高中物理-电磁场和电磁波

电磁场和电磁波是物理学中的两个基本概念。

电磁波和电磁场有什么区别？
电磁场
一般来说，电磁场是指相互联系的交变电场和磁场。

电磁场是带电粒子运动产生的物理场。

在电磁场中，磁场的任何变化都会产生电场，电场的任何变化也会产生磁场。

这种交变电磁场不仅可以存在于电荷、电流或导体周围，而且可以在空间中传播。

电磁场可以看作是电场和磁场之间的联系。

电场由电荷产生，运动电荷产生磁场。

什么是电磁波
电磁场的传播构成电磁波。

又称电磁辐射，例如，我们常见的电磁波有无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和r射线。

这些是电磁波，但是这些电磁波有不同的波长。

其中，无线电波的波长最长，R射线的波长最短。

另外，人眼能接收到的电磁波的波长通常在380到780纳米之间，这就是我们通常所说的可见光。

一般来说，只要物体本身的温度大于绝对零度（即零下273.15摄氏度），除了暗
物质外，还会发射电磁波。

然而，没有一个物体的温度低于-273.15℃，所以可以说我们周围的物体会发射电磁波。

电磁波以光速传播。

谁最先发现电磁波的？历史上，电磁波首先由詹姆斯·麦克斯韦在1865年预言，然后在1887年至1888年由德国物理学家海因里希·赫兹证实。

展开：
《电磁场与电磁波第四版》是高等教育出版社于2006年1月出版的一本书。

作者是谢丽和饶克金。

本书可作为普通高校电子信息、通信工程、信息工程等专业电磁场和电磁波课程的教材，也可供工程技术人员参考。

电磁场与电磁波总结首先，电磁场是由带电粒子所产生的一种物质的存在状态，它是电磁相互作用的媒介。

电磁场可以通过电流、电荷或者磁体来产生，它包括电场和磁场两个部分。

电场是由电荷引起的，它的强度和方向由电荷的性质和位置决定。

磁场是由电流或者磁体引起的，它的强度和方向由电流大小和方向或者磁体性质和位置决定。

电磁场可以用矢量表示，它具有能量、动量和角动量等物理量。

电磁波是电磁场的一种传播形式，它是由振荡的电场和磁场组成。

电磁波具有极高的传播速度，它在真空中的速度接近光速，约为3×10^8米每秒。

电磁波可以根据频率不同分为很多种类，包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。

不同频率的电磁波具有不同的性质和应用。

电磁场和电磁波具有许多特性和规律。

首先，电磁场遵循麦克斯韦方程组的规律，其中包括电场和磁场之间的关系、电荷和电流的守恒定律等。

电磁波是在麦克斯韦方程组的基础上通过推导得出的解。

其次，电磁场和电磁波在空间中传播时具有波动性质，它们可以发生折射、反射、干涉和衍射等现象。

电磁波的传播速度与频率和介质的性质有关。

当电磁波从一种介质传播到另一种介质时，会发生折射现象。

折射可以用斯涅尔定律来描述。

另外，电磁波的传播还受到衍射和干涉等现象的影响，这些现象对于解释电磁波的性质和应用具有重要意义。

电磁场和电磁波具有广泛的应用。

首先，无线通信是电磁波应用的重要领域之一、从无线电到移动通信，无线电波是信息传输的基础。

其次，电磁波在遥感和雷达中也发挥着重要作用。

通过接收和分析不同频率的电磁波，可以获取地球表面的信息，用于环境监测和资源探测等。

此外，电磁波还广泛用于医学诊断和治疗，如X射线和磁共振成像等。

除了应用领域，电磁场和电磁波的研究也对于理解物质结构和宇宙演化等问题具有重要意义。

总之，电磁场和电磁波是物理学中的重要概念，可以用来描述电磁现象和电磁辐射。

电磁场由电场和磁场组成，它可以通过电荷和电流来产生。

第14章电磁波相对论简介版块一知识点1变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场'电磁波的产生、发射、接收及其传播Ⅰ1.麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。

2．电磁场：变化的电场和变化的磁场总是相互联系成为一个完整的整体，这就是电磁场。

3．电磁波：电磁场（电磁能量）由近及远地向周围传播形成电磁波。

（1）电磁波是横波，在空间传播不需要介质。

（2）v＝λf对电磁波同样适用。

（3）电磁波能产生反射、折射、干涉和衍射等现象。

4．发射电磁波的条件（1）要有足够高的振荡频率；（2）电路必须开放，使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间。

