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电磁场与电磁波教案

电磁场与电磁波教案电磁场与电磁波教案一、文章类型与目标本文将为读者提供一份全面的电磁场与电磁波教案，旨在帮助读者了解和掌握电磁场与电磁波的基本概念、理论和应用。

本文将按照教学要求进行组织，并注重讲解与实践相结合，适合用于大学本科或研究生阶段的教学。

二、关键词收集电磁场、电磁波、波动、电磁辐射、麦克斯韦方程组、电磁波的传播、介质、导电、导磁、频谱、波长、电磁感应、电场、磁场、能量传输、应用等。

三、教案设计1、教学目标(1) 掌握电磁场与电磁波的基本概念和性质； (2) 理解电磁场与电磁波的传播规律； (3) 熟悉电磁场与电磁波在各种介质中的性质和行为； (4) 了解电磁场与电磁波在通信、能源、材料等领域的应用。

2、教学大纲第一章绪论第二章电磁场的性质和行为第三章电磁波的传播第四章电磁场与电磁波在介质中的行为第五章电磁场与电磁波的应用3、教学计划第一周：绪论，电磁场的性质和行为；第二周：电磁波的传播，介质对电磁波的影响；第三周：电磁场与电磁波在介质中的行为，能量传输；第四周：电磁场与电磁波的应用，实验操作。

四、编写教案碎片1、第一章绪论(1) 了解电磁场与电磁波的基本概念和发展历程； (2) 掌握麦克斯韦方程组的形式和物理意义； (3) 了解电磁波谱及其应用。

2、第二周电磁波的传播(1) 掌握电磁波在真空中的传播特性，包括频率、波长、相位、偏振等； (2) 了解电磁波在介质中的传播特性，包括速度、折射率、反射、透射等； (3) 理解色散现象及其物理意义。

3、第三周介质对电磁波的影响(1) 了解介质的基本性质，包括电导率、磁导率等； (2) 掌握介质在电磁场中的作用和行为，包括极化、磁化、电导等； (3) 了解不同介质对电磁波的反射、透射和吸收等行为。

4、第四周实验操作与应用(1) 通过实验操作，进一步理解电磁场与电磁波的基本概念和性质；(2) 了解电磁场与电磁波在通信、能源、材料等领域的应用； (3) 培养学生的实践能力和创新思维。

高中物理教案电磁场与电磁波

高中物理教案电磁场与电磁波教案：高中物理教案——电磁场与电磁波教案概述：本教案主要围绕高中物理课程中的电磁场与电磁波这一主题展开，旨在帮助学生深入理解电磁场和电磁波的基本概念、性质和应用，并培养学生分析和解决与该主题相关问题的能力。

通过引导学生进行实验观察、数学计算和科学推理，以及鼓励学生进行小组讨论和合作实践，以提高学生的实际操作能力和探究精神。

第一部分：电磁场的基本概念和性质介绍：本部分旨在引导学生了解电磁场的基本概念和性质，包括电场和磁场的产生原理、电荷和磁荷的相互作用、电磁感应现象等内容。

通过实验观察和数学计算，帮助学生理解电磁场的本质和基本规律。

1.1 电场和磁场的概念和产生原理- 电场的概念和性质- 磁场的概念和性质- 电场和磁场的产生原理1.2 电荷和磁荷的相互作用- 电荷的特性和相互作用规律- 磁荷的特性和相互作用规律1.3 电磁感应现象- 电磁感应的概念和原理- 法拉第电磁感应定律及其应用实验设计：教师可设计相关实验，如通过电磁铁和螺线管之间的相互作用观察电磁感应现象，并运用安培环路定理进行实验验证。

