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1、,1.请仔细分析实验:变化的磁场产生电场,探究分析以下问题:,（1）线圈中产生感应电流说明了什么？提示：麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中产生电场，正是这种电场在线圈中驱使自由电子做定向的移动，产生了感应电流.（2）如果用不导电的塑料线绕制线圈，线圈中还会有电流、电场吗？提示：有电场、无电流.,（3）想象线圈不存在时线圈所在处的空间还有电场吗？提示：有.麦克斯韦认为线圈只不过用来显示电场的存在，线圈不存在时，变化的磁场同样在周围空间产生电场，即这是一种普遍存在的现象，跟闭合电路是否存在无关.,2.关于“变化的电场产生磁场”的观点，麦克斯韦是在什么情况下提出的？提示：“变化的电场产生磁场”这一观点是
2、在他相信自然规律和谐统一的基础上而假设的，他相信磁场和电场有对称之美.他认为：既然变化的磁场能够在空间产生电场，那么变化的电场也能够在空间产生磁场.,3.麦克斯韦关于电磁场理论的基本论点是什么？用麦克斯韦的电磁场理论说明电磁波是怎样产生的？提示：麦克斯韦电磁场理论基本论点：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场.根据这两个基本论点，麦克斯韦进一步推断：如果在空间某处有周期性变化的电场，那么这个变化的电场就在空间产生周期性变化的磁场；这个变化的磁场又会引起新的变化的电场于是，变化的电场和变化的磁场交替产生，从而形成由近至远向周围传播的电磁波,如图:,4.分析总结电磁波与机械波有哪些区别？提示：（
3、1）电磁波是横波，机械波有横波和纵波两类.（2）电磁波的速度（在真空中等于光速）远大于机械波（例如，空气中的声速在常温下只有340 m/s).（3）电磁波的传播不需要介质（在真空中也能传播），而机械波的传播必须有介质.（4）电磁波向外传播的是电磁能，机械波传播的是机械能.,（1）变化的磁场产生的电场叫感应电场,它的电场线是闭合的,静电荷周围产生的电场叫静电场,它的电场线是由正电荷起到负电荷止,是不闭合的.（2）恒定的电场不产生磁场，恒定的磁场不产生电场.（3）电磁场是由变化的电场和变化的磁场交替产生的,所以电磁场是一种特殊的物质.,（4）电磁波的特点电磁波是横波.不需要传播介质,可以在真空中传
4、播.传播速度等于光速,光是一种电磁波.电磁波具有波的特性.,典例1 应用麦克斯韦的电磁场理论判断，如图所示的表示电场产生磁场（或磁场产生电场）的关系图象中（每个选项中的上图表示的是变化的场，下图表示的是变化的场产生的另外的场），正确的是,【规范解答】选B、C.A中的上图是稳定的磁场，由麦克斯韦电磁场理论可知不会产生电场，故A选项错误；B中的上图是均匀变化的电场，应该产生稳定的磁场，故B选项正确；C中的上图是振荡的磁场，它能产生相同频率的电场，且相位差为/2，故C选项正确；D中的上图是振荡的电场，在其空间产生振荡的磁场，但下图中的图象与上图相比较，相位差为，故D选项错误.,电场和磁场的变化关系,
5、【变式备选】下列关于电磁波与机械波的说法正确的是（）A机械波和电磁波的传播都需要介质B机械波和电磁波都是横波C机械波和电磁波都是传播能量或信息的一种方式D公式vf都适用【解析】选C、D.机械波的传播需要介质,电磁波的传播不需要介质,A错;电磁波是横波,机械波可能是横波,也可能是纵波,B错;机械波传播的是机械能,电磁波传播的是电磁能,C对;机械波和电磁波都是波,一切关于波计算的公式都适用,D对.,1.图是赫兹实验的原理图,在实验中实验现象是什么？说明了什么？,提示：当感应圈两个金属球间有火花通过时，导线环两个小球间也跳过了火花.实验说明了电磁波从发射器到达了接收器，电磁振荡能在空间向远处传播，进
6、而证明了麦克斯韦电磁理论是正确的.,2.赫兹实验的意义是什么？提示：赫兹的实验证实了电磁波的存在,为无线电技术的发展开拓了道路.,（1）图中A、B两个小球相当于发射器，C、D两个小球相当于接收器.（2）后人为了纪念赫兹,把频率的单位定义为赫兹.,典例2 下列关于电磁波的说法正确的是A电磁波是电磁场由近及远的传播B电磁波在任何介质中的传播速度都为3108 m/sC电磁波也能发生干涉和衍射现象D电磁波由真空进入某种介质时，波长将变短,解答本题时注意以下几点:（1）电磁波的产生.（2）电磁波在真空中的波速等于光速，而在介质中的波速将变小.（3）电磁波具有波的共性，即能发生衍射、干涉、折射等现象.,【
