本章整合提升3 第三章 电磁振荡与电磁波 —人教版高中物理选择性必修第二册课件(共19张PPT)

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第四章电磁振荡与电磁波

第1节电磁振荡

【素养目标】

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。

【必备知识】

知识点一、电磁振荡

(1)振荡电流：大小和方向都做周期性迅速变化的电流，叫做振荡电流。

(2)振荡电路：能产生振荡电流的电路叫做振荡电路。

(3)振荡过程：如图所示，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关掷向2，从此时起，电容器要对线圈放电。

①放电过程：由于线圈的自感作用，放电电流不能立刻达到最大值，由0逐渐增大，同时电容器极板上的电荷减少。放电完毕时，极板上的电荷为零，放电电流达到最大。该过程电容器储存的电场能转化为线圈的磁场能。 精品文档 精心整理

②充电过程：电容器放电完毕，由于线圈的自感作用，电流并不会立刻消失，而要保持原来的方向继续流动，并逐渐减小，电容器开始反向充电，极板上的电荷逐渐增加，当电流减小到零时，充电结束，极板上的电荷量达到最大。该过程线圈中的磁场能又转化为电容器的电场能。此后电容器再放电、再充电，周而复始，于是电路中就有了周期性变化的振荡电流。

(4)实际的LC振荡是阻尼振荡：电路中有电阻，振荡电流通过时会有电热产生，另外还会有一部分能量以电磁波的形式辐射出去。如果要实现等幅振荡，必须有能量补充到电路中。

知识点二、电磁振荡的周期和频率

(1)周期：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间叫做周期。

(2)频率：单位时间内完成的周期性变化的次数叫做频率。

如果振荡电路没有能量损失，也不受外界影响，这时的周期和频率分别叫做固有周期和固有频率。

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。

第 1 页 共 11 页 第四章 电磁振荡与电磁波 知识点清单 高二下学期物理人教版（2023）选择性必修第二册

新教材 人教版 高中物理

选择性必修第二册

第4章知识点清单

目录

第4章 电磁振荡与电磁波

第1节 电磁振荡

第2节 电磁场与电磁波

第3节 无线电波的发射和接收

第4节 电磁波谱

第4章 电磁振荡与电磁波

第1节 电磁振荡

一、电磁振荡的产生和能量变化

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，叫作振荡电流。

(2)振荡电路：产生振荡电流的电路叫作振荡电路。由电感线圈L和电容C组成的电路是最简单的振荡电路，称为LC振荡电路。

2. LC振荡电路的振荡过程 第 2 页 共 11 页 (1)放电过程

电容器刚要放电时，电容器里的电场最强，电路里的能量全部储存在电容器的电场中；电容器开始放电后，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；放电完毕时，放电电流达到最大值，电场能全部转化为磁场能。

(2)充电过程

电容器放电完毕时，由于线圈的自感作用，电流会保持原来的方向并逐渐减小，电容器将进行反方向充电，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，反方向充电完毕时，电流减小为零，电容器极板上的电荷最多，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。

导师点睛 (1)振荡电流是充、放电电流。

(2)振荡电流实际上就是交变电流，由于频率很高，习惯上称之为振荡电流。

3. 电磁振荡

电容器不断地充电和放电，电路中就出现了大小、方向都在变化的电流，即出现了振荡电流。在整个过程中，电路中的电流i、电容器极板上的电荷量q、电容器里的电场强度E、线圈里的磁感应强度B，都在周期性地变化着。这种现象就是电磁振荡。

知识改变格局 格局决定命运！ - 1 - 课时素养评价

十三 电磁振荡 电磁场与电磁波

(25分钟·60分)

一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)

1.下列关于电磁波的说法正确的是 ( )

A.电磁波必须依赖介质传播

B.电磁波可以发生衍射现象

C.电磁波不会发生偏振现象

D.电磁波无法携带信息传播

【解析】选B。电磁波在真空中也能传播,A错误;衍射是一切波所特有的现象,B正确;电磁波是横波,横波能发生偏振现象,C错误;所有波都能传递信息,D错误。

2.某实验小组探究电磁波和声波的传播的特点,实验一:空气中手机A的号码是178××××3810,手机B的号码是155××××2558。手机A呼叫手机B时,手机B发出响声且屏上显示手机A的号码“178××××3810”;实验二:将手机A置于一透明真空玻璃罩中,用手机B呼叫手机A,则玻璃罩外面的人发现手机A ( )

A.发出响声,并显示手机B的号码“155××××2558”

B.不发出响声,但显示手机B的号码“155××××2558”

C.不发出响声,但显示手机A的号码“178××××3810”

D.既不发出响声,也不显示号码

【解析】选B。声波为机械波,传播需要介质,在真空中不能传播,光波、手知识改变格局 格局决定命运！ - 2 - 机发射的信号均为电磁波,传播不需要介质,可以在真空中传播,故用手机B呼叫手机A时,玻璃罩外的人能看到手机A显示手机B的号码,但听不到声音,故B正确,A、C、D错误。

【补偿训练】

甲坐在会议室台前60 m处听报告,乙坐在家里离电视机5 m处听电视转播,已知乙所在处与会议室相距1 000 km,不考虑其他因素,则(空气中声速为

340 m/s) ( )

A.甲先听到声音 B.乙先听到声音

C.甲、乙同时听到声音 D.不能确定

【解析】选B。声音传到甲所需时间为t1= s=0.176 s;传到乙所需时间为t2= s+ s=0.018 s,故B正确。