5．调制：有调幅和调频两种方法。

6．电磁波的传播（1）三种传播方式：天波、地波、空间波。

（2）电磁波的波速：真空中电磁波的波速与光速相同，c＝3.0×108 m/s。

7．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相等时，激起的振荡电流最强，这就是电谐振现象。

（2）使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐，能够调谐的接收电路叫作调谐电路。

（3）从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程叫作检波，检波是调制的逆过程，也叫作解调。

8．电磁波的应用电视和雷达。

知识点2电磁波谱Ⅰ1.定义按电磁波的波长从长到短分布是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线，形成电磁波谱。

最强医用治疗知识点3狭义相对论的基本假设质速关系、质能关系' 相对论质能关系式Ⅰ1.狭义相对论的两个基本假设（1）狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的。

（2）光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，光速与光源、观测者间的相对运动没有关系。

2．相对论的质速关系（1）物体的质量随物体速度的增加而增大，物体以速度v 运动时的质量m 与静止时的质量m 0之间有如下关系： m ＝m 01－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2。

（2）物体运动时的质量m 总要大于静止时的质量m 0。

RR E r B d )(=(James Clerk Maxwell 1831-1879)在自由空间ρ = 0, J c = 0∇⋅ D = 0∂B ∇× E = − ∂t∇⋅B = 0 ∂D ∇× H = ∂t微分形式∇⋅ D = ρ∂B ∇× E = − ∂t∇⋅B = 0∂ ∂ ∂ ˆ ˆ ˆ ∇=i + j +k ∂x ∂y ∂z 22∂D ∇× H = Jc + ∂t在自由空间结合ρ = 0, J c = 0∇⋅ D = 0∂B ∇× E = − ∂t∇⋅B = 0 ∂D ∇× H = ∂t和D=εE B= μH∂ E ∇ E = με 2 ∂t2 2可以得到：∂ H ∇ H = με 2 ∂t2 2 2 2 2 2∂ ∂ ∂ 其中 ∇ = 2 + 2 + 2 ∂x ∂y ∂z23电、磁分量都具有波 动特征——电磁波！ 当电磁波沿x方向传播时结合D=εE B= μH∂ E ∇ E = με 2 ∂t2 2可以得到：∂ Ey ∂ Ey 2 = με 2 ∂t ∂x2 2∂ Hz ∂ Hz 2 = με 2 ∂x ∂t2 2和∂ H ∇ H = με 2 ∂t2 2其中∂ ∂ ∂ ∇ = 2+ 2+ 2 ∂x ∂y ∂z2 2 2 224电、磁分量都具有波 动特征——电磁波！ 当电磁波沿x方向传播时即：若设电场方向沿y方向， 磁场必为z方向！yE yHzux∂ Ey ∂ Ey 2 = με 2 ∂t ∂x2 2z2∂ Hz ∂ Hz 2 = με 2 ∂x ∂t2 2比较波动方程电磁波 u = 波速为1∂ ξ 1 ∂ ξ 2 = 2 2 u ∂t ∂x225με*电磁波波速与光矢量* 真空中u=1μ0ε 01= 3 × 108 mcs——光速 c推测：光也是电磁波！ 在介质中 u =με=n= εr c = μ rε r n n = μ rε r — 折射率在光波段μr=1 ，与物质作用的主要是 E矢量E ——通常被称为光矢量！注意：在BEC(Bose-Einstein Condensation)介质中，光的传 播速度可以慢到大约为17m/s。

