2018-2019学年人教版选修1-1电磁波及其应用章末整合学案

第四章 电磁波及应用第一节 电磁波的发现【知识要点】1． 关于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。

如果电场或磁场的变化是均匀的，产生的磁场或电场是稳定的；如果电场是周期性（振荡）变化的，产生的磁场是同频率周期性变化的振荡。

2． 关于电磁场和电磁波电场和磁场本身就是一种物质，它们交替产生又相互联系，形成不可分割的统一体，并且由发生地向周围空间传播，形成电磁波，所以电磁波的传播有别于机械波，不需要介质，电磁波在真空中的传播速度跟光速相同，其值为C=3.00×108米/秒。

赫兹用实验证实了电磁波的存在。

【典例分析】【例1】根据麦克斯韦的电磁场理论,下列说法中错误的是． A ．变化的电场可产生磁场B ．均匀变化的电场可产生均匀变化的磁场C ．振荡电场能够产生振荡磁场D ．振荡磁场能够产生振荡电场【解析】麦克斯韦电磁场理论的含义是变化的电场可产生磁场，而变化的磁场能产生电场；产生的场的形式由原来的场的变化率决定，可由原来场随时间变化的图线的切线斜率判断，确定．可见，均匀变化的电场的变化率恒定，产生不变的磁场，B 说法错误；其余正确．【例2】如下图4-1中磁场的磁感应强度B 随时间t 变化的四种情况，如图所示，其中能产生电场的有________图示的磁场，能产生持续电磁波的有________图示的磁场。

【解析】根据麦克期韦电磁场理论，A 图的磁场是恒定的，不能产生新的电场，更不能产生电磁波；B.C 图中的磁场都是均匀变化的，能产生恒定的电场，而恒定的电场不能再产生磁场，不能产生向外传播的电磁场，因此不能产生持续的电磁波；D 图所示磁场是周期性变化的，能产生周期性变化的电场，能产生电磁波。

[答案] B.C ；D【基础训练】1．建立完整的电磁场理论并预言电磁波存在的科学家是（ ） A.法拉第 B.赫兹 C.麦克斯韦 D.安培 2.下列哪些现象是由于所产生的电磁波而引起的（ ）A.用室内天线接收微弱电视信号时，人走过时电视机画面发生变化B.用天线接收电视信号时，汽车开过时电视机画面发生变化C.把半导体收音机放到开着的日光灯旁听到的噪声D.在边远地区用无线电话机通话，有时会发生信号中断的现象图4－13．以下有关在真空中传播的电磁波的说法正确的是（）A．频率越大，传播的速度越大B．频率不同，传播的速度相同C．频率越大，其波长越大D．频率不同，传播速度也不同4.关于电磁场的理论，下面说法中正确的是（）A.变化的电场周围产生的磁场一定是变化的B.变化的电场周围产生的磁场不一定是变化的C.均匀变化的磁场周围产生的电场也是均匀变化的D.振荡电场周围产生的磁场也是振荡的5.按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中正确的是（）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.变化的电场周围产生磁场C.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6.比较电磁波和机械波，下列说法正确的是( )A.电磁波可以在真空中传播，机械波的传播要依赖于介质B.电磁波在任何介质中传播速率都相同，机械波只在同一种介质中传播速率才相同C.电磁波和机械波都不能产生干涉D.电磁波和机械波都能产生衍射7.当电磁波的频率增加时，它在真空中的速度将（）A.减小B.增大C.不变D. 以上都不对8．央电视台曾做过关于“深度撞击”探测器撞击坦普尔彗星的特别报道，使得人们坐在家中同样可以享受这一史无前例的探索之旅。

2019-2020年高中物理第四章电磁波及其应用第一节、电磁波的发现教案新人教版选修1-1教学目标：1、理解麦克斯韦电磁场理论的两个支柱：变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场。

了解变化的电场和磁场相互联系形成同一的电磁场。

2、了解电磁场在空间传播形成电磁波。

3、了解麦克斯韦电磁场理论以及赫兹实验在物理学发展中的贡献。

体会两位科学家研究物理问题的思想方法。

教学过程：一、伟大的预言说明：法拉第发现电磁感应现象那年，麦克斯韦在苏格兰爱丁堡附近诞生，从小就表现出了惊人的数学和物理天赋，他从小热爱科学，喜欢思考，1854年从剑桥大学毕业后，精心研读了法拉第的著作，法拉第关于“场”和“力线”的思想深深吸引了麦克斯韦，但麦克斯韦也发现了法拉第定性描述的弱点，那就是不能定量的描述电场和磁场的关系。

