第14章 1 电磁波的发现 （word版含答案）

1　 电磁波的发现 [学科素养与目标要求]　 物理观念：1.知道麦克斯韦电磁场理论.2.了解电磁波的基本特点、发现过程及传播规律，知道电磁波与机械波的区别． 科学态度与责任：1.了解电磁波的发现对人类文明的影响.2.了解麦克斯韦电磁场理论在物理学发展史上的意义． 一、伟大的预言 1．变化的磁场产生电场 (1)实验基础：如图1所示，在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里就会产生感应电流． 　 图1 (2)麦克斯韦的见解：电路里感应电流的产生，一定是变化的磁场产生了电场，自由电荷在电场的作用下发生了定向移动． (3)实质：变化的磁场产生了电场． 2．变化的电场产生磁场 麦克斯韦假设，既然变化的磁场能产生电场，那么变化的电场也会在空间产生磁场． 二、电磁波 1．电磁波的产生：变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远向周围传播，形成电磁波． 2．电磁波是横波：根据麦克斯韦的电磁场理论，电磁波在真空中传播时，它的电场强度和磁感应强度互相垂直，而且二者均与波的传播方向垂直，因此电磁波是横波． 3．电磁波的速度：麦克斯韦指出了光的电磁本性，他预言电磁波的速度等于光速． 三、赫兹的电火花 赫兹证实了麦克斯韦关于光的电磁理论，为了纪念他，把频率的单位定为赫兹． 判断下列说法的正误． (1)在电场周围，一定存在着和它联系着的磁场．(　×　) (2)在变化的磁场周围一定会产生变化的电场．(　×　) (3)电磁波不能在真空中传播．(　×　) (4)电磁波是横波．(　√　) 一、麦克斯韦电磁场理论 1．电子感应加速器是用来获得高速电子的装置，其基本原理如图所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电磁铁线圈中通入变化的电流，真空室中的带电粒子就会被加速，其速率会越来越大．请思考：带电粒子受到什么力的作用而被加速？如果线圈中通以恒定电流会使粒子加速吗？这个现象告诉我们什么道理？ 答案　带电粒子受到电场力作用做加速运动．线圈中通入恒定电流时，带电粒子不会被加速．变化的磁场能产生电场． 2．用导线将手摇发电机与水平放置的平行板电容器两极相连，平行板电容器两极板间的距离为4 cm左右，在下极板边缘放上几个带绝缘底座的可转动小磁针，当摇动发电机给电容器充电或电容器放电时，小磁针发生转动，充电结束或放电结束后，小磁针静止不动．请思考：小磁针受到什么力的作用而发生转动？这个现象告诉我们什么道理？ 答案　小磁针受到磁场力的作用而转动．变化的电场产生磁场． 对麦克斯韦电磁场理论的理解 (1)变化的磁场产生电场 ①均匀变化的磁场产生恒定的电场． ②非均匀变化的磁场产生变化的电场． ③周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场． (2)变化的电场产生磁场 ①均匀变化的电场产生恒定的磁场． ②非均匀变化的电场产生变化的磁场． ③周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场． 例1　关于电磁场理论，下列说法正确的是(　　) A．在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场 B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场 C．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场 D．周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场 答案　D 解析　根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场能产生磁场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，非均匀变化的电场才产生变化的磁场． [学科素养]　例1涉及对麦克斯韦电磁场理论的理解．学生需要认识到：恒定的磁场不会产生电场，同样，恒定的电场也不会产生磁场．本题考查了学生灵活运用相关知识解决实际问题的能力，体现了“科学思维”的学科素养． 针对训练　某电路中电场随时间变化的图象如下列各图所示，能发射电磁波的电场是(　　) 答案　D 解析　图A中电场不随时间变化，不会产生磁 ... ...