7、规范解答】选A、C、D.电磁波是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的,A对;电磁波由真空进入介质,速度会减小,波长会变短,B错,D对;电磁波也是波,具有波的一切性质,C对.,【变式备选】关于电磁波在真空中的传播速度,以下说法正确的是（）A.电磁波的频率越大,传播速度越大B.电磁波的波长越大,传播速度越大C.电磁波的能量越大,传播速度越大D.所有电磁波在真空中的传播速度都相等【解析】选D.电磁波在真空中的传播速度等于光速,与波的频率、波长和能量无关,所以选D.,1.观察产生电磁振荡电路的实验，会看到什么现象，说明了什么？提示：观察到电流表指针在零点左右摆动，说明电路中产生了交
8、变电流，即电路中电流的大小、方向做周期性的变化.,2.在LC振荡电路中怎样从能量的角度来分析电磁振荡是如何产生的?提示：(1)当电容器要放电的瞬间，电路中没有电流,电容器两极板上的电荷量最多，此时电容器里的场强最大,电路里的能量全部储存在电容器的电场中.如图a.(2)电容器开始放电后,由于线圈的自感作用，阻碍通过线圈中的电流变化（自感电动势与电流方向相反），使放电电流不能立刻达到最大值，而是从零逐渐增大，同时电容器极板上的电荷逐渐减少，这一过程电场能逐渐转化为磁场能,到电容器放电完毕时，电容器极板上没有电荷，放电电流也达到了最大值,此时电场能全部转化成了磁场能.如图b.,(3)电容器放电完毕时
9、，由于线圈的自感作用，阻碍电流减小（自感电动势的方向同电流方向一致），电流不能立即减小到零，而是要保持原来的方向继续流动，并逐渐减小，同时电容器再反向充电，电容器极板上带上相反的电荷，并且电荷逐渐增多，反向充电电流逐渐减小，到反向充电完毕时，极板上聚集的电荷最多，电流减小到零.这一过程中,线圈的磁场能逐渐减小,电容器的电场能逐渐增强,磁场能逐渐转化为电场能,到反向充电完毕的瞬间,磁场能全部转化为电场能.如图c.（4）此后电容器再次放电，再次充电，这样不断地充电和放电，电路中就出现了振荡电流,如图d、e.,3.分析振荡电路振荡过程中的电流、极板上的电荷量、电压、电场能和磁场能是如何做周期性变化的
10、？提示：变化规律如表所示,LC回路中各量间的变化规律及对应关系(1)同步同变关系在LC回路发生电磁振荡的过程中,电容器上的电荷量q、电场强度E、电场能EE是同步变化的，即：qEEE或qEEE电感线圈上的振荡电流i、磁感应强度B、磁场能EB也是同步变化的，即iBEB或iBEB,（2）同步异变关系在LC振荡过程中，电容器上的三个量q、E、EE增大时，线圈上的三个量i、B、EB减小，且它们的变化是同步异向的，即q、E、EE i、B、EB,同步异向变化,典例3 如图所示为某时刻LC振荡电路中电容器电场的方向和电流的方向，则下列说法中正确的是A.电容器正在放电B.电感线圈的磁场能正在减少C.电感线圈中的
11、电流正在增大D.电容器的电场能正在减少,解答本题应把握以下三点：（1）由电流方向判断电容器的充放电及电流大小变化.（2）由电容器的充放电判断电场能的变化.（3）由电场能的变化判断磁场能的变化.,【规范解答】选B.由题图知，电路中电流方向为逆时针方向，电容器被充电，电场能增加，电感线圈中的电流正在减小，电感线圈的磁场能正在减少，A、C、D错误.,【变式备选】LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，则下列说法正确的是（）A.若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电B.若电容器正在充电，则电容器下极板带正电C.若电容器上极板带正电，则线圈中的电流正在减小D.若电容器正在放电，则自感电动势正在阻碍电流增大
12、,【解析】选B、D.由电流的磁场方向和安培定则可判断振荡电流方向，由于题目中未标明电容器两极板带电情况，故可分两种情况讨论：（1）若该时刻电容器上极板带正电，可知电容器处于放电阶段，电流在增大，故A、C错.（2）若该时刻电容器下极板带正电，可知电容器处于充电阶段，电流在减小，故B对.由楞次定律可判定D正确.,1.电容较大时,电容器充电、放电的时间长些还是短些?提示：长些.电容器的电容越大，电容器每次容纳的电荷越多，则其每次充放电的时间就越长.2.线圈的自感系数较大时,电容器充电、放电的时间长些还是短些?提示：长些.线圈的自感系数越大，对电流变化的阻碍作用就越强，则电流发生变化所用的时间就越长.