因此，这位初出茅庐的科学家决定用他的数学才能来弥补。

1860年初秋，麦克斯韦特意去拜访法拉第，两人虽然在年龄上相差四十岁，在性情、爱好、特长方面也迥然各异，可是对物质世界的看法却产生了共鸣。

法拉第鼓励麦克斯韦：“你不应停留在数学解释我的观点”，而应该突破它。

说明：麦克斯韦学习了库仑、安培、奥斯特、法拉第、亨利的研究成果，结合了自己的创造性工作，最终建立了经典电磁场理论。

说明：法拉第电磁感应定律告诉我们：闭合线圈中的磁通量发生变化就能产生感应电流，我们知道电荷的定向移动形成电流，为什么会产生感应电流呢？一定是有了感应电场，因此，麦克斯韦认为，这个法拉第电磁感应的实质是变化的磁场产生电场，电路中的电荷就在这个电场的作用下做定向移动，产生了感应电流。

即使变化的磁场周围没有闭合电路，同样要产生电场。

变化的磁场产生电场，这是一个普遍规律说明：自然规律存在着对称性与和谐性，例如有作用力就有反作用力。

既然变化的磁场能够产生电场，那么变化的电场能否产生磁场呢？麦克斯韦大胆地假设，变化的电场能够产生磁场。

问：什么现象能够说明变化的电场能够产生磁场？（例如通电螺线管中的电流发生变化，那么螺线管内部的磁场要发生变化）说明：根据这两个基本论点，麦克斯韦推断：如果在空间在空间某区域中有不均匀变化的电场，那么这个变化的电场能够引起变化的磁场，这个变化的磁场又引起新的变化的电场.........这样变化的电场引起变化的磁场，变化的磁场又引起变化的电场，变化的电场和磁场交替产生，由近及远传播就形成了电磁波。

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第4讲信息化社会［目标定位］1。

了解常见传感器及其应用，体会传感器的应用给人们带来的方便.2.了解信息的拾取、信息的传递、信息的处理、信息的记录的基础知识.3.了解信息时代给人们的生活和工作方式带来哪些变革。

一、信息的拾取和传感器1.现代信息技术的三大基础是信息的拾取、传输和处理.2.各种代替、补充、延伸人的感觉器官功能的科学技术手段发展起来，出现了各种用途的传感器。

3.双金属温度传感器：把两种不同热膨胀系数的金属片贴合在一起，制成一条双金属片，温度变化时，因为两种金属片伸长不一样而发生弯曲，使电路的开关闭合或断开.4。

光敏电阻传感器：光敏电阻的阻值能随光照的强度而变化。

5。

压力传感器：根据电容器的电容随两极板间距离的变化而改变的原理制成的。

想一想电子秤秤量物体重量所用的传感器是什么传感器？答案压力传感器。

二、信息的传递1。

电磁波可以通过电缆、光缆进行有线传输，还可以进行无线传输.2.电磁波的频率越高,相同时间传递的信息量越大.想一想你所知道的现代信息的传输方式有哪些？答案(1）有线通讯传输，如电话、传真、电报、电视等；(2)无线通讯传输，如对讲机、移动电话、收音机；（3)数字通讯传输，如连网的电脑、数字电视;（4）纸张通讯传输，如书信、报纸等三、信息的处理和数字通信1.对着话筒讲话，话筒输出音频信号，音频信号电流(或电压)的振幅是随着声振动而变化的,电信号在“模拟”着声信号,叫做模拟信号。