第二部分：电磁波的特性和应用介绍：本部分旨在帮助学生了解电磁波的基本特性和应用，包括电磁波的分类、传播特性、电磁波谱、电磁波的吸收与衍射等内容。

通过实验探究和分析讨论，激发学生对电磁波的深入认识和应用思考。

2.1 电磁波的分类与特性- 电磁波的概念和特性- 电磁波的分类及其频率范围2.2 电磁波的传播特性- 电磁波的传播速度和方向- 电磁波的干涉和衍射现象2.3 电磁波谱及应用- 电磁波谱的分类和应用领域- 无线电通信、光通信和医学诊断中的电磁波应用实验设计：教师可设计相关实验，如利用光栅进行电磁波的衍射实验，观察不同波长电磁波的衍射现象，通过数据分析和学生讨论，加深对电磁波传播特性的理解。

第三部分：电磁场与电磁波的相互关系介绍：本部分旨在引导学生理解电磁场与电磁波的相互关系，包括电磁波的产生原理、电磁场对电磁波的作用，以及电磁波对电磁场的影响。

大学物理教案：电磁场和电磁波

大学物理教案：电磁场和电磁波
引言
在本节课中，我们将学习关于电磁场和电磁波的基本知识。

电磁场和电磁波是
物理学中重要的概念，对我们理解和应用现代科技都非常关键。

通过本次课程，我们将深入了解电磁场的性质、几个重要定律以及电磁波的特性。

一. 电磁场
1. 定义和基本概念
•什么是电磁场？
•为什么我们需要引入电磁场这个概念？
2. 麦克斯韦方程组
•麦克斯韦方程组的含义和形式
•各个方程的物理意义
3. 电荷、电流与电势能
•如何计算由带有静止或运动的点电荷产生的静电力？
•描述根据库仑定律计算点外处于两个点正、负点之间带正或负点所受力大小与方向？
•如何描述一个导线（包括绝缘体）中传输或存储的自由载流子所呈现出来的因与场的关系？
•介绍电势能、静电能与耗散功率的概念。

二. 电磁波
1. 基本概念和性质
•什么是电磁波？
•电磁波具有哪些特性？
2. 麦克斯韦方程组的解
•推导出电磁波的麦克斯韦方程组解，即菲涅尔积分和傅里叶变换。

•介绍定态过程、行波、群速度等概念。

3. 典型的电磁波
•高频天线计算及应用。

•平面旅行通道（空）、同轴双线传输系统成相比较等。

总结
在这堂课中，我们了解了电磁场和电磁波的基本知识。

通过学习各种定律和方程，我们可以更好地理解物理学中最为重要且普遍适用的知识。

了解这些内容对于我们理解现代科学技术以及应用它们来解决实际问题非常重要。

希望通过这门课程，你可以深入了解并掌握这些概念，并将它们应用于实际生活和工作中。

电磁场和电磁波(上课用)教案资料

令人振奋的电火花
1、试验装置：
a.连接感应圈的两个金属球。
b.导线环上的两个金属球。
2、试验现象：
当感应圈两个金属球间有火花跳过时，导线环两个小球间也跳过了火花。
3、现象解释：
当感应圈两个金属球间有火花跳过时，立刻产生了一个交变电磁场，形成电磁波在空间传播，经过导线环时激发出感应电动势，使得导线环中也产生了火花。
荡磁场（6）振荡磁场(即周期性变化的)产生同频率的振
荡电场
二、电磁场
麦克斯韦根据上述两个基本假设，进一步指出：如果在空间某域有不均匀变化的电场，那么这个变化的电场就在它周围空间引起变化的磁场；这个变化的磁场又在它周围空间引起变化的电场……于是，变化的电场和变化的磁场交替产生，形成不可分割的统一体，称为电磁场。
Bi
E增大＋＋＋＋
B
１、麦克斯围电磁场理论
（2）变化的电场产生磁场
①均匀变化的电场产生稳定的磁场
E
B
O
t
O
t
１、麦克斯围电磁场理论
（2）变化的电场产生磁场 ②振荡电场产生振荡磁场
E 振荡电场
B 振荡磁场
O
正弦曲线
O
B与E 频率相同
麦克斯韦电磁场理论的理解:
（1）恒定的电场不产生磁场（2）恒定的磁场不产生电场（3）均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场（4）均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场（5）振荡电场(即周期性变化的)产生同频率的振
变
磁
化
场
激发
若非
变
均匀变化
化磁场
不在激发
均匀变化
激发
稳定电
场
非均匀变化