13、,3.LC振荡电路的周期和频率与哪些因素有关,有怎样的关系?提示：LC振荡电路的周期和频率只与电容器的电容C及线圈的自感系数L有关,具体关系是：所以L、C越大，周期越大，频率越小.,（1）由 可知,选择适当的电容器和线圈,就可以得到符合我们需要的周期和频率.也可以用可变的电容器和可变电感的线圈组成电路,可以通过改变电容或电感来改变振荡电路的周期和频率.（2）现代实际电路中使用的振荡器多数是晶体振荡器,其工作原理与LC振荡电路的原理相似.,典例4 在LC振荡电路中,线圈的自感系数L=2.5 mH,电容C=4F.(1)该电路的周期为多大?(2)设t=0时,电容器上电压最大,在t=9.010-3 s
14、时,通过线圈的电流是增大还是减小,这时电容器是处于充电过程还是放电过程?,解决这类问题可按以下步骤:（1）根据所给时间和周期判断在该时间内经过多少个周期.（2）不考虑整数周期，判断该时刻处于哪个时间段.（3）根据振荡电路振荡过程中的电流、极板上的电荷量、电压、电场能和磁场能等物理量随时间的变化规律来判断各物理量的变化情况.,【规范解答】(1)振荡周期(2)在t=9.010-3s时,相当于14.33个周期,因此时LC回路中的电磁振荡正处于第二个 的变化过程中,所以线圈中的电流减小,电容器处于反向充电过程.答案:(1)6.2810-4s(2)减小 反向充电过程,【变式备选】要想增大LC振荡电路中产
15、生的振荡电流的周期,可采用的方法是（）A.增大电容器两极板间的距离B.升高电容器的充电电压C.增加线圈的匝数D.在线圈中插入铁芯,【解析】选C、D.要增大LC振荡电路中产生的振荡电流的周期,由 知，可以增大电容器的电容或增大线圈的自感系数.增大电容器两极板间的距离,会减小电容,故A错;周期和电容器的充电电压无关,故B错;增加线圈的匝数和插入铁芯都可增大线圈的自感系数,故C、D对.,1.最先提出经典电磁场理论的科学家和最早捕捉到电磁波的科学家分别是（）A.法拉第 安培 B.麦克斯韦 法拉第C.奥斯特 赫兹 D.麦克斯韦 赫兹【解析】选D.最先提出经典电磁场理论的科学家是麦克斯韦,最早捕捉到电磁波
16、的科学家是赫兹.因此选D.,2.关于电磁场理论,下列说法正确的是（）A.在电场周围空间一定产生磁场B.任何变化的电场周围空间一定产生变化的磁场C.均匀变化的电场周围空间产生变化的磁场D.振荡电场在周围空间产生变化的磁场【解析】选D.由麦克斯韦电磁场理论可知:恒定的电场周围不产生磁场,变化的电场周围一定产生磁场,产生的磁场的性质是由电场的变化情况决定的,均匀变化的电场产生稳定的磁场,不均匀变化的电场产生变化的磁场,振荡的电场产生同频率振荡的磁场,反之亦然,所以选D.,3.关于电磁波的特点,下列说法正确的是（）A.电磁波中的电场和磁场互相垂直,电磁波向与二者方向垂直的方向传播B.电磁波是横波C.电
17、磁波的传播不需要介质,而是由电场和磁场交替产生的D.电磁波不具有干涉和衍射现象【解析】选A、B、C.电磁波是横波,E、B、v三者的方向互相垂直,电磁波是一种波,它具有波的特性,因此A、B、C对,D错.,4.LC振荡电路中，当电容器放电完毕瞬间，以下说法正确的是（）A电容器极板间的电压等于零，磁场能开始向电场能转化B电流达到最大值，线圈产生的磁场达到最大值C如果没有能量辐射损耗，这时线圈的磁场能等于电容器开始放电时电容器的电场能和导线电阻放热D线圈中产生的自感电动势最大,【解析】选A、B、C.电容器放电完毕的瞬间有如下特点：电容器电量Q=0，板间电压U=0，板间场强E=0，线圈电流i最大，线圈自
18、感电动势为零,磁感应强度B最大，电路磁场能最大，电场能为零,磁场能开始向电场能转化,A、B对,D错;如果没有能量辐射损耗和导线电阻放热，则能量守恒，所以线圈的磁场能等于电容器开始放电时电容器的电场能,C正确.,5.在LC振荡电路中，电容器上的带电量从最大值变化到零所需的最短时间是（）A.B.C.D.【解析】选B.LC振荡电路的周期 电容器上的带电荷量从最大值变化到零的最短时间为 即为,一、选择题（本题共6小题，每小题5分，共30分）1.根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法中正确的是（）A.稳定的电场周围产生磁场，稳定的磁场周围产生电场B.均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，均匀变化的磁场周围产生稳定
