2.電磁場(chǎng)與電磁波知識(shí)結(jié)構(gòu)導(dǎo)圖變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)形成及特點(diǎn)電場(chǎng)赫茲證實(shí)了電磁波的存在電磁場(chǎng)與電磁波電磁波電磁場(chǎng)核心素養(yǎng)目標(biāo)物理觀念：(1)初步了解麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的基本思想，知道

電磁場(chǎng)的概念.(2)知道電磁波的概念.科學(xué)思維：(1)了解麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的主要觀點(diǎn).(2)通過(guò)類(lèi)比，了解電磁波相對(duì)機(jī)械波的特點(diǎn).科學(xué)探究：通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示，體會(huì)預(yù)言的科學(xué)價(jià)值，以及實(shí)驗(yàn)證

據(jù)對(duì)新理論的支持作用.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：知道電磁波在生活、生產(chǎn)和科技中的應(yīng)用基礎(chǔ)導(dǎo)學(xué)研讀教材

素養(yǎng)形成知識(shí)點(diǎn)一

電磁場(chǎng)1.變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)在變化的磁場(chǎng)中放一個(gè)閉合電路，電路里會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，其

實(shí)質(zhì)是變化的磁場(chǎng)在它周?chē)a(chǎn)生了電

場(chǎng)

，電路中的自由電荷在

電場(chǎng)力作用下做定向運(yùn)動(dòng)，形成了感應(yīng)電流，即使在變化的磁場(chǎng)電場(chǎng)周?chē)鷽](méi)有閉合電路同樣也可以產(chǎn)生電

場(chǎng)

，如圖1所示

.圖

1圖

22.

變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，在電容器充、放電的過(guò)程中，不僅導(dǎo)體中的電流要產(chǎn)生磁場(chǎng)，而且在電容器兩極板間周期性變化

的電場(chǎng)也產(chǎn)生

磁場(chǎng)

,

如

圖

2

所

示

.3.

電磁場(chǎng)變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系的，形成一個(gè)不可分割的統(tǒng)一

體，這就是電磁場(chǎng).電場(chǎng)圖1圖

2拓展麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的基本觀點(diǎn)①靜電場(chǎng)(恒定磁場(chǎng))不產(chǎn)生磁場(chǎng)(電場(chǎng)).②均勻變化的電場(chǎng)(磁場(chǎng))產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)(電場(chǎng)).③交變電場(chǎng)(磁場(chǎng))產(chǎn)生交變磁場(chǎng)(電場(chǎng)).知識(shí)點(diǎn)二

電磁波1.

麥克斯韋的預(yù)言(1)預(yù)言電磁波的存在如果在空間某區(qū)域有周期性變化的

電場(chǎng)

,就會(huì)在周?chē)鹱兓拇艌?chǎng),變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)又會(huì)在較遠(yuǎn)的空間引起新的變

化的電場(chǎng)和磁場(chǎng).這樣變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)由近及遠(yuǎn)地向周?chē)鷤鞑ィ?/p>

形成了電

磁

波

.(2)預(yù)言光是電磁波麥克斯韋從理論上預(yù)見(jiàn)，電磁波在真空中的傳播速度

等于光速c,

由此，麥克斯韋預(yù)言了光是

電

磁波.電磁波是

橫波

.(2)電磁波的傳播不需要介質(zhì)，在真空中電磁波的傳播速度跟光

速

相同，即

U真空=c=3.0×10?m/s.(3)電磁波具有波的共性，能產(chǎn)生干

涉

、

衍射

等現(xiàn)象，

電磁波與物質(zhì)相互作用時(shí)，能發(fā)生反射、吸收、折射等現(xiàn)象，電磁

波也是傳播能量的一種形式.(4)電磁波的頻率為電磁振蕩的頻率，由波源決定，與介質(zhì)無(wú)關(guān).2.