第四节电磁波及其应用[学习目标] 1.了解麦克斯韦电磁场理论，知道电磁场、电磁波的概念.2.知道电磁场的物质性和电磁波的特点.3.了解无线电波的应用．一、电磁场与电磁波1．麦克斯韦电磁场理论(1)______的电场产生磁场．(2)______的磁场产生电场2．电磁场：变化的______和变化的______构成了一个不可分离的统一的场．3．电磁波变化的电磁场在空间中的传播形成电磁波．二、电磁场的物质性1．微波炉利用电磁波加热食物，说明电磁场具有______．2．彗星尾是太阳光的光压压迫彗星尘埃物质形成的，表明电磁场具有与其他物质__________的属性．3．电磁场具有能量、具有运动________．光压现象说明电磁场具有质量．4．电磁场和电荷系统相互作用时遵守________守恒定律和________守恒定律．5．电磁场具有质量、能量，物质间可以相互作用，遵守动量守恒定律和能量守恒定律，所以电磁场是一种________．三、电视广播、雷达、移动电话1．电视信号(1)电视图像和声音信号是通过电磁波传播的．(2)电视广播使用________传送电视信号．2．雷达(1)雷达是利用电磁波进行____距、______的仪器．雷达主要由______机、______机和显示器组成．(2)雷达工作时使用的是______．3．移动电话无线电话、无线对讲机、移动电话均是通过________实现信号的发射与接收的．判断下列说法的正误．(1)变化的磁场可以产生电场，但变化的电场不能产生磁场．()(2)电磁场是一种物质，具有能量、质量．()(3)电视广播是利用电磁波传递图像信号和声音信号的．()(4)无线电通信是利用声波实现信号的发射和接收的．()一、麦克斯韦电磁场理论1．对麦克斯韦电磁场理论的理解恒定的磁场不产生电场恒定的电场不产生磁场均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场2.电磁场的产生如果在空间某处有周期性的电场，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．例1(多选)关于电磁场理论的叙述正确的是()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．变化的电场和稳定的磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场D．电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场针对训练关于电磁场理论，下列说法正确的是()A．在电场周围一定产生磁场，变化的磁场周围一定产生电场B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场C．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场D．周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场例2(多选)某电场中电场强度随时间变化的图像如选项图所示，能产生磁场的电场是()二、电磁波电磁场的物质性1．电磁波的形成周期性变化的电场和磁场交替产生，形成电磁场，电磁场由近及远传播，形成电磁波．2．电磁波的特点(1)在传播方向上，任意一点的E和B都随时间周期性变化，E和B相互垂直，且与电磁波的传播方向垂直．如图．(2)电磁波可以在真空中传播．在真空中传播速度等于光速c＝3×108 m/s.(3)电磁场储存电磁能，电磁波的发射过程就是辐射能量的过程．(4)只有周期性变化的电场和磁场相互激发才能形成电磁波．(5)电磁波是电磁场在空间中的传播，电磁场是一种客观存在的物质——场物质．3．电磁波的波速对于电磁波，用λ表示电磁波的波长、f表示频率、c表示波速，则有c＝λf.例3(多选)下列关于电磁波的说法中正确的是()A．只要电场和磁场发生变化，就能产生电磁波B．电磁波的传播需要介质C．停止发射电磁波，发射出去的电磁波仍能独立存在D．电磁波具有能量，电磁波的传播是伴随着能量向外传递的例4电磁波在真空中传播的速度c＝3×108 m/s，有一个广播电台的频率f＝90.0 MHz，这个电台发射的电磁波的波长λ为()A．2.70 m B．270 m C．3.00 m D．3.33 m三、电视广播、雷达、移动电话、电磁波谱1．电视广播是通过电磁波传递图像信号和声音信号的，电视广播通常是利用微波传送信号的．2．雷达是利用电磁波中的微波进行测距、定位的仪器．3．移动通话是通过手机中的发射装置将用户的声音或数字信息转变为高频信号发射到空中，通过手机中的接收装置接收对方发射来的信息．4．电磁波谱(1)电磁波谱：电磁波按频率由小到大顺序为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．它们共同构成了范围广阔的电磁波谱．(2)不同频率的电磁波的比较名称特性无线电波红外线可见光紫外线X射线γ射线主要应用通信、广播红外探测器、红外体温计引起视觉灭菌、消毒、防伪医学透视、安检治疗疾病、金属探伤真空中的速度c＝3×108 m/s频率小→大例5雷达向远处发射无线电波，每次发射的时间是1 μs，两次发射的时间间隔为100 μs，在指示器的荧光屏上呈现出的尖形波如图所示，已知图中ab＝bc，则障碍物与雷达之间的距离是多大？第四节电磁波及其应用探究重点提升素养例1AB[变化的磁场周围产生电场，当电场中有闭合回路时，回路中有电流，若无闭合回路，电场仍然存在，A正确；周期性变化的磁场产生的电场一定也是周期性变化的，且频率相同，B正确；若形成电磁场必须有周期性变化的电场和磁场，C错误；只有变化的电场才能产生磁场，只有变化的磁场才能产生电场，D错误．]针对训练D[根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场能产生磁场，均匀变化的电场产生稳定的磁场，非均匀变化的电场才产生变化的磁场，A、B、C错误，D正确．]例2ABC[根据麦克斯韦电磁场理论可知变化的电场产生磁场，选项A、B、C正确．]例3 CD [要想产生持续的电磁波，变化的电场(或磁场)产生的磁场(或电场)必须是周期性变化的，A 错误；电磁波是物质波，电磁波的传播不需要介质，B 错误；电磁波可以脱离“波源”而独立存在，C 正确；电磁波具有能量，电磁波传播的过程，也就是能量的传播过程，D 正确．]例4 D [根据c ＝λf 可得，λ＝3×10890.0×106 m ≈3.33 m ．]例5 7.5×103 m解析 题图中a 和c 处的尖形波是雷达向目标发射无线电波时出现的，b 处的尖形波是雷达收到障碍物反射回来的无线电波时出现的，由ab ＝bc 可知，无线电波由发射到返回所用时间为t ＝50 μs.设障碍物与雷达之间的距离为s ，由2s ＝ct ，得s ＝ct 2＝3×108×50×10－62m ＝7.5×103 m.。

