02=∇φ称为 方程。

3．时变电磁场中，数学表达式H E S⨯=称为 。

5．矢量场)(r A 穿过闭合曲面S 的通量的表达式为： 。

7．静电场是无旋场，故电场强度沿任一条闭合路径的积分等于 。

8．如果两个不等于零的矢量的 等于零，则此两个矢量必然相互垂直。

9．对平面电磁波而言，其电场、磁场和波的传播方向三者符合 关系。

10．由恒定电流产生的磁场称为恒定磁场，恒定磁场是无散场，因此，它可用 函数的旋度来表示。

二、简述题11．已知麦克斯韦第二方程为t B E ∂∂-=⨯∇ ，试说明其物理意义，并写出方程的积分形式。

12．试简述唯一性定理，并说明其意义。

13．什么是群速？试写出群速与相速之间的关系式。

14．写出位移电流的表达式，它的提出有何意义？一、填空题1．在均匀各向同性线性媒质中，设媒质的介电常数为ε，则电位移矢量D 和电场E 满足的方程为： 。

2．设线性各向同性的均匀媒质中电位为φ，媒质的介电常数为ε，电荷体密度为V ρ，电位所满足的方程为 。

3．时变电磁场中，坡印廷矢量的数学表达式为 。

4．在理想导体的表面，电场强度的 分量等于零。

5．表达式()S d r A S ⋅⎰称为矢量场)(r A 穿过闭合曲面S 的 。

7．静电场是保守场，故电场强度沿任一条闭合路径的积分等于 。

8．如果两个不等于零的矢量的点积等于零，则此两个矢量必然相互 。

9．对横电磁波而言，在波的传播方向上电场、磁场分量为 。

10．由恒定电流产生的磁场称为恒定磁场，恒定磁场是 场，因此，它可用磁矢位函数的旋度来表示。

二、简述题11．试简述磁通连续性原理，并写出其数学表达式。

12．简述亥姆霍兹定理，并说明其意义。

13．已知麦克斯韦第二方程为S d t B l d E S C ⋅∂∂-=⋅⎰⎰，试说明其物理意义，并写出方程的微分形式。

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第四节 麦克斯韦电磁场理论的建立 二.电磁场也是物质 电磁场物质性的表现：
1.电磁场可以给处于场中的电荷以力的作用； 2.电磁场可以对外做功，说明电磁场具有能； 3.电磁感应等现象说明电磁场有与其他物质相互作用的
属性。
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；宁波象山出海捕鱼 宁波象山出海捕鱼 ；
不影响其存在和意义。 地址是死的，地点是活的。地址仅仅被用以指示与寻找，地点则用来生活和体验。 安东尼·奥罗姆是美国社会学家，他有个重大发现：现代城市太偏爱“空间”却漠视“地点”。在他看来，地点是个正在消失的概念，但它担负着“定义我们生存状态”的使命。 “地点是人类活动最重要、最基本的发生地。没有地点，人类就不存在。” 其实，“故乡”的全部含义，都将落实在“地点”和它养育的内容上。简言之，“故乡”的文化任务，即演示“一方水土一方人”之逻辑，即探究一个人的身世和成长，即追溯他那些重要的生命特征和精神基因 之来源、之出处。若抛开此任务，“故乡”将虚脱成一记空词、一朵谎花。 当一位长辈说自个儿是人时，脑海里浮动的一定是由老胡同、四合院、五月槐花、前门吆喝、六必居酱菜、月盛斋羊肉、小肠陈卤煮、王致和臭豆腐组合成的整套记忆。或者说，是京城喂养出的那套热气腾腾的 生活体系和价值观。而今天，当一个青年自称人时，他指的一定是户籍和身份，联想的也不外乎“房屋”“产权”“住址”等信息。 前者在深情地表白故乡和生壤，把身世和生涯融化在了“”这一地点里。后者声称的乃制度身份、法定资格和书持有权，不含感情元素和精神成分。 3 让 奥罗姆生气的是他的祖国，其实，“注重空间、漠视地点”的生存路线，在当下中国演绎得更赤裸露骨、如火如荼。 “空间”的本能是膨胀和扩张，它有喜新厌旧的倾向；“地点”的秉性是沉静和忠诚，无形中它支持保守与稳定。二者的遭遇折现在城市变迁中，即城区以大为能、建筑 以新为尚，而熟悉的地点和传统街区，正承受垃圾的命运。