電磁波的特點(diǎn)(1)拓展預(yù)言在科學(xué)發(fā)展中具有獨(dú)特的作用.預(yù)言并不是毫無(wú)科學(xué)依據(jù)的胡思亂想，科學(xué)的預(yù)言通過(guò)“假設(shè)—演繹”的方式，去大膽假設(shè)理論，檢驗(yàn)理論，并對(duì)有局限的理論加以修改，發(fā)揮科學(xué)理論的預(yù)言作用，引導(dǎo)人們從已知的現(xiàn)象中去預(yù)測(cè)未來(lái).我們的生活離不開(kāi)電磁波知識(shí)點(diǎn)三

赫茲的電火花實(shí)驗(yàn)1.赫茲實(shí)驗(yàn)裝置赫茲實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，赫茲觀察到：當(dāng)與感應(yīng)圈連接的兩個(gè)

金屬球間有火花跳過(guò)時(shí)，導(dǎo)線環(huán)兩端的小球間也跳過(guò)火花.據(jù)此實(shí)

驗(yàn)，赫茲在人類(lèi)歷史上首先捕捉到了電磁波.諧振器2.

赫茲的其他成果赫茲觀察到了電磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等現(xiàn)

象.測(cè)量證明了電磁波在真空中具有與光相同的速度

c,證實(shí)了麥

克斯韋關(guān)于光的電磁場(chǎng)理論.3.

赫茲實(shí)驗(yàn)的意義(1)證實(shí)了麥克斯韋關(guān)于光的電磁場(chǎng)理論；(2)人類(lèi)歷史上首次捕捉到了電磁波；(3)為無(wú)線電技術(shù)的發(fā)展開(kāi)拓了道路.【思考辨析】(1)變化的磁場(chǎng)周?chē)欢ù嬖谥妶?chǎng)，與是否有閉合電路無(wú)

關(guān)

.

(

√

)(2)周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率變化的電場(chǎng)(

√

)(3)變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)相互關(guān)聯(lián)，形成一個(gè)統(tǒng)一的場(chǎng)，即

電磁場(chǎng)(

√)(4)電場(chǎng)周?chē)欢ù嬖诖艌?chǎng)，磁場(chǎng)周?chē)欢ù嬖陔妶?chǎng)(

×)(5)電磁波可以在真空中傳播(√)(6)赫茲證實(shí)了電磁波的存在(√)課堂互動(dòng)合作探究要點(diǎn)一

電磁波的形成與傳播題型1電磁場(chǎng)的產(chǎn)生[例

1]

(多選)根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，下列說(shuō)法正確的是

(

)A.

變化的電場(chǎng)(或磁場(chǎng))產(chǎn)生的磁場(chǎng)(或電場(chǎng))一定是變化的B.變化的電場(chǎng)(或磁場(chǎng))產(chǎn)生的磁場(chǎng)(或電場(chǎng))一定是穩(wěn)定的C.周期性變化的電場(chǎng)(或磁場(chǎng))產(chǎn)生的磁場(chǎng)(或電場(chǎng))一定是周期

性變化的D.

周期性變化的電場(chǎng)(或磁場(chǎng))一定可以產(chǎn)生電磁波

素

養(yǎng)

提

升解析：均勻變化的電場(chǎng)(或磁場(chǎng))產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)(或電場(chǎng));周

期性變化的電場(chǎng)(或磁場(chǎng))產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)(或電場(chǎng)),周期性

變化的電場(chǎng)和周期性變化的磁場(chǎng)相互聯(lián)系著形成統(tǒng)一的電磁場(chǎng)，電

磁場(chǎng)傳播出去就形成了電磁波，可見(jiàn)正確答案為C

、D.答案：CD提醒變化的電場(chǎng)一定能產(chǎn)生磁場(chǎng)，但不一定能產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，如

均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)；同理，變化的磁場(chǎng)也不一定產(chǎn)生變化的電場(chǎng).題型2電磁波的特點(diǎn)[例

2]

(多選)下列關(guān)于電磁波的敘述中，正確的是()A.

電磁波是以波動(dòng)的形式由發(fā)生區(qū)域向遠(yuǎn)處傳播的電磁場(chǎng)B.電磁波在任何介質(zhì)中的傳播速度均為3.0×10?m/sC.電磁波由真空進(jìn)入介質(zhì)傳播時(shí)，波長(zhǎng)將變短D.

