高中物理第四章电磁波及其应用本章整合课件选修11高中选修11物理课件

第二节 法拉第电磁感应定律练习

1．(单选)关于感应电动势的大小，下列说法正确的是( )

A．穿过闭合回路的磁通量最大时，其感应电动势一定最大

B．穿过闭合回路的磁通量为零时，其感应电动势一定为零

C．穿过闭合回路的磁通量由不为零变为零时，其感应电动势一定为零

D．穿过闭合回路的磁通量由不为零变为零时，其感应电动势一定不为零

解析：磁通量大小与感应电动势大小不存在内在的联系，故A、B错误；当磁通量由不为零变为零时，闭合回路的磁通量一定改变，一定有感应电流产生，有感应电流就一定有感应电动势，故C错D对．

答案：D

2．(多选)穿过一个10匝线圈的磁通量每秒均匀地减少2 Wb，则该线圈中的感应电动势( )

A．大小不变 B．随时间均匀变化

C．减少了20 V D．等于20 V

解析：由感应电动势的表达式E＝nΔΦΔt可计算出多匝线圈的电动势的大小．磁通量均匀变化意味着变化率恒定．

答案：AD

3．(单选)穿过一个电阻为1 Ω的单匝线圈的磁通量发生变化：在Δt1时间内是每秒均匀地减小2 Wb，在Δt2时间内是每秒均匀地增大2 Wb.则( )

A．线圈中产生的感应电动势在Δt2时间内比在Δt1时间内大2 V

B．线圈中产生的感应电动势在Δt1时间内和在Δt2时间内一定都大于2 V

C．线圈中产生的感应电动势一直是2 V

D．线圈中产生的感应电流的大小前后两段时间不相等

解析：根据法拉第电磁感应定律E＝ΔΦΔt＝2 V，则I＝ER＝2 A．故本题只选C.

答案：C

4．(单选)闭合圆形金属环放在匀强磁场中，金属环所在平面与磁场垂直．当磁感应强度均匀增加时，产生的感应电动势为E1，若用同样的材料制成半径为前者2倍的圆形金属环，同样放在该磁场中，则感应电动势为( )

A．2E1 B．E1

C．4E1 D.2E1

解析：由法拉第电磁感应定律E＝ΔΦΔt可知，当环的半径变成2倍时，面积变成4倍，ΔΦ就是同种情况下的4倍，所以E变成4倍，即C正确．

1 2 电磁振荡

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知识梳理

1.几个基本概念：大小和方向都随时间做____________的电流叫振荡电流，能够产生振荡电流的电器叫____________.在LC回路产生振荡电流的过程中，电容器极板上的电荷、通过线圈的电流以及跟电荷和电流相联系的电场和电磁场都发生周期性变化的现象叫__________.

2.LC回路中产生的电磁振荡：（1）LC回路中的振荡电流是由于电容器通过自感线圈（可产生自感电动势，阻碍通过线圈的电流的变化）不断充、放电产生的，按__________规律做周期性变化.（2）在LC回路产生振荡电流的过程中，磁场能（由通过线圈中的电流产生）和电场能（由电容器极板上的电荷产生）之间不断地相互转化着.电容器放电阶段，__________能转化为__________能.放电完毕瞬间，电场能为__________，振荡电流及磁场能达到__________.然后电容器被反向充电，在此阶段，__________能转化为__________.充电完毕瞬间，磁场能为零，电容器极板上的电荷量及电场能达__________.

3.LC振荡电路的周期只取决于__________和__________，即由LC回路本身的性质决定，和电容器所带电荷量q，极板间的电压u，线圈中的电流i均无关.

知识导学

学习本节内容，首先要明确一些相关的基本概念，掌握振荡电流的产生和电磁振荡的过程，LC振荡电路的周期和频率，及影响周期和频率的因素，学会公式T=2πLC,f=LC21的应用，一定要注意理论与实践相结合，由于电磁振荡是本节，也是本章内容的重点，在电磁波的应用方面有着举足轻重的作用，所以我们必须理解和掌握电磁振荡的产生原理，尤其是LC振荡电路.

疑难突破

电磁振荡的产生过程

剖析：电磁振荡过程中电流及电容器上电荷量随时间的变化关系如图14-2-1所示.