其实，任何更新太快和丧失边界的事物，都是可怕的，都有失去本位的危险，都是对“地点”的伤害。像今天的、、，一个人再把它唤作“故乡”，恐怕已有启齿之羞 一方面，大城欲望制造的无边无际，使得任何人都只能消费 其极小一部，没人能再从整体上把握和介入它，没人再能如数家珍地描叙和盘点它，没人再能成为名副其实的“老人”。 另一方面，由于它极不稳定，容颜时时变幻，布局任意涂改，无相对牢固和永久的元素供人体味，一切皆暂时、偶然，沉淀不下故事于是你记不住它，产生不了依赖 和深厚情怀。总之，它不再承载光阴的纪念性，不再对你的成长记忆负责，不再有记录你身世的 功能。 面对无限放大和变奏、一刻也不消停的城市，谁还敢自称其主？ 所有人皆为过客，皆为陌生人，你的印象跟不上它的整容。而它的“旧主”们，更成了易迷路的“新人”，在，许多 生于斯、长于斯的长者，如今很少远离自己的那条街，为什么？怕回不了家！如此无常的城市里，人和地点间已失去了最基本的约定，同一位置，每年、每月、每周看到的事物都闪烁不定，偶尔，你甚至不如一个刚进入它的人了解某一部位的现状，有一回，我说广内大街有家馆子不错， 那个在京开会的朋友摇摇头，甭去了，拆了。我说怎么会呢？上月我还去过啊。朋友笑道，昨天刚好从那儿过，整条街都拆了。我叹息，那可是条古意十足的老街啊。 吹灯拔蜡的扫荡芟除，无边无际的大城宏图，千篇一律的整容模板 无数“地点”在失守，被更弦易帜。 无数“故乡” 在沦陷，被连根拔起。 何止城池，中国的乡村也在沦陷，且以更惊人 的速度坠落。因为它更弱，更没有重心和屏障，更乏自持力和防护性。我甚至怀疑：中国还有真正的乡村和乡村精神吗？ 央视所谓“魅力小镇”的评选，不过是一台走秀，是在给遗墟颁奖。那些古村名镇，只是没来 得及脱旗袍马褂，里头早已是现代内衣或空空荡荡。在它们身上，我似乎没觉出“小镇”该有的灵魂、脚步和炊烟那种与城市截然不同的生活美学和心灵秩序。 天下小镇，都在演出，都在伪装。 真正的乡村精神 那种骨子里的安详和宁静，是装不出来的。 4 “我回到故乡即胜利。” 自然之子叶赛宁如是说。 沈从文也说：“一个士兵要么战死沙场，要么回到故乡。” 他们算是幸运，那个时代，故乡是不死的。至少尚无征兆和迹象，让游子担心故乡会死。 是的，丧钟响了。是告别的时候了。 每个人都应赶紧回故乡看看，赶在它整容、毁容或下葬之前。 当然还有 个选择：永远不回故乡，不去目睹它的死。 我后悔了。我去晚了。我不该去。 由于没在祖籍生活过，多年来，我一直把70年代随父母流落的小村子视为故乡。那天梳理旧物，竟翻出一本自己的初中作文，开篇为《回忆我的童年》。 “我的童年是在乡下度过的。那是一个群山环抱、山 清水秀的村庄，有哗哗的小溪、神秘的山洞、漫山遍野的金银花傍晚时分，往芦苇荡里扔一块石头，扑棱棱，会惊起几百只大雁和野鸭盛夏降临，那是我最快乐的季节。踩着火辣辣的沙地，顶着荷叶跑向水的乐园。村北有一道宽宽的水坡，像一张床，长满了碧绿的青苔，坡下是一汪深潭， 水中趴着圆圆巨石，滑滑的，像一只只大乌龟露出的背，是天然的游泳池 ” 坦率说，这些描写一点没掺假。多年后，我遇到一位美术系教授，他告诉我，30年前，他多次带学生去胶东半岛和沂蒙山区写生，还路过这个村子。真的美啊，他一口咬定。其实不仅它，按美学标准，那个年代 的村子皆可入画，皆配得上陶渊明的那首“暧暧远人村，依依墟里烟。狗吠深巷中，鸡鸣桑树颠”。 几年前，金银花开的仲夏，我带夫人去看它，亦是我30年来首次踏上它。 一路上，我不停地描绘她将要看到的一切，讲得她目眩神迷，我也沉浸在“儿童相见不相识，笑问客从何处来” 的想象与感动中。可随着刹车声，我大惊失色，全不见了，全不见了，找不到那条河、那片苇塘，找不到虾戏鱼溅的水坡，找不到那一群群龟背代之的是采石场，是冒烟的砖窑，还有路边歪斜的广告：欢迎来到大理石之乡。 和于坚一样，我成了说谎者、吹嘘者、幻觉症病人。 5 没有故 乡，没有身世，人何以确认自己是谁、属于谁？ 没有地点，没有路标，人如何称从哪里来、到哪里去？ 这个时代，不变的东西太少了，慢的东西太少了，我们头也不回地疾行，而身后的脚印、村庄、影子，早已无踪。 