电磁场与电磁波教案全案

Ａ
（eｘ eｙ eｚ）（eｘＡ＋eｙＡ＋eｚＡ）＝ｘｙｚｘ＋ｙ＋ｚ
4、斯托克斯定理一个矢量函数的环量等于该矢量函数的旋度对该闭合曲线所包围的任意曲面的积分。该定理用数学表达式可描述为
A d l rot A d s ( A )d s
d i vＡ＝ｓ l i m Ａｄ l i m Ａｎｄｓ＝ｖ v 0 ｖ v 0

称为矢量Ａ穿过 d s 的通量(flux)。
A d s 又表示了什么物理意义?
1、div Ａ表示在场中任意一点处，通量对体积的变化率，也可看作在该点处一个单位体积通过的通量，它表示了场中各点的场与通量源的关系。 2、当 div Ａ＞0 时，表明该点存在正源，是发出能量线的；当 divＡ＜0 时，表明该点存在负源，是吸收通量线的；当 divＡ＝0 时，表明该点无源；另外，divＡ与所取的体积形状无关。因为当ΔＶ→0 时，所有的尺寸都趋于 0。 3、引入一个矢性微分算子，称为哈密顿算子(W.R.Hamilton operator)，即
第1章
矢量分析
教学目的与要求:
知识目标：１、理解矢量与标量的定义，矢量的代数运算关系２、理解标量场与矢量场的概念。３、复习直角坐标系、圆柱坐标系和球面坐标系这三个最常用的正交坐标系，以及三种坐标系中单位矢量之间的关系。４、理解矢量函数的通量与散度。 5、定义高斯散度定理，了解其应用。 6、理解矢量函数的环量与旋度。 7、定义斯托克斯定理，了解其应用。 8、理解标量函数的方向导数与梯度 9、格林公式及其应用 10、亥姆霍兹定理及其意义能力目标：根据学生已具备的关于矢量和坐标系等方面数学知识，进一步引导学生对数学知识的应用和拓展，培养学生的想象力及利用所学知识分析、总结问题的能力。