電磁波也能產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象解析：電場(chǎng)、磁場(chǎng)相互激發(fā)并以波動(dòng)的形式向外傳播，形成電

磁波，選項(xiàng)A

正確；電磁波只有在真空中波速為3×10?m/s,在其他介質(zhì)中波速均小于3×10?m/s,

選項(xiàng)B

錯(cuò)誤；根據(jù)電磁波

從真空進(jìn)入介質(zhì)中時(shí)，頻率不變，波速減小，可知電磁波在介質(zhì)中

的波長(zhǎng)λ減小，故選項(xiàng)C

正確；電磁波具有波的一切性質(zhì)，能產(chǎn)生

干涉和衍射現(xiàn)象，故選項(xiàng)D正確.答

案

：ACD練

1

(多選)梳子在梳頭后帶上電荷，搖動(dòng)這把梳子在空中產(chǎn)生電磁波.該電磁波(

)A.

是橫波B.

不能在真空中傳播C.

只能沿著梳子搖動(dòng)的方向傳播D.在空氣中的傳播速度約為3×10?m/s解析：電磁波傳播方向與電磁場(chǎng)方向垂直，是橫波，A項(xiàng)正確；

電磁波傳播不需要介質(zhì)，可以在真空中傳播，B

項(xiàng)錯(cuò)誤；電磁波可

以朝任意方向傳播，C項(xiàng)錯(cuò)誤；電磁波在空氣中的傳播速度接近光

速

，D

項(xiàng)正確.答

案

：

AD點(diǎn)撥電磁波在介質(zhì)中的傳播速度

,其中n

為介質(zhì)對(duì)電磁波的折射率，其規(guī)律與光相同.項(xiàng)目電磁波機(jī)械波不

同

盧對(duì)象研究電磁現(xiàn)象研究力學(xué)現(xiàn)象本質(zhì)是物質(zhì)，是電磁現(xiàn)象，是電

磁振蕩的傳播不是物質(zhì)，是機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播傳播機(jī)理電場(chǎng)和磁場(chǎng)交替感應(yīng)質(zhì)點(diǎn)間相互作用傳播介質(zhì)不需要介質(zhì)需要介質(zhì)影響波速

的因素在真空中波速總等于c,在介質(zhì)中傳播時(shí)波速與介質(zhì)及頻率都有關(guān)波速與介質(zhì)有關(guān)，與

頻率無(wú)關(guān)要點(diǎn)二

電磁波和機(jī)械波的比較不

同

盧周期性變

化的量電場(chǎng)強(qiáng)度E與磁感應(yīng)強(qiáng)度B

隨時(shí)間和空間周期性變化質(zhì)點(diǎn)的位移s、加速度a等隨時(shí)間和空間周期性變化波的種類(lèi)橫波既有橫波也有縱波產(chǎn)生由周期性變化的電流(電磁

振蕩)激發(fā)由質(zhì)點(diǎn)(波源)的振動(dòng)產(chǎn)生相

同

點(diǎn)能量都攜帶能量并傳播能量速度公式v=λf遵循規(guī)律均可發(fā)生反射、折射、干涉、衍射等現(xiàn)象拓展類(lèi)比法是一種有效的學(xué)習(xí)方法，通過(guò)歸類(lèi)和比較，有助于同學(xué)們掌握新知識(shí)，提高學(xué)習(xí)效率.在類(lèi)比過(guò)程中，既要找出共同之處，又要抓住不同之處。[例3]某同學(xué)對(duì)機(jī)械波和電磁波進(jìn)行類(lèi)比，總結(jié)出下列內(nèi)容，其中不正確的是(

)A.

機(jī)械波的頻率、波長(zhǎng)和波速三者滿足的關(guān)系，對(duì)電磁波也

適用B.機(jī)械波和電磁波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象C.

機(jī)械波的傳播依賴于介質(zhì)，而電磁波可以在真空中傳播D.

機(jī)械波既有橫波又有縱波，而電磁波只有縱波解析：機(jī)械波和電磁波有相同之處，也有本質(zhì)區(qū)別，但v=λf

都適用，

A

項(xiàng)正確；機(jī)械波和電磁波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象，B

項(xiàng)正確；機(jī)械波的傳播依賴于介質(zhì)，電磁波可以在真空中傳播，C

項(xiàng)正確；機(jī)械波有橫波和縱波，而電磁波是橫波，D

項(xiàng)錯(cuò)誤.答案：D練

2

(多選)關(guān)于電磁波與聲波的說(shuō)法，下列正確的是(

)A.電磁波是電磁場(chǎng)由發(fā)生的區(qū)域向遠(yuǎn)處傳播，聲波是聲源的

振動(dòng)向遠(yuǎn)處傳播B.電磁波的傳播不需要介質(zhì)，聲波的傳播有時(shí)也不需要介質(zhì)C.