我们唱了一路的歌，却发现无词无曲。 我们走了很远很远，却忘了 为何出发。 古典之殇 1 “今人不见古时月，今月曾照古时人。” 然而，多少古人有过的，今天的视野中却杳无了。 比如古诗词中的盛大雪况：“隔牖风惊竹，开门雪满山”“夜深知雪重，时闻折竹声” 吾等之辈，虽未历沧海桑田，但一夜忽至的“千树万树梨花开”，还是亲历过的。 满嘴冰激凌的现代孩子，谁堆过雪人？谁滚过雪球？令之捧着课本吟诵“燕山雪花大如席”，会不会牙疼呢？ 没有雪的冬天，还配得上叫“冬”吗？ 流逝者又何止雪？在新辈人眼里，不知所云的“古典”比比皆是 立于黄河枯床上，除了唇干舌燥，除了满目的干涸与皴裂，你纵有天才 想象，又如何模拟出“黄河之水天上来”的磅礴？谁还能托起李太白心中的汪洋与豪迈？除了疑心古人夸饰矫伪、信口开河，还会作何想呢？ 今天的少年真够不幸的。父辈把祖先的文学遗产交其手上，却没法把诞生那些佳句的空间和现场一并予之，当孩子动情地吟哦时，还能找到多少 相配的物境和诗意？如果说，今日中年人，还能使出吃奶的劲去想象一把“落霞与孤鹜齐飞，秋水共长天一色”（毕竟其孩提时，大自然尚存一点原汁，他还有残剩的经验可依），那其儿女们，连这点怀旧的资本都没了，连遐想的云梯都搭不起，连残羮都讨不上了。 或许不久后，这般 猜测古文课的尴尬亦不为过 一边是秃山童岭、雀兽绝迹，一边是“两个黄鹂鸣翠柳，一行白鹭上青天”的书声朗朗；一边是泉涸池干、枯禾赤野，一边是“西塞山前白鹭飞，桃花流水鳜鱼肥”的遍遍抄写；一边是霾尘浊日、黄沙漫天，一边是“山光悦鸟性，潭影空人心”的诗情画意这 是何等遥远之追想、何等费力之翘望啊。明明“现场”荡然无存，现实空间中全无对应物，却要少年人硬硬地抒情和陶醉，这岂非无中生有、画饼充饥？这不荒唐、不悲怆么？ 古典场景的缺席，不仅意味着风物之夭折，更意味着众多美学信息与精神资源的流逝。不久，对原版大自然丧 失想象力的孩子，将对古籍中那些伟大的美学华章和人文体验彻底不明就里，如坠雾中。 2 温习一下这随手撷来的句子吧：“水光潋滟晴方好，山色空蒙雨亦奇”“谢公宿处今尚在，渌水荡漾清猿啼” 那样的户外，那样的四季若荷尔德林之“诗意栖息”成立的话，至少这天地洁净乃必 需罢。可它们今天在哪儿呢？那“人行明镜中，鸟度屏风里”的天光明澈、那“长安一片月，万户捣衣声”的皎夜寂静今安在？ 从审美资源上讲，古代要比当今富饶得多、朴素而优雅得多。地球自35亿年前诞现生命以来，约有5亿种生物栖居过，今多已绝迹。在地质时代，物种的自然消 亡极缓鸟类平均300年一种，兽类平均8000年一种。如今呢？联合国环境规划署推测说：上世纪末，每分钟至少一种植物灭绝，每天至少一种动物灭绝。这是高于自然速率上千倍的“工业速度”，屠杀速度！ 多少珍贵的动植物永远地沦为了标本？多少生态活页从视野中被硬硬撕掉？多少 诗词风光如《广陵散》般成了遥远的绝唱？ “蒹葭苍苍，白露为霜”“呦呦鹿鸣，食野之苹”“关关雎鸠，在河之洲”“河水清且涟漪” 每每抚摸这些《诗经》句子，除了对美的隐隐动容，内心总有一股冰凉的颤栗和疼痛。因为这份荡人心魄的上古风情，已无法再走出纸张永远！人类 生活史上最纯真的童年风景、人与自然最相爱的蜜月时光，已挥兹远去。或者说，她已遇难。 由于丧失“现场”，人类正在丧失经典，丧失重温和体验她的能力。我们只能像眺望“月桂娥影”一样待之，却不再真的拥有。 阅读竟成了挽歌，竟成了永诀和追悼，难道不该放声痛哭吗？ 3 语文课本中的诸多游记，无论赏三峡、登黄山，还是临赤壁、游褒禅及徐霞客的足迹除了传递水墨画般的自然意绪，更有着“遗址”的凭吊含义，更有“黄鹤杳去”的祭奠意味。我们在对之阐释时，难 道只会停留在汉语字解上？（比如“蒹葭”“雎鸠”，除了“某植物”“某水鸟”， 再也领略不出别的了？）除了挖掘莫须有的政治伦理，就不为大自然的鬼斧神工而油生敬畏和感激？除了匆匆草草的娱情悦性，就涤荡不出“挥别”的忧愤来？ 我想建议老师：为何不问问孩子，那些美丽的“雎鸠”“鹿鸣”哪儿去了？何以再不见它们的身影？甚至促之去想：假若诗人 来到当代，他又会有何遇？作何感？发何吟？难道，这不会在孩子