高中物理基础知识及例题(学案) 电磁波及其应用

第四节电磁波及其应用[学习目标] 1.了解麦克斯韦电磁场理论，知道电磁场、电磁波的概念.2.知道电磁场的物质性和电磁波的特点.3.了解无线电波的应用．一、电磁场与电磁波1．麦克斯韦电磁场理论(1)______的电场产生磁场．(2)______的磁场产生电场2．电磁场：变化的______和变化的______构成了一个不可分离的统一的场．3．电磁波变化的电磁场在空间中的传播形成电磁波．二、电磁场的物质性1．微波炉利用电磁波加热食物，说明电磁场具有______．2．彗星尾是太阳光的光压压迫彗星尘埃物质形成的，表明电磁场具有与其他物质__________的属性．3．电磁场具有能量、具有运动________．光压现象说明电磁场具有质量．4．电磁场和电荷系统相互作用时遵守________守恒定律和________守恒定律．5．电磁场具有质量、能量，物质间可以相互作用，遵守动量守恒定律和能量守恒定律，所以电磁场是一种________．三、电视广播、雷达、移动电话1．电视信号(1)电视图像和声音信号是通过电磁波传播的．(2)电视广播使用________传送电视信号．2．雷达(1)雷达是利用电磁波进行____距、______的仪器．雷达主要由______机、______机和显示器组成．(2)雷达工作时使用的是______．3．移动电话无线电话、无线对讲机、移动电话均是通过________实现信号的发射与接收的．判断下列说法的正误．(1)变化的磁场可以产生电场，但变化的电场不能产生磁场．()(2)电磁场是一种物质，具有能量、质量．()(3)电视广播是利用电磁波传递图像信号和声音信号的．()(4)无线电通信是利用声波实现信号的发射和接收的．()一、麦克斯韦电磁场理论1．对麦克斯韦电磁场理论的理解恒定的磁场不产生电场恒定的电场不产生磁场均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场2.电磁场的产生如果在空间某处有周期性的电场，那么这个变化的电场就在它周围空间产生周期性变化的磁场，这个变化的磁场又在它周围空间产生变化的电场——变化的电场和变化的磁场是相互联系着的，形成不可分割的统一体，这就是电磁场．例1(多选)关于电磁场理论的叙述正确的是()A．变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关B．周期性变化的磁场产生同频率变化的电场C．变化的电场和稳定的磁场相互关联，形成一个统一的场，即电磁场D．电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场针对训练关于电磁场理论，下列说法正确的是()A．在电场周围一定产生磁场，变化的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，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例2(多选)某电场中电场强度随时间变化的图像如选项图所示，能产生磁场的电场是()二、电磁波电磁场的物质性1．电磁波的形成周期性变化的电场和磁场交替产生，形成电磁场，电磁场由近及远传播，形成电磁波．2．电磁波的特点(1)在传播方向上，任意一点的E和B都随时间周期性变化，E和B相互垂直，且与电磁波的传播方向垂直．如图．(2)电磁波可以在真空中传播．在真空中传播速度等于光速c＝3×108 m/s.(3)电磁场储存电磁能，电磁波的发射过程就是辐射能量的过程．(4)只有周期性变化的电场和磁场相互激发才能形成电磁波．(5)电磁波是电磁场在空间中的传播，电磁场是一种客观存在的物质——场物质．3．电磁波的波速对于电磁波，用λ表示电磁波的波长、f表示频率、c表示波速，则有c＝λf.例3(多选)下列关于电磁波的说法中正确的是()A．只要电场和磁场发生变化，就能产生电磁波B．电磁波的传播需要介质C．停止发射电磁波，发射出去的电磁波仍能独立存在D．电磁波具有能量，电磁波的传播是伴随着能量向外传递的例4电磁波在真空中传播的速度c＝3×108 m/s，有一个广播电台的频率f＝90.0 MHz，这个电台发射的电磁波的波长λ为()A．2.70 m B．270 m C．3.00 m D．3.33 m三、电视广播、雷达、移动电话、电磁波谱1．电视广播是通过电磁波传递图像信号和声音信号的，电视广播通常是利用微波传送信号的．2．雷达是利用电磁波中的微波进行测距、定位的仪器．3．移动通话是通过手机中的发射装置将用户的声音或数字信息转变为高频信号发射到空中，通过手机中的接收装置接收对方发射来的信息．4．电磁波谱(1)电磁波谱：电磁波按频率由小到大顺序为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．它们共同构成了范围广阔的电磁波谱．(2)不同频率的电磁波的比较名称特性无线电波红外线可见光紫外线X射线γ射线主要应用通信、广播红外探测器、红外体温计引起视觉灭菌、消毒、防伪医学透视、安检治疗疾病、金属探伤真空中的速度c＝3×108 m/s频率小→大例5雷达向远处发射无线电波，每次发射的时间是1 μs，两次发射的时间间隔为100 μs，在指示器的荧光屏上呈现出的尖形波如图所示，已知图中ab＝bc，则障碍物与雷达之间的距离是多大？第四节电磁波及其应用探究重点提升素养例1AB[变化的磁场周围产生电场，当电场中有闭合回路时，回路中有电流，若无闭合回路，电场仍然存在，A正确；周期性变化的磁场产生的电场一定也是周期性变化的，且频率相同，B正确；若形成电磁场必须有周期性变化的电场和磁场，C错误；只有变化的电场才能产生磁场，只有变化的磁场才能产生电场，D错误．]针对训练D[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稳定的磁场，非均匀变化的电场才产生变化的磁场，A、B、C错误，D正确．]例2ABC[根据麦克斯韦电磁场理论可知变化的电场产生磁场，选项A、B、C正确．]例3 CD [要想产生持续的电磁波，变化的电场(或磁场)产生的磁场(或电场)必须是周期性变化的，A 错误；电磁波是物质波，电磁波的传播不需要介质，B 错误；电磁波可以脱离“波源”而独立存在，C 正确；电磁波具有能量，电磁波传播的过程，也就是能量的传播过程，D 正确．]例4 D [根据c ＝λf 可得，λ＝3×10890.0×106 m ≈3.33 m ．]例5 7.5×103 m解析题图中a 和c 处的尖形波是雷达向目标发射无线电波时出现的，b 处的尖形波是雷达收到障碍物反射回来的无线电波时出现的，由ab ＝bc 可知，无线电波由发射到返回所用时间为t ＝50 μs.设障碍物与雷达之间的距离为s ，由2s ＝ct ，得s ＝ct 2＝3×108×50×10－62m ＝7.5×103 m.。