【基础知识归纳】大小和方向都做周期性变化的电流叫做振荡电流．能产生振荡电流的电路叫振荡电路，L C 电路是最简振荡电路中产生振荡电流的过程中，线圈中的电流、电容器极板上的电量及其与之相联系的磁场能、1．振荡原理：利用电容器的充放电和线圈的自感作用产生振荡电流，形成电场能和磁场能的周期性2．振荡过程：电容器放电时，电容器所带电量和电场能均减少，直到零；电路中的电流和磁场能均增大，直到最大值．充电时，情况相反．电容器正反向充放电一次，便完成一次振荡的全过程．图13—2—1图13—2—13．周期和频率：电磁振荡完成一次周期性变化所用的时间叫做电磁振荡的周期．1 s 内完成电磁振荡的次数叫做电磁振荡的频率．对LCT ＝LCπ2 f ＝LCπ21三、电磁场和电磁波1（1（2）不仅电流能够产生磁场，变化的电场也能产生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体，即为电磁场，电磁场由近及远的传3在真空中，任何频率的电磁波的传播速度都等于光速c ＝3.00×108 m/s ．其波速、波长、周期频率间关系为：c ＝Tλ＝f λ（1）麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，赫兹用实验成功的证实了电磁波的存在． （2）在电磁波中，电场强度和磁感应强度是互相垂直的，且都和电磁波的传播方向垂直，所以电磁（3）电磁波的（41．调制：在无线电应用技术中，首先将声音、图象等信息通过声电转换、光电转换等方式转为电信号，这种电信号频率很低，不能用来直接发射电磁波．把要传递的低频率电信号“加”到高频电磁波上，1．电谐振：当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最2．调谐：调谐电路的固有频率可以在一定范围内连续改变，将调谐电路的频率调节到与需要接收的某个频率的电磁波相同，即，使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐．3．检波：从接收到的高频振荡中分离出所携带的信号的过程叫做检波．检波是调制的逆过程，也叫4．无线电的接收：天线接收到所有的电磁波，经调谐选择出所需要的电磁波，再经检波取出携带的电视系统主要由摄像机和接收机组成．把图象各个部位分成一系列小点，称为像素，每幅图象至少要有几十万个像素．摄像机将画面上各个部分的光点，根据明暗情况逐点逐行逐帧地变为强弱不同的信号电中国电视广播标准采用每1 s传送25帧画面，每帧由625雷达是利用无线电波来测定物体位置的无线电设备，一般由天线系统、发射装置、接收装置、输出装【方法解析】麦克斯韦电磁理论是理解电磁场和电磁波的关键所在，应注意领会以下内容：变化的磁场可产生电场，产生的电场的性质是由磁场的变化情况决定的，均匀变化的磁场产生稳定的电场，非均匀变化的磁场产生【典型例题精讲】［例1］L C振荡电路中，某时刻磁场方向如图13—2—2所示，则下列说法错误的是图13—2—2ABCD．若电容器【解析】先根据安培定则判断出电流的方向，若该时刻电容器上极板带正电，则可知电容器处于充电阶段，电流应正在减小，知A若该时刻电容器上极板带负电，则可知电容器正在放电，电流正在增强，知B叙述正确，由楞次定律知D叙述亦正确．因而错误选项只有C【思考】（1）若磁场正在增强，则电场能和磁场能是如何转化的?电容器是充电还是放电?线圈两端的电压是增大还是减小?（2）若此时磁场最强（t＝0），试画出振荡电流ｉ和电容器上板带电量q随时间t变化的图象?（3）若使该振荡电路产生的电磁波的波长更短些，可采取什么措施?（包括：线圈匝数、铁芯、电介【思考提示】（1）磁场增强，磁场能增大，电场能减小，电容器放电，电容器两端电压降低，线圈（2LC，为减小λ，需减小L或C．