4电磁波的发现及应用[学习目标] 1.了解麦克斯韦电磁场理论的基本内容以及在物理学发展史上的意义.2.了解电磁波的基本特点及其发现过程，通过电磁波体会电磁场的物质性．(重点)3.理解振荡电流、振荡电路及LC电路的概念，了解LC回路中振荡电流的产生过程．(难点)4.了解电磁振荡的周期与频率，会求LC电路的周期与频率．一、电磁波的发现1．麦克斯韦电磁理论的两个基本假设(1)变化的磁场能够在周围空间产生电场(如图甲所示)．(2)变化的电场能够在周围空间产生磁场(如图乙所示)．2．电磁场：变化的电场和变化的磁场交替产生，形成不可分割的统一体，称为电磁场．3．电磁波(1)电磁波的产生：变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场是由近及远地传播的，这种变化的电磁场在空间的传播称为电磁波．(2)电磁波的特点：①电磁波是横波，电磁波在空间传播不需要介质；②电磁波的波长、频率、波速的关系：v＝λf，在真空中，电磁波的速度c＝3．0×108m/s.(3)电磁波能产生反射、折射、干涉和衍射等现象．4．赫兹的电火花(1)赫兹实验的分析和高压感应线圈相连的抛光金属球间产生电火花时，空间出现了迅速变化的电磁场，这种变化的电磁场以电磁波的形式传到了导线环，导线环中激发出感应电动势，使与导线环相连的金属球间也产生了电火花．这个导线环实际上是电磁波的检测器．结论：赫兹实验证实了电磁波的存在，检验了麦克斯韦电磁场理论的正确性．(2)赫兹的其他成果赫兹观察到了电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象．测量证明了电磁波在真空中具有与光相同的速度c，证实了麦克斯韦关于光的电磁场理论．二、电磁振荡1．振荡电流：大小和方向都随时间做周期性迅速变化的电流．2．振荡电路：能够产生振荡电流的电路．最基本的振荡电路为LC振荡电路．3．电磁振荡：在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量，电路中的电流，电场和磁场周期性相互转变的过程也就是电场能和磁场能周期性相互转化的过程．4．电磁振荡的周期与频率(1)周期：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间．(2)频率：1 s内完成周期性变化的次数．振荡电路里发生无阻尼振蒎时的周期和频率分别叫作固有周期、固有频率．(3)周期和频率公式：T＝2πLC，f＝12πLC.1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)变化的电场一定产生变化的磁场．(×)(2)恒定电流周围产生磁场，磁场又产生电场．(×)(3)电磁波和光在真空中的传播速度都是3.0×108 m/s. (√)(4)麦克斯韦预言并验证了电磁波的存在．(×)(5)在振荡电路中，电容器充电完毕磁场能全部转化为电场能．(√)2．下列关于电磁波的叙述中，正确的是()A．电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播B．电磁波在任何介质中的传播速度均为3×108 m/sC．电磁波由真空进入介质传播时，波长变短D．电磁波不能产生干涉、衍射现象E．电磁波具有波的一切特征ACE[电磁波是交替产生呈周期性变化的电磁场由发生区域向远处传播而产生，故A项正确；电磁波只有在真空中传播时，其速度为3×108m/s，故B 项不正确；电磁波在传播过程中其频率f不变，由波速公式v＝λf知，由于电磁波在介质中的传播速度比在真空中的传播速度小，所以可得此时波长变短，故C 正确；电磁波是一种波，具有波的一切特性，能产生干涉、衍射等现象，故E 项正确，D项不正确．]3.如图所示，LC电路的L不变，C可调，要使振荡的频率从700 Hz变为1 400 Hz，则把电容________到原来的________．[解析]由题意，频率变为原来的2倍，则周期就变为原来的12，由T＝2πLC，L不变，当C＝14C0时符合要求．[答案]减小1 4对电磁波的理解1.