19、的电场C.均匀变化的电场周围产生变化的磁场D.电磁波在真空中的传播速度为3.0108 m/s,【解析】选B、D.根据麦克斯韦的电磁场理论，只有变化的电场周围才能产生磁场，变化的磁场周围才能产生电场，A错.但变化的电场周围不一定产生变化的磁场，比如，均匀变化的电场产生的是稳定的磁场，故B对，C错.电磁波在真空中传播的速度为光速c，D对.,【规律方法】磁场和电场的变化关系1.变化的磁场能在周围空间产生电场;变化的电场能在周围空间产生磁场.2.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.3.非均匀变化的磁场产生变化的电场;非均匀变化的电场产生变化的磁场.,4.振荡(周期性变化)的磁场
20、产生同频率的振荡电场;振荡的电场产生同频率的振荡磁场.5.变化的电场和磁场总是相互联系的,有变化的磁场就一定激起电场，有变化的电场就一定激起磁场，从而形成一个不可分割的整体,这就是电磁场.,2.某空间中出现了如图中虚线所示的一组闭合的电场线，这可能是（）A.在中心点O有一静止的点电荷B.沿AB方向有一段通有恒定电流的直导线C.沿BA方向的磁场在减弱D.沿AB方向的磁场在减弱,【解析】选C.闭合的电场线是由变化的磁场产生的，由安培定则判断磁场应沿BA方向减弱，或者沿AB方向增强.故C正确，A、B、D错.,3.(2010天津高考)下列关于电磁波的说法正确的是（）A.均匀变化的磁场能够在空间产生电场
21、B.电磁波在真空和介质中传播速度相同C.只要有电场和磁场，就能产生电磁波D.电磁波在同种介质中只能沿直线传播,【解析】选A.不管磁场怎样变化，只要是变化的磁场就能在空间产生电场，所以均匀变化的磁场也能够在空间产生电场，故A正确；电磁波的传播速度与介质和频率有关，相同频率的电磁波在不同的介质中传播速度不同，故B错误；恒定的电场（磁场）周围不会产生磁场（电场），只有周期性变化的电场（磁场）才能产生电磁波，故C错误；电磁波只有在同种均匀介质中才能沿直线传播，若同一种介质是不均匀的，电磁波在其中的折射率是不一样的，在这样的介质中是沿曲线传播的，故D错误.,4.以下关于机械波与电磁波的说法中，正确的是（
22、）A.机械波与电磁波本质上是一致的B.机械波的波速只与介质有关，而电磁波的波速，不仅与介质有关，而且与电磁波的频率有关C.机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波D.它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象,【解析】选B、C、D.机械波由振动产生，电磁波由周期性变化的电场(或磁场)产生，机械波是能量波，传播需要介质，速度由介质决定；电磁波是物质波，传播不需要介质，波速由介质和本身频率共同决定，机械波有横波，也有纵波，而电磁波一定是横波，故选项B、C、D正确.,5.在LC振荡电路中，用以下的哪种办法可以使振荡频率增大一倍（）A.自感系数L和电容C都增大一倍B.自感系数L增大一倍，电容C减小一半C.自感
23、系数L减小一半，电容C增大一倍D.自感系数L和电容C都减小一半【解析】选D.由LC振荡电路的频率 可知，当自感系数L和电容C都减小一半时，其振荡频率恰好增大一倍.,6.如图甲中通过P点电流（向右为正）的变化规律如图乙所示，则（）A.0.51 s内，电容器C正在充电B.0.51 s内，电容器C上板带正电 C.11.5 s内，Q点电势比P点高 D.11.5 s内，磁场能转化为电场能,【解析】选A、C.从电流变化规律可以判断振荡电路是从正向放电开始计时,0.51 s内,电容器反向充电,上板带负电,A对,B错;11.5 s内,上板带负电,电容器反向放电,所以Q点电势比P点高,电场能转化为磁场能,C对,
24、D错.,二、非选择题（本题共2小题，共20分，要有必要的文字叙述）7.（10分）如图振荡电路中电感L=300H，电容器C的范围为25270 pF，求：（1）振荡电流的频率范围；（2）若电感L=10 mH，要产生周期T=0.02 s的振荡电流，应配置多大的电容？,【解析】（1）当电容最大时，频率最小当电容最小时，频率最大所以频率范围是0.561061.8106 Hz（2）由得答案：（1）0.561061.8106Hz（2）110-3 F,8.（10分）（2011和平区高二检测）回旋加速器的高频电源是一个LC振荡器，加速器的磁感应强度为B，被加速的粒子电荷量为q，质量为m，那么LC振荡电路中电感L和电容C的乘积应为何值？,【解析】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期回旋加速器两个D形盒上所接的高频电源的频率应等于带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的频率高频电源是一个LC振荡器，LC振荡电路的频率所以即答案：,Thank you!,
