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一、电磁波的发现学习目标知识脉络1．理解麦克斯韦的电磁场理论．(重点)2．知道电磁波是如何形成的．(难点)3．知道赫兹实验在物理学发展中的贡献．4．掌握电磁波的传播速度．(重点)麦克斯韦的电磁场理论[先填空]1．变化的磁场产生电场(1)在变化的磁场中放一个闭合的电路，由于穿过电路的磁通量发生变化，电路里会产生感应电流．这个现象的实质是变化的磁场在空间产生了电场．(2)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变化的电场也相当于一种电流，也在空间产生磁场，即变化的电场在空间产生磁场．3．麦克斯韦不仅预言了电磁波的存在，而且揭示了电、磁、光现象在本质上的统一．[再判断]1．均匀变化的磁场产生均匀变化的电场．(×)2．均匀变化的电场产生稳定的磁场．(√)3．稳定的电场也能产生变化的磁场．(×)[后思考]只有电荷产生电场吗？【提示】变化的磁场也可产生电场，电场不全是由电荷产生的．1．变化的磁场产生电场：均匀变化的磁场产生稳定的电场，周期性变化的振荡磁场能产生同周期性的振荡电场，这条理论的基础是法拉第的电磁感应现象．2．变化的电场产生磁场：均匀变化的电场产生稳定的磁场，周期性变化的振荡电场产生同频率的振荡磁场，这一条是麦克斯韦的一个伟大的预言．3．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．4．变化的电场和磁场相互联系，形成一个统一的场，就是电磁场，而电磁场由近及远地向周围空间传播形成电磁波．5．电场、磁场的变化关系1．(多选)根据麦克斯韦电磁理论，如下说法正确的是()A．变化的电场一定产生磁场B．均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场C．稳定的电场一定产生稳定的磁场D．振荡交变的电场一定产生同频率的振荡交变磁场【解析】根据麦克斯韦的电磁场理论，可知只有变化的电场和磁场才产生磁场和电场，选项A正确，选项C错；均匀变化的电场产生的磁场是恒定的，振荡交变的电场一定产生同频率的振荡交变磁场，所以选项B错，选项D对．【答案】AD2．某闭合电路的电流或电压随时间变化的规律如图4-1-1所示，能发射电磁波的是()【导学号：46852076】图4-1-1【解析】非均匀变化的电场产生变化的磁场，非均匀变化的磁场再产生变化的电场，从而形成电磁场，电磁场由近及远地传播，形成电磁波，故要求电流或电压是变化的，但不能是均匀变化的，C项正确．【答案】 C3．关于电磁场，下列说法中不正确的是()A．在一个磁铁旁放一带电体，则两者周围空间就形成了电磁场B．电磁场既不同于静电场，也不同于静磁场C．电磁场中的电场和磁场是不可分割的一个统一体D．电磁场中的电场的变化频率和磁场的变化频率是相同的【解析】电磁场是变化的电场和变化的磁场形成的不可分割的统一场，而不是静电场和静磁场简单的复合．所以选项A错．【答案】 A1．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．2．只有周期性变化的电场或磁场才能产生电磁波．电磁波及赫兹的火花实验[先填空]1．电磁场(1)如果在空间某区域有不均匀变化的电场，那么这个变化的电场就在空间引起变化的磁场，这个变化的磁场又会引起新的变化的电场和磁场……于是，变化的电场和磁场交替产生，由近及远地传播，形成电磁波．(2)特点①电磁波可以在真空中传播．②电磁波的传播速度等于光速．③光在本质上是一种电磁波．④光是以波动形式传播的一种电磁振动．2．赫兹的火花实验(1)赫兹首先捕捉到电磁波，在以后的一系列实验中，证明了电磁波与光具有相同的性质．他还测得，电磁波在真空中具有与光相同的传播速度c.(2)赫兹证实了麦克斯韦关于光的电磁理论．(3)赫兹被誉为无线电通信的先驱．后人为了纪念他，把频率的单位定为赫兹．[再判断]1．电磁波的传播不需要介质．(√)2．赫兹证实了麦克斯韦的电磁场理论．(√)3．电磁波的传播不需要介质，机械波的传播也不需要介质．(×)[后思考]1．电磁波是如何形成的？【提示】振荡的电场产生振荡的磁场，振荡的磁场产生振荡的电场，这种振荡的电场、磁场交替产生，由近及远地向周围空间传播，形成电磁波．2．赫兹对电磁波有哪些研究？【提示】赫兹用实验证明了电磁波的存在，并研究了电磁波的反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象，证明了电磁波与光具有相同的性质，测出了电磁波在真空中的传播速度与光速c相同．电磁波与机械波的比较电磁波机械波研究对象电磁现象力学现象产生由周期性变化的电场、磁场产生由质点(波源)的振动产生纵、横波横波纵波或横波波速在真空中等于光速波速由传播介质决定，在空气中很小(如声波为340 m/s)是否需要介质不需要介质(在真空中仍可传播)必须有介质(真空中不能传播)4．电磁波与机械波相比，以下说法正确的是()A．它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象B．它们在本质上是相同的，只是频率不同而已C．它们都可能是横波，也可能是纵波D．它们都能在真空中传播【解析】二者都属于波，都具有波的共性，能发生反射、折射、干涉、衍射等现象，故选项A正确；但它们产生的机理不同，本质不同，选项B错误；电磁波是横波，机械波既有横波又有纵波，选项C错误；机械波不能在真空中传播，选项D错误．【答案】 A5．手机A的号码为XX，手机B的号码为XX，手机A拨打手机B时，手机B发出响声并且显示屏上显示A的手机号码XX，若将手机A置于一透明真空罩中，用手机B拨打A，则发现手机A()A．发出响声，并显示B的号码XXB．不发出响声，但显示B的号码XXC．不发出响声，但显示A的号码XXD．既不发出响声，也不显示号码【解析】电磁波可以在真空中传播，而声波传播则需要介质．当手机B 拨打手机A时(A置于一透明真空罩中)，A能显示B的号码，不能发出响声，即选项B正确．本题容易出现的问题是不能区分电磁波和机械波．【答案】 B6．关于电磁波，下列说法正确的是()A．光不是电磁波B．电磁波需要有介质才能传播C．只要有电场和磁场，就可以产生电磁波D．真空中，电磁波的传播速度与光速相同【答案】 D1．电磁波与机械波都是周期性的，都能传播能量．2．电磁波和机械波都具有波的一切特性，如反射、衍射、干涉等．3．波从一种介质进入另一种介质，其频率都不变．。