（3）根据λ＝cT和T＝2π【设计意图】［例2］某电路中电场随时间变化的图象如图13—2—3所示，能发射电磁波的电场是图13—2—3【解析】变化的电场可产生磁场，产生的磁场的性质是由电场的变化情况决定的．均匀变化的电场图A中电场不随时间变化，不会产生磁场．图B和图C中电场都随时间做均匀的变化，在周围空间产生稳定的磁场，这个磁场不能再激发电场，所以不能激起电磁波．图D中电场随时间做不均匀的变化，能在周围空间产生变化的磁场，而这磁场的变化也是不均匀的，又能产生变化的电场，从而交织成一个不【设计意图】通过本例说明形成【达标训练】1．建立电磁场理论的科学家是_______．用实验证明电磁波存在的科学家是_______【答案】 麦克斯韦2 ABCD ．电磁波的传播速度总是3.0×108m/s【答案】B3A ．波长和频率BC ．波长和波速D【答案】C4A ．①③BC ．①④D【答案】A5．关于电磁波，下列说法中正确的是 ABC．电磁波由真空进D【解析】 任何频率的电磁波在真空中的传播速度都是c ，故AB 都错．电磁波由真空进入介质，波速变小，而频率不变，Ｃ对．变化的电场、磁场由变化区域向外传播就形【答案】C6．无线电广播的中波段波长的范围是187 m ～560 m ，为了避免邻近电台的干扰，两个电台的频率范围至少应差104 Hz，则在此波段中最多能容纳的电台数约为多少个【解析】f max ＝1871038min⨯=λcHz ＝1.6×106Hzf min ＝5601038max⨯=λcHz ＝0.54×106Hzn ＝466min max 101054.0106.1⨯-⨯=-f f f ∆＝106【答案】1067．某收音机接收电磁波的波长范围在577 m 到182 m【解析】 根据c ＝λff 1＝57710381⨯=λcHz ＝5.20×105Hzf 2＝18210382⨯=λcHz ＝1.65×106Hz所以，频率范围为5.20×105 Hz ～1.65×106Hz【答案】 5.20×105 Hz ～1.65×106Hz8．关于LCA BC D【答案】9．L C 振荡电路中，某时刻的电流方向如图13—2—4所示，则下列说法中正确的是A BCD ．【答案】D10．在L C 振荡电路中，电容器C 的带电量随时间变化的图象如图13—2—5所示，在1×10－6 s 到2×10－6s 内，关于电容器的充（或放）电过程及因此产生的电磁波的波长，正确的结论是A ．充电过程，波长为1200 m B ．充电过程，波长为1500 m C ．放电过程，波长为1200 m D ．放电过程，波长为1500 m【解析】 在1×10－6s 到2×10－6s 内，电容器带电量增大，属充电过程．产生的电磁波周期T ＝4×10－6s ，波长λ＝cT ＝3×108×4×10－6 m ＝1200 m【答案】 A11．L C 振荡电路中，某时刻磁场方向如图13—2—6所示，则下列说法错误的是图13—2—6A B C D【解析】 若该时刻电容器上极板带正电，则可知电容器处于充电阶段，电流应正在减小，知A 正确．若该时刻电容器上极板带负电，则可知电容器正在放电，电流正在增强，知B 正确，由楞次定律知D【答案】12．在L C 振荡电路中，电容C 两端的电压U C 随时间变化的图象如图13—2—7所示，根据图象可以确定振荡电路中电场能最大的时刻为_______，在T ／2～3T ／4时间内电容器处于_______状态，能量转化情况是_______【解析】 电容器两极板间电压最大时，电场能最大，由图可知电场能最大时刻为0，2T ，T ．在2T ～43T 时间内，两极板间电压变小，电容器处于放电状态，电场能正转化为磁场能．T【答案】0，2，T；放电；电场能转化为磁场能。