如果在空间某处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．2．对麦克斯韦电磁场理论的理解恒定的电场不产生磁场恒定的磁场不产生电场均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场振荡电场产生同频率的振荡磁场振荡磁场产生同频率的振荡电场机械波电磁波研究对象力学现象电磁现象周期性变化的物理量位移随时间和空间做周期性变化电场强度E和磁感应强度B随时间和空间做周期性变化传播传播需要介质，波速与介质有关，与频率无关传播无需介质，在真空中波速总是c，在介质中传播时，波速与介质及频率都有关系产生由质点(波源)的振动产生由周期性变化的电流(电磁振荡)激发干涉可以发生可以发生衍射可以发生可以发生横波可以是是纵波可以是不是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变化的电场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E．磁场周围一定存在电场ABC[]电磁波的特点(1)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．(2)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．(3)电磁波可以在真空中传播，向外传播的是电磁能．1．关于电磁波，下列说法正确的是()A．只要有电场和磁场，就能产生电磁波B．电磁波在真空和介质中传播速度不相同C．均匀变化的磁场能够在空间形成电磁波D．赫兹证明了电磁波的存在E．电磁波在真空中具有与光相同的速度BDE[若只有电场和磁场，而电场和磁场都稳定或电场、磁场仅均匀变化都不能产生电磁波，A、C错；光也是电磁波，在真空和介质中传播的速度不同，可判断B、E正确；赫兹证明了电磁波的存在，D项正确．]电磁振荡1.时刻(时间) 工作过程q E i B 能量0→T4放电过程q m→0E m→00→i m0→B m E电→E磁T 4→T2充电过程0→q m0→E m i m→0B m→0E磁→E电T 2→3T4放电过程q m→0E m→00→i m0→B m E电→E磁3T4→T 充电过程0→q m0→E m i m→0B m→0E磁→E电3．板间电压u、电场能E E、磁场能E B随时间变化的图象(如图所示)u、E E规律与q-t图象相对应；E B规律与i-t图象相对应4．分类分析(1)同步关系在LC振荡回路发生电磁振荡的过程中，电容器上的物理量：电量q、电场强度E、电场能E E是同步变化的，即：q↓→E↓→E E↓(或q↑→E↑→E E↑)振荡线圈上的物理量：振荡电流i、磁感应强度B、磁场能E B也是同步变化的，即：i↓→B↓→E B↓(或i↑→B↑→E B↑)(2)同步异变关系在LC振荡过程中，电容器上的三个物理量q、E、E E与线圈中的三个物理量i、B、E B是同步异向变化的，即q、E、E E同时减小时，i、B、E B同时增大，且它们的变化是同步的，也即：q、E、E E↑同步异向变化,i、B、E B↓.注意：自感电动势E的变化规律与q-t图象相对应．【例2】LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，则下列说法正确的是()A．若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电B．若电容器正在充电，则电容器下极板带正电C．若电容器上极板带正电，则线圈中电流正在增大D．若电容器正在放电，则自感电动势正在阻碍电流增大E．若电容器正在充电，则自感电动势正在阻碍电流增大BCD[本题考查各物理量发生变化的判断方法．由电流的磁场方向和安培定则可判断振荡电流方向，由于题目中未标明电容器两极板的带电情况，可分两种情况讨论：(1)若该时刻电容器上极板带正电，则可知电容器处于放电阶段，电流增大，则C对，A错；(2)若该时刻电容器下极板带正电，可知电容器处于充电状态，电流在减小，则B对，由楞次定律可判定D对E错．故正确答案为BCD.]解决电磁振荡问题的基本思路分析电磁振荡的过程时，可以结合图象，这样会使问题更直观．