高中物理教案：电磁场与电磁波

高中物理教案：电磁场与电磁波一、引言电磁场与电磁波是高中物理教学中的重要内容，对于学生理解电磁现象和应用具有重要意义。

本教案将从基本概念开始引入，逐步介绍电磁场和电磁波的特性和应用，帮助学生全面理解相关知识。

二、电磁场的概念和特性1. 电磁场的概念电磁场指由电荷引起的相互作用。

它分为静电场和静磁场两种。

静电场是指只有静止带有电荷的物体所产生的电场；而静磁场则是指只有静止带有磁荷的物体所产生的磁场。

2. 电磁场的特性- 无线传播：与机械波不同，电磁波能够在真空中传播，不受介质限制。

- 步长关系：根据麦克斯韦方程组得到的统一方程式可以推导出光速等于真空中光速。

- 瞬时作用：改变源处时间变化情况可以在任何地点立刻感受到。

- 波动成分：电磁场具有波动性质，可以通过频率和振幅来描述。

三、电磁波的产生与特性1. 电磁波的产生- 霍夫曼实验：当变化的电流通过导线时，会在周围产生交变电场和交变磁场。

- 相互作用：交变电场和交变磁场相互作用形成了互相垂直传播的电磁波。

2. 电磁波谱- 电磁波谱是根据不同频率和波长将电磁辐射进行分类。

包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、 X 射线和γ射线等。

可见光是我们日常最为常见的一种。

3. 光的介质传播在真空中，光是以直线传播的；当光从一种介质进入另一种介质时，会发生折射现象，并引起速度改变，使其路径偏离。

四、应用领域与实践案例1. 通信技术无线通信依赖于无线电波的传播特性，其中包括蜂窝网络、卫星通信等。

演示如何通过调制技术将语音、图像和数据转化为电磁波传输。

2. 医学成像应用电磁波的穿透能力，例如 X 射线和核磁共振成像，实现对人体内部结构和组织的观察与诊断。

3. 光学仪器透镜、反射镜、激光器等基于电磁波的技术帮助我们实现对世界的观测和探索。

例如望远镜、显微镜等。

五、实验活动1. 通过演示霍夫曼实验，让学生直观地了解电流变化引起的交变电场和交变磁场相互作用，形成电磁波。

电磁场与电磁波电子教案

电磁场与电磁波电子教案第一章：电磁场与电磁波概述1.1 电磁场的概念电场和磁场的定义电磁场的性质和特点1.2 电磁波的产生和传播电磁波的定义和特点麦克斯韦方程组与电磁波的产生电磁波的传播特性1.3 电磁波的分类和应用无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线的特点和应用电磁波谱的概述第二章：电磁场的基本方程2.1 电场和磁场的基本方程高斯定律、法拉第电磁感应定律和安培定律的表述边界条件和解的存在性2.2 波动方程和传播特性电磁波的波动方程波的传播方向、波速和波长之间的关系横波和纵波的特性2.3 电磁场的能量和辐射电磁场的能量密度和能量流密度辐射阻力和辐射功率天线辐射和接收的原理第三章：电磁波的传播和散射3.1 均匀介质中的电磁波传播均匀介质中电磁波的传播方程电磁波的传播速度和相位常数电磁波的极化特性3.2 