第二章磁场章末整合磁场⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎧产生：运动的电荷（电流）产生磁场（磁现象的电本质）⎩⎪⎨⎪⎧各种磁体通电导线基本性质⎩⎪⎨⎪⎧对放入其中的小磁体有力的作用对放入其中的电流可能有力的作用描述⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧磁感应强度B＝F IL（B⊥I），方向⎩⎪⎨⎪⎧小磁针N极的受力方向磁感线的切线方向磁感线⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫条形磁铁蹄形磁铁匀强磁场磁感线的分布⎭⎪⎬⎪⎫直线电流环形电流通电螺线管磁场方向的确定：安培定则作用⎩⎪⎨⎪⎧对通电直导线⎩⎪⎨⎪⎧安培力大小：F＝BIL（I⊥B）方向：左手定则（F⊥B，且F⊥I）对运动电荷⎩⎪⎨⎪⎧洛伦兹力的大小：F洛＝qvB（B⊥v）方向：左手定则（F洛⊥B，且F洛⊥v）对磁体：磁极N极受力的方向与该处B的方向一致磁性材料⎩⎪⎨⎪⎧磁化与退磁两类磁性材料⎩⎪⎨⎪⎧硬磁性材料软磁性材料磁记录⎩⎪⎨⎪⎧生活中的应用地磁场的研究一、对磁场的描述1.磁场：磁场是存在于磁极周围的一种特殊物质，磁体之间、磁体与电流之间以及电流与电流之间的作用都是通过这种特殊的物质而发生的.2.磁场的强弱用磁感应强度来表示.磁感应强度B的大小只取决于磁场本身的性质，与F、I、L无关.3.磁感线的疏密程度反映磁场的强弱，线上某点的切线方向都跟该点的磁场方向相同.磁感线是闭合的曲线，在磁体内部磁感线从S极指向N极；在磁体外部磁感线从N极指向S极.例1关于磁场和磁感线，下列说法正确的是( )A.磁场并不是真实存在的，而是人们假想出来的B.磁铁周围磁感线的形状，与铁屑在它周围排列的形状相同，说明磁场呈线条形状，磁感线是磁场的客观反映C.磁感线可以用来表示磁场的强弱和方向D.磁感线类似电场线，它总是从磁体的N极出发，到S极终止答案 C解析磁体和电流周围的空间均存在着磁场，磁场和电场一样也是一种客观存在的物质，为了形象地描绘磁场，用磁感线将抽象的磁场描绘出来，磁感线是假想的曲线；铁屑在磁场中被磁化为小磁针，在磁场的作用下转动，最后规则地排列起来，显示出磁感线的形状，并非磁场的客观反映；电流的磁场和磁体的磁场的磁感线都是闭合曲线，在磁体外从N极到S极，在磁体内从S极到N极；而电场线从正电荷出发到负电荷终止，不闭合，磁感线的疏密程度表示磁感应强度的大小，磁感线上任一点的切线方向，即小磁针N极在某点所受磁场力的方向，就是该点磁场方向，也就是磁感应强度的方向.因此正确选项为C.变式训练1 如图2－1所示为通电螺线管产生的磁场，于a、b两点磁感应强度的描述，下列说法正确的是( )图2－1A.大小相等，方向相同B.大小相等，方向不同C.大小不等，方向相同D.大小不等，方向不同答案 D解析因磁感线的疏密反映磁感应强度的大小，磁感线的切线方向表示磁感应强度的方向，故D对，A、B、C错误.二、安培定则与左手定则的应用1.安培定则用来判断运动电荷、电流的磁场方向.2.左手定则用来判断通电导线所受的安培力的方向和运动电荷所受的洛伦兹力的方向.3.当判断通电导线(或运动电荷)周围的导线所受的安培力(或运动电荷所受的洛伦兹力)的方向时，首先要根据安培定则判断出磁场方向，再根据左手定则判断出安培力或洛伦兹力的方向.例2初速度为v0的电子，沿平行于通电长直导线的方向射出，直导线中电流方向与电子的初速度方向如图2－2所示，则( )图2－2A.电子将向右偏转，速率不变B.电子将向左偏转，速率改变C.电子将向左偏转，速率不变D.电子将向右偏转，速率改变答案 A解析由于电子运动方向向上，处于垂直纸面向里的磁场中，根据左手定则，洛伦兹力方向向右，电子将向右偏转.洛伦兹力方向时刻与速度方向垂直，因而不做功，速率不变.综上所述，选A.