图14-2-1

振荡过程中的电流，极板上的电荷量、电压、电场能和磁场能的对应关系如下表所示.

训练6 习题课：法拉第电磁感应定律的应用(二)

[概念规律题组]

1．如图1甲所示，有一面积为150 cm2的金属环，电阻为0.1 Ω，在环中100 cm2的同心圆面上存在如图乙所示的变化的磁场，在0.1 s到0.2 s的时间内环中感应电动势为________，金属环产生的焦耳热为________．

图1

2.如图2所示，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂

直于纸面向里，磁场上边界b和下边界d水平．在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平．线圈从水平面a开始下落．已知磁场上、下边界之间的距离大于水平面a、b之间的距离．若线圈下边刚通过水平面b、c(位于磁场中)和d时，线圈所受到的磁场力的大小分别为Fb、Fc和Fd，则 ( ) 图2

A．Fd>Fc>Fb B．Fc

C．Fc>Fb>Fd D．Fc

3.如图3所示，在一匀强磁场中有一U形导线框abcd，线框处于水平

面内，磁场与线框平面垂直，R为一电阻，ef为垂直于ab的一根导体杆，它可在ab、cd上无摩擦地滑动．杆ef及线框中导线的电阻都可不计．开始时，给ef一个向右的初速度，则 ( ) 图3

A．ef将减速向右运动，但不是匀减速

B．ef将匀减速向右运动，最后停止

C．ef将匀速向右运动

D．ef将往返运动

4.如图4所示，虚线上方空间有匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里，

直角扇形导线框绕垂直于纸面的轴O以角速度ω匀速逆时针转动．设线框中感应电流的方向以逆时针为正，线框处于图示位置时为时间零点，那么，下列图中能正确表示线框转动一周感应电流变化情况的是 ( ) 图4

[方法技巧题组]

5.如图5所示，水平放置的平行金属导轨，相距L＝0.50 m，左端接一

电阻R＝0.20 Ω，磁感应强度B＝0.40 T的匀强磁场方向垂直于导轨平面，导体棒ab垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计，当ab以v＝4.0 m/s的速度水平向右匀速滑动时，求： 图5

1 高二物理选修3-4教案

第十四章 电磁波

§14.1电磁波的发现

教学目标

（一）知识与技能：

①了解发现电磁波的历史背景，知道麦克斯韦对电磁学的伟大贡献。

②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。

（二）过程与方法：

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基础意义。

（三）情感态度与价值观：

领会发现电磁波的过程中所蕴含的科学精神和科学研究方法。

教学重点

麦克斯韦电磁场理论。

教学难点

对电磁波与机械波的异同认识不清。

教法选择和学法指导

启发诱导法、类比法

教学过程

一、引入新课

通过前面机械波的学习，我们对机械波有了一定的了解，请同学们会议有关机械波的知识。

问：机械波是如何形成的？

答：波源产生振动，通过介质将波源的振动形式向外传播形成机械波。

问：机械波有哪些性质？

答：机械波具有干涉、衍射、反射、折射等性质。

上一章我们提到“光是一种电磁波”，电磁波于我们的生活息息相关。问什么电磁波能得到这样广泛的应用？它与机械波有何不同？我们将在这节课里学习电磁波被发现历史，进而研究它的主要特征。

二、课前预习

让学生通过看书回答以下问题：

1、麦克斯韦关于电场和磁场的预言是什么？ 2 答：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场。

2、麦克斯韦的关于光的本质的预言是什么？

答：从本质上来说，光是一种电磁波。

3、赫兹的实验在电磁学的发展过程中有什么作用？

答：赫兹的实验验证了电磁波的存在，并精确的测定了电磁波在真空中的速度等于光速，证实了麦克斯韦的预言。也为后来无线电技术的发展开辟了道路。

三、新课教学

1、伟大的预言

①变化的磁场产生电场

问：通过3-2电磁感应的学习我们知道，闭合线圈中的磁通量发生变化就能产生感应电流，可是为什么会有感应电流呢？自由电荷是如何定向移动的呢？

答：有感应电流存在说明在线圈的周围存在感应电场，自由电荷在感应电场的作用下做定向移动。