非均匀介质中的电磁波传播非均匀介质中电磁波的传播方程非均匀介质对电磁波传播的影响波的折射、反射和透射3.3 电磁波的散射散射现象的定义和分类散射方程和散射矩阵散射cross section 和散射截面第四章：电磁波的辐射和接收4.1 电磁波的辐射辐射现象的定义和分类天线辐射的原理和特性辐射阻力和辐射功率的计算4.2 电磁波的接收接收天线和接收电路的设计与分析噪声和信号的接收与处理接收灵敏度和信噪比的计算4.3 电磁波的应用无线通信和广播技术雷达和声纳技术医学成像和治疗技术第五章：电磁波的数值方法和计算5.1 电磁波的数值方法概述数值方法的定义和特点常见数值方法的原理和应用5.2 有限差分时域法（FDTD）FDTD方法的原理和算法FDTD模型的建立和求解过程FDTD法的应用实例5.3 有限元法（FEM）FEM方法的原理和算法FEM模型的建立和求解过程FEM法的应用实例第六章：电磁波的测量与实验技术6.1 电磁波测量概述电磁波测量的目的和意义电磁波测量方法和技术6.2 电磁波的发射与接收实验实验设备的组成和功能发射与接收实验的步骤和注意事项实验数据的处理与分析6.3 电磁波的反射与折射实验实验设备的组成和功能反射与折射实验的步骤和注意事项实验数据的处理与分析第七章：电磁波在特定介质中的传播7.1 电磁波在均匀介质中的传播均匀介质中电磁波的传播特性电磁波在导体和绝缘体中的传播7.2 电磁波在非均匀介质中的传播非均匀介质中电磁波的传播特性电磁波在多层介质中的传播7.3 电磁波在复杂介质中的传播复杂介质中电磁波的传播特性电磁波在生物组织、大气等介质中的传播第八章：电磁波的应用技术8.1 无线通信与广播技术无线通信与广播系统的工作原理调制与解调技术信号传输与接收技术8.2 雷达与声纳技术雷达与声纳系统的工作原理脉冲信号处理与距离测量目标识别与跟踪技术8.3 医学成像与治疗技术医学成像技术的工作原理与应用磁共振成像（MRI）与X射线成像电磁波在医学治疗中的应用第九章：电磁波的防护与安全9.1 电磁波的防护原理电磁波防护的方法与技术电磁屏蔽与吸收材料的应用电磁防护材料的研发与评价9.2 电磁波的安全标准与规范电磁波辐射的安全限值与标准电磁兼容性与电磁干扰控制电磁波辐射的环境影响与监管9.3 电磁波防护与安全的实际应用电磁波防护在电子设备与通信系统中的应用电磁波防护在医疗与生物领域的应用电磁波防护在日常生活与工作中的应用第十章：电磁波的展望与未来发展趋势10.1 电磁波技术在通信领域的展望5G与6G通信技术的发展趋势量子通信与卫星通信技术的应用无线充电与智能物联网技术的发展10.2 电磁波技术在科研领域的展望电磁波在暗物质探测与宇宙观测中的应用电磁波技术在材料科学与环境工程中的应用电磁波技术在生物医学与基因工程中的应用10.3 电磁波技术在社会生活中的影响电磁波技术对人类生活的影响与改变电磁波技术在教育与娱乐领域的应用电磁波技术在智能家居与交通工具中的应用重点和难点解析第一章中电磁场的概念和电磁波的产生传播是基础，需要重点关注电磁场的性质和特点，以及麦克斯韦方程组与电磁波产生的关系。