变式训练2 如图2－3所示，两根可自由移动的靠得很近的平行长直导线，通以相反方向的电流，且I1＞I2，则两导线所受的安培力F1和F2的大小关系及其运动方向为( )图2－3A.F1＞F2，且相互靠近B.F1＜F2，且相互远离C.F1＝F2，且相互靠近D.F1＝F2，且相互远离答案 D解析通电导线在其周围产生磁场，通电导线在磁场中受到安培力作用，两导线所受安培力是作用力与反作用力，它们大小相等，选项A、B错误；由安培定则可知，I1在I2处产生的磁场垂直纸面向里，由左手定则可知，I2所受安培力向右；由安培定则可知，I2在I1处产生的磁场垂直纸面向里，由左手定则可知，I1所受安培力向左，则两导线相互远离，选项C错误，D正确.三、安培力作用下的平衡问题1.解决通电导体在磁场中受重力、弹力、摩擦力、安培力等力的作用下的平衡问题，关键是受力分析.2.由于安培力F的方向、电流I的方向、磁感应强度B的方向三者之间涉及三维空间，所以在分析和计算安培力的大小时，要善于把立体图形改画成平面图形，以便受力分析.3.画好辅助图(如斜面)，标明辅助方向(如B的方向、I的方向等)也是画好受力分析图的关键.例3质量为m的通电导体棒ab置于倾角为θ的金属导轨上，如图2－4所示.已知导体棒与导轨间的动摩擦因数为μ，在下列各图所加各种磁场中，导体均静止，则导体与导轨间摩擦力为零的可能情况是( )图2－4答案AB解析要使静摩擦力为零，如果F N＝0，必有F f＝0.B选项中安培力的方向竖直向上与重力的方向相反，可能使F N＝0，B项是正确的；如果F N≠0，则导体棒除受静摩擦力F f以外的其他力的合力只要为零，那么F f＝0.在A选项中，导体棒所受到的重力G、支持力F N及安培力F 安三力合力可能为零，则导体棒所受静摩擦力可能为零；C、D选项中，从导体棒所受到的重力G、支持力F N及安培力F安三力的方向分析，合力不可能为零，所以导体所受静摩擦力不可能为零.故正确的选项应为A 、B 项.变式训练3 电流天平的原理图如图2－5 所示，矩形线圈abcd 的bc 边悬在匀强磁场中.当给矩形线圈通入如图所示的电流I 时，调节两盘中的砝码，使天平平衡.然后使电流I 反向，这时要在天平的左盘上加质量为m 的砝码，才能使天平重新平衡.则此时磁场对bc 边作用力的大小为( )图2－5A.14 mg B.13 mg C.12 mg D.15mg 答案 C解析 初状态天平平衡时，由左手定则可知，在磁场中的导线bc 受到的安培力方向竖直向上，大小设为F ，左、右两盘的砝码质量分别设为m 1和m 2.由平衡条件得：m 1g ＝m 2g －F .电流I 反向后，导线bc 受到的安培力方向竖直向下，大小仍为F ，这时要在天平的左盘上加质量为m 的砝码，才能使天平重新平衡.由平衡条件得：m 1g ＋mg ＝m 2g ＋F .以上两式相减可得：mg ＝2F ，所以：F ＝mg2.章末检测(二)一、单项选择题1.关于磁场和磁感线的描述，下列哪些是正确的( ) A.磁感线从磁体的N 极出发到磁体的S 极终止B.自由转动的小磁针放在通电螺线管内部，其N 极指向螺线管内部的磁场方向C.磁感线的方向就是磁场方向D.两条磁感线的空隙处不存在磁场 答案 B解析磁感线是一条闭合曲线，在磁体的外部由N极到S极，而在磁体的内部则由S极到N 极，A不正确.通电螺线管内部的磁感线由S极到N极，所以放置其中的小磁针N极必然是指向螺线管的北极，B正确.只有磁感线是直线时，磁感线的方向才与磁场方向一致；如果磁感线是曲线，某点的磁场方向用该点的切线方向来表示，C不正确.磁感线是假想的曲线，只要有磁场的地方就有磁感线，D不正确.2.下图是通电直导线周围磁感线分布情况示意图，各图的中央表示垂直于纸面的通电直导线及其中电流的方向，其他的均为磁感线，其方向由箭头指向表示，这四个图中正确的是( )答案 C解析A、C、D图均表示电流方向垂直纸面向里，B图电流方向向外，由安培定则知磁感线方向A、C、D正确；离导线越近，磁场越强，磁感线越密，故C对.3.