电磁场与电磁波公式总结电磁场与电磁波是电磁学中的两个重要概念。

电磁场是描述电荷体系在空间中产生的电磁现象的物理场，而电磁波是由电磁场振荡而产生的能量传播过程。

在电磁学中，有一些重要的公式用来描述电磁场和电磁波的性质和行为。

本文将对这些公式进行总结。

1.库仑定律：库仑定律描述了两个电荷之间的相互作用力。

对于两个电荷之间的相互作用力F，它与两个电荷之间的距离r的平方成反比，与两个电荷的电量的乘积成正比。

库仑定律的公式如下：F=k*，q1*q2，/r^2其中F为两个电荷之间的相互作用力，k为库仑常数，q1和q2为两个电荷的电量大小，r为两个电荷之间的距离。

2.电场强度公式：电场是描述电荷体系对电荷施加的力的物理量。

电场强度E可以通过电荷q对其施加的力F来定义。

电场强度的公式如下：E=F/q其中F为电荷所受的力，q为电荷的大小。

3.高斯定律：高斯定律描述了电场的产生和分布与电荷的关系。

高斯定律可以用来计算电荷在闭合曲面上的总电通量。

高斯定律的公式如下：Φ=∮E·dA=Q/ε0其中Φ为电场在曲面上的电通量，E为电场强度矢量，dA为曲面的面积矢量，Q为曲面内的总电荷，ε0为真空介电常数。

4.法拉第电磁感应定律：法拉第电磁感应定律描述了磁场变化引起的感应电动势。

法拉第电磁感应定律的公式如下：ε = -dΦ / dt其中ε为感应电动势，Φ为磁通量，t为时间。

5.毕奥—萨伐尔定律：毕奥—萨伐尔定律描述了电流元产生的磁场。

根据毕奥—萨伐尔定律，磁场强度B可以通过电流元i对其产生的磁场来定义。

毕奥—萨伐尔定律的公式如下：B = μ0 / 4π * ∮(i * dl × r) / r^3其中B为磁场强度，μ0为真空磁导率，i为电流强度，l为电流元的长度，r为电流元到观察点的距离。

6.安培环路定理：安培环路定理描述了围绕导线路径的磁场和沿路径的电流之间的关系。

安培环路定理的公式如下：∮B·dl = μ0 * I其中B为磁场强度矢量，dl为路径元素矢量，I为路径中的总电流，μ0为真空磁导率。

高中物理电磁场和电磁波知识点总结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=3.00×10 8 m/s.下面为大家介绍的是2019年高考物理知识点总结电磁感应，希望对大家会有所帮助。