4-2 电磁场与电磁波教案

4.2电磁场与电磁波〖教材分析〗本节课内容主要有麦克斯韦的电磁理论和赫兹的火花实验。

通过理论分析和推导使学生对麦克斯韦的电磁理论有一定的了解，不需要计算。

赫兹实验是验证电磁波是否存在的实验，它是检验麦克斯韦理论是否正确的试金石。

最后通过地电磁波和机械波的对比，加深理解和学习研究问题的科学方法。

〖教学目标与核心素养〗物理观念∶理解电磁理论的内容，体会物理观念产生的过程。

科学思维∶结合前面学习过的知识，理解变化的磁场产生电场。

科学探究：培养学生实验探求知识的意识，增强求知欲望。

科学态度与责任∶通过结合生活中各种相应现象及常识，理解电磁波在人们生活中的地位。

〖教学重难点〗教学重点：麦克斯韦电磁场理论的基本内容。

教学难点：电磁波的特点以及赫兹实验原理。

〖教学准备〗多媒体课件。

〖教学过程〗一、新课引入电磁振荡电路中的能量有一部分要以电磁波的形式辐射到周围空间中去，那么，这些电磁波是怎样产生的?动图展示：振荡电路电磁场的变化。

分析：上节课我们讲过振荡电路中的能量消耗主要有俩个，一是电路有电阻，产生的内能，也就是焦耳热。

另外就是一电磁波的形式辐射出去。

这些电磁波是怎样产生的?二、新课教学（一）电磁场1.变化的磁场产生电场在变化的磁场中放一个闭合电路，由于穿过电路的磁通量发生变化，电路里会产生感应电流。

电子的定向移动形成电流，但是电子的定向移动需要电场。

所以麦克斯韦从场认为电路里能产生感应电流，是因为变化的磁场产生了电场，正是这个电场促使导体中的自由电荷做定向运动，产生感应电流。

即：变化的磁场能产生电场。

既然变化的磁场能产生电场，那变换的电场能否产生磁场呢？2.变化的电场产生磁场变化的电场驱动→运动的电荷→产生变化的电流→产生磁场。

麦克斯韦假设∶变化的电场就像运动的电荷，也会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。

例如，在电容器充、放电的过程中，不仅导体中的电流产生磁场，而且在电容器两极板间周期性变化的电场也产生磁场。

高中物理教案：研究电磁场和电磁波

高中物理教案：研究电磁场和电磁波一、引言（200字）本教案旨在帮助高中物理教师为学生介绍电磁场和电磁波的基本概念。

通过探索电磁场与电磁波的特性，学生将能够了解这两个重要的物理概念对于我们日常生活和科技应用的重要性。

该教案采用逐步推进的方法，让学生通过实验、练习和小组讨论进行深入学习。

二、课程目标（300字）1.了解电荷和电流对于产生电场的作用，并能计算简单情况下的电场强度。

2.理解静止电荷和运动带来的力的变化，并能应用库仑定律进行相关计算。

3.理解基本的导体与绝缘体规律，并能运用高斯定律计算导体内部和周围空间的电场强度。

4.掌握麦克斯韦方程组，并能运用它们分析静态情况下两种不同条件下的定向导线的磁场特性。

5.理解迈克耳孙电磁感应定律，能计算由磁场改变导线中的电流强度。

6.了解电磁波的基本概念和性质，并能运用麦克斯韦方程组解释其产生的原理。

7.能够通过实验研究不同类型的电磁波，如可见光、微波和射频波等，并了解它们应用于日常生活和通信技术的重要性。

三、课程内容（1500字）1. 电荷和电场（400字）•介绍带电粒子和静止带电体所带来的电场强度。

•讲解库仑定律并应用于计算。

•探索高斯定律以及它在理解导体与绝缘体的作用中的重要性。

2. 磁场与安培定律（400字）•学习运动带来的力对物体受力方向变化以及螺线管在不同条件下产生磁场特性之间的关系。

•引入安培环路法则，讲解分析位于环路上各点处磁场强度和方向变化。

3. 迈克耳孙电磁感应定律（300字）•介绍电流和磁场之间的关系。

•讨论不同情况下电磁感应产生的效应。

•引入法拉第电磁感应定律并进行相关实验操作。

4. 电磁波的基本概念（400字）•解释电场和磁场震荡形成无线电波、微波和可见光等电磁波的原理。

•探索麦克斯韦方程组以解释电磁波传播的规律。