如图2－6所示，环中电流方向由左向右，且I1＝I2，则圆环中心O处的磁场是( )图2－6A.最大，穿出纸面B.最大，垂直穿入纸面C.为零D.无法确定答案 C解析根据安培定则，上半圆环中电流I1在环内产生磁场垂直纸面向里，下半圆环中电流I2在环内产生的磁场垂直纸面向外，由于O对于I1和I2对称(距离相等)，故I1和I2在O处产生的磁场大小相等、方向相反，在O处相互抵消.4.一根容易形变的弹性导线，两端固定，导线中通有电流，方向如下图中箭头所示.当没有磁场时，导线呈直线状态；当分别加上方向竖直向上、水平向右或垂直于纸面向外的匀强磁场时，描述导线状态的四个图示中正确的是( )答案 D解析A图中导线不受力，故它不会弯曲，A错误；B图中导线受到垂直纸面向里的安培力，它不会向右弯曲，B错误；C中导线受到水平向右的安培力，导线不会向左弯曲，C错误；D 中导线受到水平向右的安培力，故它向右弯曲，D正确.5.如图2－7所示是电子射线管示意图，接通电源后，电子射线由阴极沿x轴正方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线.要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转，在下列措施中可采用的是( )图2－7A.加一磁场，磁场方向沿z轴负方向B.加一磁场，磁场方向沿y轴正方向C.加一电场，电场方向沿z轴负方向D.加一电场，电场方向沿y轴正方向答案 B解析此题考查演示实验“电子束在磁场中偏转”.要使荧光屏上亮线向下偏转，即使电子所受的洛伦兹力方向向下，电子运动方向沿x轴正方向，由左手定则可知，磁场方向应沿y轴正方向，所以A错，B对；若加一电场电子应受到向下的电场力作用，故电场方向沿z轴正方向，C、D均错.6.某电磁轨道炮工作原理如图2－8所示，待发射弹体可在两水平的平行光滑轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触.电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回.轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面的磁场(可视为匀强磁场)，磁感应强度的大小与I成正比(即B＝kI).通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出，现欲使弹体的出射速度增加到原来的2倍，理论上可采用的办法是( )图2－8A.只将轨道长度L变为原来的2倍B.只将电流I增加至原来的2倍C.只将弹体质量减至原来的一半D.将弹体质量减至原来的一半，同时将电流I增加至原来的2倍答案 B解析设导轨宽度为d，则安培力大小F＝BId＝kI2d，由牛顿第二定律得：kI2d＝ma，由运动学公式v2＝2ax得：v2＝2kI2dmL，则v＝I2kdLm，所以只有B项正确，A、C、D均不正确.二、多项选择题7.下列说法正确的是( )A.任何磁体都具有N极和S极两个磁极B.奥斯特实验说明了电流周围存在着磁场C.通电导体之间也存在着相互作用，它们是通过电场发生作用的D.地磁场的N极与地理的南极重合，地磁场的S极与地理的北极重合答案AB解析任何磁体都有N极、S极，所有磁现象都是通过磁场而发生作用的.磁体与电流的周围都存在磁场.地球的地理两极与地磁两极并不重合.故选项A、B正确，C、D错误.8.磁场中一段2 cm长的直导线，通过2.5 A的电流时，受到的安培力为0.1 N，则通电直导线处的磁感应强度B可能是( )A.2 TB.小于2 TC.大于2 TD.零答案AC解析当导线方向垂直于磁场时，该导线受到的安培力最大，由磁感应强度定义得B＝FIL ＝0.12.5×2×10－2T＝2 T，可知A正确；当导线方向不垂直于磁场时导线受到的安培力为0.1 N，则当导线方向垂直于磁场时导线受到的安培力大于0.1 N，由磁感应强度定义知C选项正确.9.