1. 电磁感应现象:利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流.(1)产生感应电流的条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化，即ΔΦ≠0.(2)产生感应电动势的条件:无论回路是否闭合，只要穿过线圈平面的磁通量发生变化，线路中就有感应电动势.产生感应电动势的那部分导体相当于电源.(2)电磁感应现象的实质是产生感应电动势，如果回路闭合，则有感应电流，回路不闭合，则只有感应电动势而无感应电流.2.磁通量(1)定义:磁感应强度B与垂直磁场方向的面积S的乘积叫做穿过这个面的磁通量，定义式:Φ=BS.如果面积S与B不垂直，应以B乘以在垂直于磁场方向上的投影面积S′，即Φ=BS′，国际单位:Wb求磁通量时应该是穿过某一面积的磁感线的净条数.任何一个面都有正、反两个面;磁感线从面的正方向穿入时，穿过该面的磁通量为正.反之，磁通量为负.所求磁通量为正、反两面穿入的磁感线的代数和.3. 楞次定律(1)楞次定律:感应电流的磁场，总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化.楞次定律适用于一般情况的感应电流方向的判定，而右手定则只适用于导线切割磁感线运动的情况，此种情况用右手定则判定比用楞次定律判定简便.(2)对楞次定律的理解①谁阻碍谁———感应电流的磁通量阻碍产生感应电流的磁通量.②阻碍什么———阻碍的是穿过回路的磁通量的变化，而不是磁通量本身.③如何阻碍———原磁通量增加时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相反;当原磁通量减少时，感应电流的磁场方向与原磁场方向相同，即“增反减同”.④阻碍的结果———阻碍并不是阻止，结果是增加的还增加，减少的还减少.(3)楞次定律的另一种表述:感应电流总是阻碍产生它的那个原因，表现形式有三种:①阻碍原磁通量的变化;②阻碍物体间的相对运动;③阻碍原电流的变化(自感).4.法拉第电磁感应定律电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比.表达式E=nΔΦ/Δt当导体做切割磁感线运动时，其感应电动势的计算公式为E=BLvsinθ.当B、L、v三者两两垂直时，感应电动势E=BLv.(1)两个公式的选用方法E=nΔΦ/Δt 计算的是在Δt时间内的平均电动势，只有当磁通量的变化率是恒定不变时，它算出的才是瞬时电动势.E=BLvsinθ中的v若为瞬时速度，则算出的就是瞬时电动势:若v为平均速度，算出的就是平均电动势.(2)公式的变形①当线圈垂直磁场方向放置，线圈的面积S保持不变，只是磁场的磁感强度均匀变化时，感应电动势:E=nSΔB/Δt .②如果磁感强度不变，而线圈面积均匀变化时，感应电动势E=Nbδs/Δt .5.自感现象(1)自感现象:由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象.(2)自感电动势:在自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势.自感电动势的大小取决于线圈自感系数和本身电流变化的快慢，自感电动势方向总是阻碍电流的变化.6.日光灯工作原理(1)起动器的作用:利用动触片和静触片的接通与断开起一个自动开关的作用，起动的关键就在于断开的瞬间.(2)镇流器的作用:日光灯点燃时，利用自感现象产生瞬时高压;日光灯正常发光时，利用自感现象，对灯管起到降压限流作用.7.电磁感应中的电路问题在电磁感应中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源，将它们接上电容器，便可使电容器充电;将它们接上电阻等用电器，便可对用电器供电，在回路中形成电流.因此，电磁感应问题往往与电路问题联系在一起.解决与电路相联系的电磁感应问题的基本方法是:(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向. (2)画等效电路.(3)运用全电路欧姆定律，串并联电路性质，电功率等公式联立求解.8.电磁感应现象中的力学问题(1)通过导体的感应电流在磁场中将受到安培力作用，电磁感应问题往往和力学问题联系在一起，基本方法是:①用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向.②求回路中电流强度.③分析研究导体受力情况(包含安培力，用左手定则确定其方向).④列动力学方程或平衡方程求解.(2)电磁感应力学问题中，要抓好受力情况，运动情况的动态分析，导体受力运动产生感应电动势→感应电流→通电导体受安培力→合外力变化→加速度变化→速度变化→周而复始地循环，循环结束时，加速度等于零，导体达稳定运动状态，抓住a=0时，速度v达最大值的特点.9.电磁感应中能量转化问题导体切割磁感线或闭合回路中磁通量发生变化，在回路中产生感应电流，机械能或其他形式能量便转化为电能，具有感应电流的导体在磁场中受安培力作用或通过电阻发热，又可使电能转化为机械能或电阻的内能，因此，电磁感应过程总是伴随着能量转化，用能量转化观点研究电磁感应问题常是导体的稳定运动(匀速直线运动或匀速转动)，对应的受力特点是合外力为零，能量转化过程常常是机械能转化为内能，解决这类问题的基本方法是:(1)用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向.(2)画出等效电路，求出回路中电阻消耗电功率表达式.(3)分析导体机械能的变化，用能量守恒关系得到机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程.10.电磁感应中图像问题电磁感应现象中图像问题的分析，要抓住磁通量的变化是否均匀，从而推知感应电动势(电流)大小是否恒定.用楞次定律判断出感应电动势(或电流)的方向，从而确定其正负，以及在坐标中的范围.另外，要正确解决图像问题，必须能根据图像的意义把图像反映的规律对应到实际过程中去，又能根据实际过程的抽象规律对应到图像中去，最终根据实际过程的物理规律进行判断.。