由空氣進(jìn)入水中傳播時(shí)，電磁波的傳播速度變小，聲波傳

播速度變大D.由空氣進(jìn)入水中傳播時(shí)，電磁波的波長(zhǎng)不變，聲波的波長(zhǎng)

變小解析：由電磁波和聲波的概念可知A正確.因?yàn)殡姶挪梢栽?/p>

真空中傳播，而聲波屬于機(jī)械波，它的傳播需要介質(zhì)，在真空中不

能傳播，故B錯(cuò).電磁波在空氣中的傳播速度大于在水中的傳播速度，在真空中的傳播速度最大；聲波在氣體、液體、固體中的傳播

速度依次增大，故C正確.無(wú)論是電磁波還是聲波，從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)頻率都不變，所以由波長(zhǎng)它們?cè)诓煌橘|(zhì)中的速度可知，由空氣進(jìn)入水中時(shí)，電磁波的波長(zhǎng)變短，聲波的波長(zhǎng)變

長(zhǎng)，故D錯(cuò)

.答案：AC當(dāng)堂小練例1、關(guān)于麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，以下說(shuō)法正確的是(

BD)A在赫茲發(fā)現(xiàn)電磁波的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，麥克斯韋提出了完整的電磁場(chǎng)理論

B

變化的磁場(chǎng)在周?chē)目臻g一定產(chǎn)生變化的電場(chǎng)C

恒定的電場(chǎng)可以在周?chē)目臻g產(chǎn)生磁場(chǎng)D

麥克斯韋第一個(gè)預(yù)言了電磁波的存在，赫茲第一個(gè)用試驗(yàn)證明了電磁波的存在【答案】:

BD【解析】:麥克斯韋提出了電磁波理論，后被赫茲證明，故A錯(cuò)D對(duì)，變化的磁場(chǎng)周?chē)?/p>

一定產(chǎn)生變化的電場(chǎng)。恒定的電場(chǎng)周?chē)划a(chǎn)生磁場(chǎng)。故B對(duì)C錯(cuò)。例2、如圖所示的四種電場(chǎng)中，哪一種能產(chǎn)生電磁波(

D)【答案】:

D【解析】由麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，當(dāng)空間出現(xiàn)恒定的電場(chǎng)時(shí)(如A圖),由于它不激發(fā)磁場(chǎng)，故無(wú)電磁波產(chǎn)生；當(dāng)出現(xiàn)均勻變化的電場(chǎng)時(shí)(如B

、C圖),會(huì)激發(fā)出磁場(chǎng)，但磁場(chǎng)恒定，不會(huì)激發(fā)出電場(chǎng)，故也不會(huì)產(chǎn)生電磁波；只有振蕩的電場(chǎng)(即周期性變化的電場(chǎng))(如D圖),才會(huì)激發(fā)出振蕩的磁場(chǎng)，振蕩的磁場(chǎng)又激發(fā)出振蕩的電場(chǎng)……如此周而復(fù)始，便會(huì)形成電磁波。例3、(多選)關(guān)于電磁波與聲波，下列說(shuō)法正確的是(

AC)A.電磁波是由電磁場(chǎng)發(fā)生的區(qū)域向遠(yuǎn)處傳播，聲波是聲源的振動(dòng)向遠(yuǎn)處傳播B.電磁波的傳播不需要介質(zhì)，聲波的傳播有時(shí)也不需要介質(zhì)C.由空氣進(jìn)入水中傳播時(shí)，電磁波的傳播速度變小，聲波的傳播速度變大D.由空氣進(jìn)入水中傳播時(shí)，電磁波的波長(zhǎng)不變，聲波的波長(zhǎng)變小【答案】:

AC【解析】:由電磁波和聲波的概念可知A正確；因?yàn)殡姶挪梢栽谡婵罩袀鞑ィ暡?/p>

屬于機(jī)械波，它的傳播需要介質(zhì)，在真空中不能傳播，故B錯(cuò)誤；電磁波在空氣中的傳播

速度大于在水中的傳播速度，在真空中的傳播速度最大；聲波在氣體、液體、固體中的

傳播速度依次增大，