某电器元件不小心被外磁场磁化了，为了使该元件退磁，下列方法有效可行的有( )A.把该元件高温处理B.把该元件通入强电流C.把该元件放在逐渐减弱的交变磁场中D.把该元件放入强磁场中答案AC解析当磁体被高温加热、剧烈撞击或者逐渐减弱的交变磁场的作用时，分子电流取向变得杂乱无章，对外就不再显示磁性.10.电子以初速度v0垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，则( )A.磁场对电子的作用力始终不变B.磁场对电子的作用力始终不做功C.电子的速度始终不变D.电子的动能始终不变答案BD解析洛伦兹力的方向由左手定则可判定，始终垂直于速度方向，所以洛伦兹力不改变速度大小，只改变速度方向，因此磁场对电子的作用力始终不做功，即电子的动能始终不变.三、填空和实验题11.在如图2－9所示的匀强磁场中，垂直磁场方向放有一段长0.04 m的通电直导线，当通以水平向右的电流时，受到的安培力方向是__________，若电流的大小是0.8 A，受到的安培力大小为0.048 N，则该匀强磁场的磁感应强度B＝____________T.图2－9答案竖直向下 1.5解析根据左手定则知，导线所受的安培力方向竖直向下.根据F＝BIL得，B＝FIL ＝0.048 0.8×0.04T＝1.5 T.12.如图2－10所示，同一平面内有两根互相平行的长直导线1和2，通有大小相等、方向相反的电流，a 、b 两点与两导线共面，a 点在两导线的中间与两导线的距离均为r ，b 点在导线2右侧，与导线2的距离也为r .现测得a 点磁感应强度的大小为B ，则去掉导线1后，b 点的磁感应强度大小为____________，方向____________.图2－10答案 B2垂直纸面向外解析 根据安培定则可知两导线在a 点形成的磁场方向相同，由于两导线电流大小相等，a 点与两导线的距离也相等，故单根导线在a 点形成的磁感应强度大小为B2，由于a 和b 与导线2的距离相等，故撤掉导线1后，b 点磁感应强度大小为B2，根据安培定则可知，b 点磁场方向垂直纸面向外. 四 计算题13.匀强磁场中长2 cm 的通电导线垂直于磁场方向放置，当通过导线的电流为2 A 时，它受到的磁场力大小为4×10－3N ，问：该处的磁感应强度B 是多大？若磁场、电流不变，导线长度减小到1 cm ，该处的磁感应强度B 又是多大？ 答案 0.1 T 0.1 T解析 由磁感应强度的表达式B ＝FIL，得到B ＝0.1 T ，磁感应强度由磁场本身来决定，与导线长度无关，故导线长度减小到1 cm 时磁感应强度仍是0.1 T.14.地球是个大磁体，在赤道上，地磁场可以看成是沿南北方向的匀强磁场(如图2－11所示).如果赤道某处地磁场的磁感应强度的大小为0.5×10－4T ，在赤道上有一根东西方向的直导线，长为20 m ，载有从东往西的电流30 A ，则地磁场对这根导线的作用力有多大？方向如何？图2－11答案 3.0×10－2N 方向竖直向下15.如图2－12所示，一根轻弹簧将质量为m，长度为L的绝缘直导线悬挂在竖直平面内，直导线在匀强磁场中处于水平静止状态.匀强磁场的方向垂直于纸面向里，大小为B，当导线中通有如图所示的恒定电流I时，稳定后弹簧处于静止状态，此时弹簧对直导线施加的拉力大小为多少？图2－12答案BIL＋mg解析导线所受安培力大小F＝BIL，方向竖直向下，导线受力如图所示，故弹簧拉力大小为F T＝F＋mg＝BIL＋mg.16.在倾角为30°的光滑斜面上垂直纸面放置一根长为L、质量为m的直导体棒，一匀强磁场垂直于斜面向上，如图2－13所示.当导体棒内通有垂直于纸面向里的电流I时，导体棒恰好静止在斜面上，求磁感应强度的大小为多少？图2－13答案mg 2IL解析解决此题关键是确定安培力的方向，由受力分析及平衡不难解决. 受力分析如图由平衡条件得：F＝mg sin θ安培力：F＝BIL，所以B ＝mg sin 30°IL ＝mg 2IL .。