首先依据题意找出振荡图象的初状态，然后画出其电流或电荷量随时间变化的图象，根据时间关系，可以大体找出该时刻在图象上对应的位置，从而确定处于充电还是放电状态，最后再依据充、放电过程中各物理量的变化规律求解具体问题．2.如图所示，L为一电阻可忽略的线圈，D为一灯泡，C为电容器，开关S 处于闭合状态，灯D正常发光，现突然断开S，并开始计时，画出反映电容器a 极板上电荷量q随时间变化的图象(q为正值表示a极板带正电)．[解析]开关S处于闭合状态时，电流稳定，又因L电阻可忽略，因此电容器C两极板间电压为0，所带电荷量为0，S断开的瞬间，D灯立即熄灭，L、C 组成的振荡电路开始振荡，由于线圈的自感作用，此后的T时间内，线圈给电容4器充电，电流方向与线圈中原电流方向相同，电流从最大逐渐减为0，而电容器极板上电荷量则由0增为最大，根据电流流向，此T时间里，电容器下极板b带4时间内，a极板带负电，由0增为最大．正电，所以此T4[答案]课堂小结知识脉络1.麦克斯韦电磁场理论的内容.2.电磁波的特点及其发现过程.3.振荡电路及振荡电流.4.电磁振荡的周期和频率.1．根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是()A．电场一定能产生磁场，磁场也一定能产生电场B．变化的电场一定产生磁场C．稳定的电场也可以产生磁场D．变化的磁场一定产生电场E．变化的电场和变化的磁场相互联系在一起，形成一个统一的、不可分割的电磁场BDE[根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场和变化的磁场相互联系在一起，形成一个统一的、不可分割的电磁场，E项正确；变化的电场一定产生磁场，稳定的电场不产生磁场，故A、C项错误，B项正确．同理知D正确．] 2．不能发射电磁波的电场是()ABC[由麦克斯韦电磁场理论，当空间出现恒定的电场时(如A图)，由于它不激发磁场，故无电磁波产生；当出现均匀变化的电场(如B图、C图时)，会激发出磁场，但磁场恒定，不会在较远处激发出电场，故也不会产生电磁波；只有周期性变化的电场(如D、E图)，才会激发出周期性变化的磁场，它又激发出周期性变化的电场……如此不断激发，便会形成电磁波．]3.根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场可以产生电场，当产生的电场的电场线如图所示时，可能是向上的磁场在________或向下的磁场在________．[解析]在电磁感应现象的规律中，当一个闭合电路中的磁通量发生变化时，回路中就有感应电流产生，回路中并没有电源，电流的产生是由于磁场的变化造成的．麦克斯韦把以上的观点推广到不存在闭合电路的情况，即变化的磁场产生电场．向上的磁场增强时，感应电流的磁场阻碍原磁场的增强而方向向下，根据安培定则可判断出感应电流方向如题图中E的方向所示，同理，当向下的磁场减小时，也会得到图中电场的方向．[答案]增强减弱。

Ψ LI
L 自感系数
如果回路周围不存在铁磁质，自感L是一个与电流I无关 ，仅由回路的匝数、几何形状和大小以及周围介质的磁 导率决定的物理量
解 通过面积元的磁通量
dΦ BdS 0I bdx
2π x
Φ dΦ la 0I bdx
l 2π x

0 Ib
2π
ln
l
l
a

I
v
a
l
b x
dx
（方向顺时针方向）


dΦ dt

0 Ib
2π

dl / l
dt a

dl
/ l
dt
电路中感应电动势提供的电 能是由外力做功所消耗的机
Pext Fextv IBlv P 械能转换而来的
(4) 感应电动势做功，洛伦兹力不做功？
F
V

(
f

f'
)

(v
v' )

f
v'
f'v
evBv'ev' Bv 0
洛伦兹力做功为零
F
f'
dt
（3）确定电动势的方向的方法
I 规定绕行方向 L，电动势与该方向一致时为正，否则为负
II 确定 m 的正负
III 根据法拉第定律确定电动势的方向
B
n
N
L S
Φ 0 dΦ 0 dt
如35
dΦm
dt
0

B
N
L n
S
Φ0 dΦ 0 dt
如 -3 -5 dΦm