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歡迎進(jìn)入物理課堂 電磁場(chǎng)與電磁波 偉大的物理學(xué)家 麥克斯韋 主要貢獻(xiàn) 建立電磁場(chǎng)理論預(yù)言電磁波的存在 麥克斯韋 1831 1879 簡(jiǎn)介英國(guó)物理學(xué)家 數(shù)學(xué)家 15歲在 愛丁堡皇家學(xué)報(bào) 發(fā)表論文 1854年從劍橋大學(xué)畢業(yè) 卡文迪許試驗(yàn)室首任主任 寫了100多篇有價(jià)值的論文 是一位可以與牛頓 愛因斯坦相提并論的科學(xué)家 電磁場(chǎng)理論 1 變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng) 2 變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng) 均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng) 非均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生變化的電場(chǎng) 周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率周期性變化的電場(chǎng) 均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng) 非均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng) 周期性變化的電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率周期性變化的磁場(chǎng) 返回 變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系的 形成一個(gè)不可分離的統(tǒng)一的場(chǎng) 電磁場(chǎng) 電磁波的產(chǎn)生 電磁波的產(chǎn)生 電磁場(chǎng)由近及遠(yuǎn)地傳播 形成電磁波 電磁波的發(fā)射 條件 1 要有足夠高的振蕩頻率2 電場(chǎng)和磁場(chǎng)分散到盡可能大的空間 電路的改造 1 增大d 減小S C 減小線圈的匝數(shù) L 增大振蕩頻率 2 開放電路 使電場(chǎng)和磁場(chǎng)擴(kuò)展到外部空間 電磁波的特點(diǎn) 1 E和B相互垂直且都垂直于傳播方向 電磁波是橫波 2 遵從波的一般規(guī)律 v f且能產(chǎn)生反射 折射 衍射 干涉等現(xiàn)象 4 電磁波的發(fā)射過程就是輻射能量的過程 5 電磁波的傳播不需要介質(zhì) 科學(xué)歷程 麥克斯韋 建立電磁場(chǎng)理論 預(yù)言電磁波的存在 20多年后 赫茲 實(shí)驗(yàn)證實(shí) 測(cè)定 f 得到波速C研究電磁波的反射 折射 衍射 干涉等 20多年后 20多年后 20多年后 20多年后 1 下列說法正確的是 AC A 恒定電流能夠在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)B 穩(wěn)定電場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)C 均勻變化的電場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)D 均勻變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互激發(fā) 形成由近及遠(yuǎn)的電磁波 2 當(dāng)電磁波的頻率增加時(shí) 它在真空中的速度將 C A 減小B 增大C 不變D 減小 增大和不變均有可能 3 為了使發(fā)射的電磁波的波長(zhǎng)增為原來的2倍 可以將振蕩電路的電容 A A 變?yōu)樵瓉淼?倍B 變?yōu)樵瓉淼?倍C 減為原來的一半D 減為原來的1 4 4 關(guān)于電磁波的傳播速度 以下敘述正確的是 D A 波長(zhǎng)越長(zhǎng) 傳播速度越快B 頻率越高 傳播速度越快C 發(fā)射量越大 傳播速度越快D 所有電磁波在真空中的傳播速度都一樣大 5 在LC振蕩電路中 已知L 1 0 10 2H C 1 0 10 10F 從開始放電起到振蕩電流第一次達(dá)到最大 經(jīng)歷的時(shí)間為1 57 10 6s 該電路產(chǎn)生的電磁波的波長(zhǎng)為1884m 能力 思維 方法 例1 關(guān)于麥克斯韋電磁場(chǎng)理論 下面幾種說法正確的是 D A 在電場(chǎng)周圍空間一定產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)B 任何變化電場(chǎng)周圍空間一定產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)C 均勻變化的電場(chǎng)周圍空間能產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)D 振蕩電場(chǎng)在它的周圍空間一定能產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場(chǎng) 能力 思維 方法 解析 首先要明確 不變化的電場(chǎng)周圍不產(chǎn)生磁場(chǎng) 變化的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生磁場(chǎng) 如果電場(chǎng)是均勻變化的 產(chǎn)生的磁場(chǎng)是穩(wěn)定的 如果電場(chǎng)是周期性變化的 產(chǎn)生的磁場(chǎng)也將是同頻率的周期性變化的 反之也成立 綜上所述答案為D 能力 思維 方法 例2 在以下幾種反映電場(chǎng)隨時(shí)間變化的圖像中 能夠產(chǎn)生磁場(chǎng)的是BCDE 能夠形成電磁波的是CE 能力 思維 方法 解析 穩(wěn)定的電場(chǎng)周圍沒有磁場(chǎng) 均勻變化的電場(chǎng)周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng) 非均勻變化的電場(chǎng)周圍空間產(chǎn)生變化的磁場(chǎng) 振蕩電場(chǎng)周圍產(chǎn)生振蕩的磁場(chǎng) 能力 思維 方法 例3 無線電發(fā)射機(jī)發(fā)射的電磁波的頻率由LC振蕩電路決定 若LC電路中的電容器電容C 2 0 10 8F 線圈自感系數(shù)L 3 2mH 發(fā)射出的電磁波的波長(zhǎng)是多少 能力 思維 方法 解析 本題考查的是電磁波的頻率公式和波速公式 由f 以及v f 可 2 且電磁波的波速如沒有特殊交待一律是以真空中的光速為標(biāo)準(zhǔn) 答案為1 5 104m 延伸 拓展 例4 如圖14 2 2所示 圓形區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 場(chǎng)外有一帶正電的粒子 重力不計(jì) 靜止在某點(diǎn)外 當(dāng)磁場(chǎng)均勻增強(qiáng)時(shí) 該粒子的運(yùn)動(dòng)情況是 C A 仍靜止在某點(diǎn)處B 將做勻速運(yùn)動(dòng)C 將做加速運(yùn)動(dòng)D 以上說法均不對(duì) 圖14 2 2 延伸 拓展 解析 根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論 變化的磁場(chǎng)周圍空間將產(chǎn)生電場(chǎng) 處在電場(chǎng)中的帶電粒子將受到電場(chǎng)力的作用而做加速運(yùn)動(dòng) 故C正確 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全