第四章电磁涉及其应用第一节电磁波的发现典型例题【例1】麦克斯韦电磁场理论的主要内容是什么？【解析】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产生磁场．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．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【例2】根据麦克斯韦的电磁场理论,以下说法中错误的选项是．A、变化的电场可产生磁场B、均匀变化的电场可产生均匀变化的磁场C、振荡电场能够产生振荡磁场D、振荡磁场能够产生振荡电场【解析】麦克斯韦电磁场理论的含义是变化的电场可产生磁场，而变化的磁场能产生电场；产生的场的形式由原来的场的变化率决定，可由原来场随时间变化的图线的切线斜率判断，确定．可见，均匀变化的电场的变化率恒定，产生不变的磁场，B说法错误；其余正确．【例3】能否用实验说明电磁波的存在？【解析】赫兹实验能够说明电磁波的存在。

依照麦克斯韦理论，电扰动能辐射电磁波。

赫兹根据电容器经由电火花隙会产生振荡原理，设计了一套电磁波发生器。

赫兹将一感应线圈的两端接于产生器二铜棒上。

当感应线圈的电流突然中断时，其感应高电压使电火花隙之间产生火花。

瞬间后，电荷便经由电火花隙在锌板间振荡，频率高达数百万周。

由麦克斯韦理论，此火花应产生电磁波，于是赫兹设计了一简单的检波器来探测此电磁波。

他将一小段导线弯成圆形，线的两端点间留有小电火花隙。

因电磁波应在此小线圈上产生感应电压，而使电火花隙产生火花。

所以他坐在一暗室内，检波器距振荡器10米远，结果他发现检波器的电火花隙间确有小火花产生。

根底练习〔选6题，填3题，计3题〕一、选择题1、电磁场理论是谁提出的〔〕A、法拉第B、赫兹C、麦克斯韦D、安培2、电磁场理论是哪国的科学家提出的〔〕A、法国B、英国C、美国D、中国3、电磁场理论预言了什么〔〕A、预言了变化的磁场能够在周围空间产生电场B、预言了变化的电场能够在周围产生磁场C、预言了电磁波的存在，电磁波在真空中的速度为光速D、预言了电能够产生磁，磁能够产生电4、关于电磁场的理论，下面说法中正确的选项是〔〕A、变化的电场周围产生的磁场一定是变化的B、变化的电场周围产生的磁场不一定是变化的C、均匀变化的磁场周围产生的电场也是均匀变化的D、振荡电场周围产生的磁场也是振荡的5、按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中正确的选项是〔〕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、变化的电场周围产生磁场C、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6、电磁波能够发生一下现象〔〕A、发射B、折射C、干预D、衍射二、填空题7、变化的磁场能够在周围空间产生__________，变化的电场能够在周围产生____________．8、电磁波__________〔填“可以〞或“不可以〞〕在真空中传播.9、_____________证实了麦克斯韦的预言.三、计算题10、麦克斯韦电磁场理论的两大根本要点是什么？11、电磁波传播的速度为3×108，某演唱会现场通过卫星用电磁波传输信号，现场到收音机用户总路程为7200公里，那么信号传播过来所需的时间是多少？12、简述电磁波的产生过程答案：1、C 2、B 3、C 4、D 5、BD 6、ABCD 7、电场磁场8、可以9、赫兹10、〔1〕不仅电荷能够产生电场，变化的磁场也能产生电场；〔2〕不仅电流能够产生磁场，变化的电场也能产生磁场。

追根溯源感受物理魅力 ------选修1-1《电磁波的发现》教学案例设计教材普通高中新课程标准实验教科书《物理》选修1-1第四章第一节教学时间一课时教学目标三个维度的教学目标具体为：（一）知识与技能对电磁场理论有初步的定性了解。

突出电磁场理论的核心内容。

了解电磁场理论建立的历史过程培养学生的观察、设疑、解疑、探索规律和分析推理能力。

（二）过程与方法回顾科学研究历程，学习科学研究的一般方法；听取科学家电磁波发现的史实，获取科学发现的间接经验；体验科学家科学研究的过程，领略科学实验方法的魅力；以学科教学为载体，渗透研究性学习的内容和方法。

（三）情感态度与价值观让学生体验探究自然界的艰辛与喜悦；陶冶崇尚科学，钦慕科学家，欣赏物理学的奇妙与和谐的情感；学习科学家勇于探索、大胆想象、科学预言、实验求真的科学态度和科学精神，启迪创新精神进行科学探究，体会研究的艰辛，享受成功的乐趣。

教学重点、难点分析：（一）、重点1.电磁场理论探究两个核心内容的过程及其内容的含义。

2.电磁波的形成（二）、难点1.探讨电磁场理论的方法。

2.电磁场理论核心内容的理解教学方法：创设情景、设疑、实验、点拨、探究讨论、预言分析及多媒体辅助的综合教学法。

教材分析“电磁波的发现”是该章的重点内容。

该节从理论上讲是电磁学的核心内容。

这些内容非常抽象。

在教学要求上只需有一个初步的定性的了解，突出理论的核心内容。

因此，为学生创设生动的物理学史情景、还原科学研究场景，利用生动具体、简单明了的演示实验，帮助学生理解抽象、难懂的物理概念，这是我们努力的方向。

讲好课的关键是做好两个演示实验。

一是“变化的磁场产生电场”，把铁心插入原线圈，原线圈两端接上220伏交流电，再把拾电圈接上小电珠发出亮光。

二是“变化的电场产生磁场”感应圈初级接学生电源，感应圈次级产生的高频电压加在平行板电容器的两块极板上。

在电容的两极板间放入小磁针盘，使盘面与板面平行。

接通电路，可见盘上许多小磁针发生偏转，显示出一系列同心圆。

电磁波的发现★新课标要求（一）知识与技能1．知道麦克斯韦电磁场理论的重要地位。

2．知道麦克斯韦电磁场理论的主要内容。

3．知道电磁波的特点。

4．知道赫兹实验及其重要意义。

（二）过程与方法通过对电磁波发现过程的了解，认识规律的普遍性与特殊性，培养学生的逻辑推理和类比推理能力。

（三）情感、态度与价值观培养学生崇尚科学、献身科学的精神。

★教学重点变化的磁场产生电场。

★教学难点变化的电场产生磁场。

★教学方法演示推理和类比推理★教学用具：学生电源一台，电磁铁一块，多匝线圈、灯座、小灯泡各一个，导线若干，多媒体课件★教学过程（一）引入新课（导入画面）师：大家看到的画面是“神舟六号”发射场面。