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。

高三物理知识点：电磁学和电磁波1. 电磁学基本概念1.1 电荷电荷是物质的基本属性之一，分为正电荷和负电荷。

同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。

1.2 电场电场是电荷在空间中产生的影响，用来描述电荷间的相互作用。

电场的强度和方向由电荷产生。

1.3 电势电势是描述电场在某一位置的势能状态的物理量。

电势差是电场力做功的度量，用于描述电荷在电场中的势能变化。

1.4 电流电流是电荷定向移动的现象，分为直流电和交流电。

电流的大小用安培（A）表示，方向用正电荷的移动方向表示。

2. 电磁学基本定律2.1 库仑定律库仑定律描述了两个静止点电荷之间的相互作用力与电荷量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比。

2.2 欧姆定律欧姆定律描述了在电路中，电流强度与电压成正比，与电阻成反比。

2.3 法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律描述了变化的磁场会在导体中产生电动势，电动势的大小与磁场变化率成正比，与导体长度和磁场垂直距离的乘积成正比。

2.4 麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组是描述电磁场的基本方程，包括高斯定律、高斯磁定律、法拉第电磁感应定律和安培定律。

3. 电磁波3.1 电磁波的产生电磁波是由振荡的电场和磁场相互作用产生的能量传播形式。

电磁波的产生可以通过振荡电路在开放空间实现。

3.2 电磁波的传播电磁波在真空中的传播速度为光速，与频率和波长无关。

电磁波在介质中的传播速度与介质的电磁特性有关。

3.3 电磁波的谱电磁波谱包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线等。

不同谱段的电磁波具有不同的物理特性和应用。

3.4 电磁波的波动性质电磁波具有波动性质，包括干涉、衍射和偏振等现象。

这些性质可以用来研究电磁波的传播和相互作用。

4. 电磁学的应用4.1 电容器和电感器电容器和电感器是电磁学中的重要元件，用于储存和释放电能，以及滤波和振荡等应用。

4.2 电磁感应电机电磁感应电机是利用电磁感应原理实现能量转换的装置，包括交流电机和直流电机。

高考物理电磁场和电磁波知识点1.麦克斯韦的电磁场理论1变化的磁场可以在周围空间产生电场，变化的电场可以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。

变化的电场和变化的磁场总是相互联系，形成一个不可分割的统一体，即电磁场。

2.电磁波周期性变化的电场和磁场总是交替变换、激发和产生，并从发生区域传播到周围空间，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种介质。

频率不变，波速和波长变化。

电磁波的传播速度V等于波长λ和频率f，即V=λf。

真空中任何频率的电磁波的传播速度等于真空中的光速，C=3。

00×108m/s1.磁场磁场：磁场是一种存在于磁铁、电流和运动电荷周围的物质。

永磁体和电流都能在太空中产生磁场。

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磁现象的电学本质：所有磁现象都可以归因于通过磁场的移动电荷或电流之间的相互作用。

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磁场方向：指定磁场中任何点上小磁针N极上的力的方向，或小磁针静止时N极的方向是该点的磁场方向。

2.磁感线在磁场中人工绘制一系列曲线。

曲线的切线方向表示该位置的磁场方向，曲线的密度可以定性地表示磁场的强弱。

这一系列曲线被称为磁感应线。

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应线分布：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：两端分别为N极和S极。

管内可视为均匀磁场，管外可视为非均匀磁场。

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。

电磁场和电磁波
1.麦克斯韦的电磁场理论
（1）变化的磁场能够在四周空间产生电场，变化的电场能够在四周空间产
生磁场。

（2）随时间平均变化的磁场产生稳固电场。

随时间不平均变化的磁场产生
变化的电场。

随时间平均变化的电场产生稳固磁场，随时间不平均变化的电场产
生变化的磁场。

（3）变化的电场和变化的磁场老是相互关系着，形成一个不行切割的一致
体，这就是电磁场。

2.电磁波
（1）周期性变化的电场和磁场老是相互转变，相互激励，交替产生，由发
生地区向四周空间流传，形成电磁波。

（2）电磁波是横波
（3）电磁波能够在真空中流传，电磁波从一种介质进入另一介质，频次不
变、波速和波长均发生变化，电磁波流传速度v 等于波长λ和频次 f 的乘积，即v= λf，任何频次的电磁波在真空中的流传速度都等于真空中的光速c=3 。

00×108m/s 。