人教版选修3-4第十四章 电磁波 14.1电磁波的发现 14.2电磁振荡 14.3电磁波的发射和接收 【解析答案】

第十四章电磁波多年来,《永不消失的电波》《谍影》《保密局的枪声》《羊城暗哨》《英雄虎胆》《潜伏》《风声》等电影或电视剧都曾风靡大江南北,这些电影或电视剧都属于谍战片。

在这些谍战片中,英勇机警的地下工作者都有一个和地下组织联系的重要工具——发报机。

图示是某博物馆收藏的抗战时期地下工作者所用的一种极其简单的发报机。

你想了解发报机的工作原理吗?你想知道对方是怎样接收到信息的吗?你想搞清楚在发射或接收过程中需要哪些基本的步骤吗?在本章我们来重点解决这些问题。

课时14.1电磁波的发现电磁振荡1.了解发现电磁波的历史背景,了解麦克斯韦电磁场理论的主要观点,知道电磁波的概念及通过电磁波体会电磁场的物质性。

2.体验赫兹证明电磁波存在的实验过程及实验方法,领会物理实验对物理学发展的意义。

3.通过对电磁振荡的实验观察,体会LC电路中电荷、电场、电流、磁场的动态变化过程及其相关物理量的变化情况,了解电磁波的产生过程。

4.了解LC振荡电路固有周期和固有频率的公式,了解实际生产、生活中调节振荡电路频率的基本方法。

重点难点:麦克斯韦电磁场理论,电磁振荡及LC振荡电路的工作过程。

教学建议:通过本节的学习,要对电磁场的理论有初步的定性了解。

了解电磁场理论建立的历史过程,使学生体会麦克斯韦电磁场理论的基本思想在物理学发展中的理论意义,体会科学家研究物理问题的思想方法。

关于电磁振荡的学习,可以从演示着手,使学生获得一些感性认识后再学习LC振荡电路和振荡电流,了解在各个阶段电场能、电荷量、电压、电流、磁感应强度和磁场能的变化规律。

导入新课:如果说广播、电视给人们带来了休闲和娱乐,那么迅猛发展的移动通讯更加方便了人们的生活,它以通讯方式缩短了人们之间的距离,同时还兼容了休闲娱乐功能来丰富人们的生活。

当你在享受科技给生活带来的便捷时,你是否思考过电视广播、移动通讯的工作原理?你是否知道电磁波是怎样发现的?1.电磁波的发现(1)电磁波的预言第一个预言电磁波的是①英国(填一国家名)物理学家麦克斯韦。

1电磁波的发现2 电磁振荡一、麦克斯韦的电磁场理论及对电磁波的预言1．麦克斯韦电磁场理论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．2．麦克斯韦对电磁波的预言如果在空间某区域内有周期性变化的电场,那么这个变化的电场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,由近及远向周围传播，形成了电磁波．3．电磁波的特点（1）电磁波中的电场强度与磁感应强度互相垂直,而且二者均与波的传播方向垂直，因此电磁波是横波．(2)电磁波在真空中传播的速度等于光速c，光的本质是电磁波．4．赫兹的实验(1）赫兹利用如图的实验装置，证实了电磁波的存在．（2）赫兹的其他实验成果：赫兹通过一系列的实验，观察到了电磁波的反射、折射、干涉、衍射和偏振现象,并通过测量证明，电磁波在真空中具有与光相同的速度，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论．北京时间2011年11月3日凌晨,“神舟”八号飞船与“天宫”一号目标飞行器实现刚性连接，形成组成体，中国载人航天首次空间交会对接试验获得成功．“神舟”八号与“天宫"一号交会对接的成功意味着我国成为继美国、俄罗斯后，第三个独立掌握航天交会对接技术的国家．因此，“天宫"一号与“神八”这次太空中的亲密接触,不仅奠定了中国载人航天技术在世界上的一席之地，也使中国未来空间站的组装和建造成为可能．“神八”与“天宫”一号的对接过程是在地面控制中心的科学家们的指挥下完成的，地面控制中心与“神舟”八号和“天宫”一号相距如此之远，他们是如何完成控制指令的传输的?提示：借助于电磁波．二、电磁振荡的产生1．振荡电流和振荡电路（1）振荡电流:大小和方向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，最简单的振荡电路为LC振荡电路．2．电磁振荡的过程放电过程：由于线圈的自感作用,放电电流由零逐渐增大，电容器极板上的电荷逐渐减少，电容器里的电场逐渐减弱，线圈的磁场逐渐增强,电场能逐渐转化为磁场能,振荡电流逐渐增大，放电完毕,电流达到最大，电场能全部转化为磁场能．充电过程：电容器放电完毕后,由于线圈的自感作用，电流保持原来的方向逐渐减小,电容器将进行反向充电，线圈的磁场逐渐减弱，电容器里的电场逐渐增强，磁场能逐渐转化为电场能,振荡电流逐渐减小，充电完毕，电流减小为零，磁场能全部转化为电场能．此后，这样充电和放电的过程反复进行下去．3．电磁振荡的实质在电磁振荡过程中，电容器极板上的电荷量，电路中的电流，与振荡电流相联系的电场和磁场都在周期性地变化，电场能和磁场能周期性地转化．打开收音机的开关,转动选台旋钮，使收音机收不到电台的广播，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(如图)，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，将电池盒的两引线反复碰触,变化的电流产生变化的磁场，变化的磁场产生变化的电场，这样会形成电磁波，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流电，发动机的运行同样会引起收音机发出“喀喀”声．三、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需要的时间．2．电磁振荡的频率f：1 s内完成周期性变化的次数．3．LC电路的周期(频率)公式周期、频率公式：T＝2π错误!，f＝1/（2π错误!)，其中：周期T、频率f、自感系数L、电容C的单位分别是秒（s)、赫兹（Hz）、亨利（H)、法拉(F）．某LC振荡电路,线圈的自感系数可从0.1 mH变到4 mH，电容器的电容可从4 pF变到90 pF.该电路振荡的最高频率是多少？最低频率是多少？答案：8.0×106 Hz 2。