“神舟六号”上天后，人们是怎样知道它到达预定的地点呢？生：无线电波。

师：无线电广播、电视、人造卫星、导弹、宇宙飞船等，传递信息和跟地面的联系都要利用电磁波。

现代社会的各个部门，几乎都离不开“电磁波”，可以说“电”作为现代文明的标志，“电磁波”就是现代文明的神经中枢，或者叫现代化的代名词。

那么，电磁波是什么？它是怎样产生的？它有什么性质？怎样利用它传递信号？这一章就要讨论这些问题。

今天我们就从电磁波的发现开始学习。

（二）进行新课1．伟大的预言（教师首先向学生介绍麦克斯韦的生平简介，激发学生的好奇心和求知欲。

）麦克斯韦（Jame s Clark Mexwell，1831~1879）是英国的理论物理学家、数学家。

1831年6月13日生于英国爱丁堡。

他的父亲是一个科学家，他从小就受到科学的熏陶，15岁时向英国皇家学会递交数学论文，发表在《爱丁堡皇家学会学报》上，第一次显露出他出众的才华。

1847年，考入爱丁堡大学学习数学和物理学。

1850年转入剑桥大学，1854年毕业后留校工作，1856~1865年，他先后在阿丁见大学和伦敦皇家学院任教。

1871年，麦克斯韦任剑桥物理实验室主任，1874年，他主持建立的卡文迪许实验室竣工，任该实验室首任主任。

2018-2019学年高中物理第四章电磁波与电信息技术章末复习课学案教科版选修1-1编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2018-2019学年高中物理第四章电磁波与电信息技术章末复习课学案教科版选修1-1）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。

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第四章电磁波与电信息技术[巩固层·知识整合］[自我校对]①电场②磁场③红外线④紫外线⑤γ射线⑥越大⑦减小［学思心得］［提升层·能力强化]电磁波及电磁波谱自从是电磁波，而且证明了红外线、紫外线、X射线、γ射线等均是不同频率范围内的电磁波．科学研究证明电磁波是一个大家族．目前人类通过各种方式已得到或观测到的电磁波的最低频率为f＝10－2 Hz，其波长为地球半径的5×103倍;而电磁波的最高频率为f＝1025 Hz，它是来自于宇宙的γ射线．将电磁波按频率或波长的顺序排列起来就构成电磁波谱．在电磁波谱中,γ射线的波长最短，X射线次之，后面依次是紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波，不同频率的电磁波段有不同的用途．随着科学技术的不断进步，相信电磁波谱的两端还将不断扩展，电磁波的应用也将进一步扩展．（多选)关于电磁波谱，下列说法中正确的是（）A．红外线的波长比红色光波长长，它的热作用很强B．X射线就是伦琴射线C．阴极射线是一种频率极高的电磁波D．紫外线的波长比伦琴射线的长,它的显著作用是化学作用【解析】在电磁波谱中，红外线的波长比可见光的波长长，A项正确；X射线也称伦琴射线，B项正确；阴极射线是电子流，它与电磁波有着本质的区别，C项错误；紫外线的显著作用是化学作用，伦琴射线的显著作用是穿透作用，D项正确．【答案】ABD[针对训练］1．电磁波在生活中有着广泛的应用．不同波长的电磁波具有不同的特征，因此也有不同的应用．下列器件与其所应用的电磁波对应关系不正确的是( )【导学号:37032102】A．雷达——无线电波B．手机--X射线C．紫外消毒柜—-紫外线D．遥控器——红外线B［雷达是利用了无线电波中微波来测距的,故A正确；手机采用的是无线电波，X射线对人体有很大的辐射，不能用于通信，故B错误；紫外线具有很强的消毒作用，故C正确；红外线可以用于遥控器，故D正确；本题选不正确的故选B.]热敏电阻的型号及其特点电阻值随温度上升而增加的是正温度系数（PTC)热敏电阻器；电阻值随温度上升而减小的是负温度系数(NTC)热敏电阻器．热敏电阻器可按电阻温度特性、材料、结构、工作方式、工作温度和用途进行分类．热敏电阻器的分类分类方式类别电阻温度特性正温度系数、负温度系数材料金属、半导体(单晶、多晶、陶瓷)结构珠状、片状、杆状、膜状工作方式直热式、旁热式工作温度常温、高温、低温用途测温控温、辐射能(功率）测量、稳压（稳幅)等和元件、器件、电路的温度补偿；②利用非线性特性完成稳压、限幅、开关、过流保护作用；③利用不同媒质中热耗散特性的差异测量流量、流速、液面、热导、真空度等；④利用热惯性作为时间延迟器．将负温度系数热敏电阻、数字电流表、电源按图4。