5. 应用与发展（100字）•了解不同类型的电磁波在日常生活中的应用，如通信技术、医学成像和雷达系统等。

•探讨未来可能使用的新型电磁波技术，并对其影响进行评估。

高中物理教案：电磁场与电磁波

高中物理教案：电磁场与电磁波一、引言电磁场与电磁波是高中物理课程中重要的内容之一。

电磁场与电磁波的学习不仅有助于学生理解物质世界的本质，还能够为其未来的科技工作和学术研究提供坚实的基础。

在这篇文章中，我们将介绍电磁场与电磁波的基本概念、特性以及应用领域。

二、电磁场的基本概念与特点1. 电磁场概述电磁场是由带电粒子或流动电荷所形成的力场和涡旋场共同构成。

其包含了麦克斯韦方程组所描述的静态和动态性质。

通过对电荷分布情况进行描述，可以建立数学模型来表示它们之间相互作用的力。

2. 电场与磁场电场是由带有静止或移动带正或负电荷物体所产生，并使其周围空间具备一种特殊属性的力场。

而磁场则是由带有静止或移动不等量正、负两种宽似单极线圈分布相反且沿着特定方向的物体所产生的场。

3. 电磁感应与法拉第定律运动的磁场可以产生感应电流，同时变化的磁场也会在导体内产生感应电流。

这一现象被称为电磁感应，是法拉第定律的实质内容之一。

根据法拉第定律，磁通量变化速率等于感应电动势大小。

4. 电磁波发射与传播当振荡子发生加速或减速运动时，就会产生电场和磁场随时间变化而形成扩散传播的波动现象，即电磁波。

通过Maxwell方程组可知，光速是一个不依赖于媒介、由电场和磁场所构成的纵横交错型奔跑着的东西。

三、电磁波的特性与分类1. 频率和波长电磁波具有不同频率和波长，其频率指单位时间内波峰通过观察点或单位时间内单位长度内穿过观察点个数。

而波长则表示一个完整周期需要占用多少空间长度。

2. 光谱分析根据频率和能量不同，电磁谱被划分为不同的区域，包括射频、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。

不同区域内的电磁波具有不同的特性和应用。

3. 反射和折射电磁波在遇到界面时会发生反射和折射现象。

反射指波峰返回原来的介质，而折射则是电磁波在进入新介质后方向改变的现象。

4. 干涉与衍射当两个或更多个电磁波相互叠加时，会发生干涉现象。

干涉可以是吸收或增强效果。

电磁场与电磁波电子教案

12第五章均匀平面波在无界空间中的传播几个重要概念抱负媒质：导电率为零的媒质，也称无耗媒质。

平面波：波阵面为平面的电磁波。

均匀平面波：等相面为平面，且在等相面上，电、磁场量的振幅、方向、相位处处相等的电磁波。

一、亥姆霍兹方程的平面波解无源区 ρ = 0, J= 0均匀、各向同性抱负媒质， ∇ 2 E + k 2 E = 0⇒ ∂ 2 E ∂x 2 + ∂ 2 E ∂y 2 + ∂ 2 E ∂z 2+ k 2 E = 0考虑沿 z 方向传播的均匀平面波，E⇒ E (z )、E (z )x yH ⇒ H xd 2 E(z )、H (z )y则xdz 2+ k 2 E = 0xd 2 E ydz 2+ k 2 E = 0yd 2Hxdz 2+ k 2 H = 0xd 2 Hydz 2+ k 2 H = 0y二阶常微分方程，形式一样，解也一样。

其解： E x(z ) = A e - jkz + A e jkz ——解的复数形式待定常数，由边界条件确定E (z ,t ) = Re[(A e - jkz + A e jkz )e j ωt ] - - - 瞬时表达式 x 1 2= E cos(ωt - kz + ϕ 1m1) + E 2mcos(ωt + kz + ϕ )2解的物理意义：1〕 A e - jkz ⇒ E cos(ωt - kz + ϕ )11m1由图 5.1.4 可知，随时间t 增加,波形向+z 方向平移,故为表示向+z 方向传播的均匀平面波函数,同理, e jkz 向-z 方向传播的均匀平面波函数.ω με f με μεεr⎪ k 2) 平面波解的物理意义表示沿Z 方向(+Z,-Z)传播的均匀平面波的合成波. 二、传播特性以+z 方向传播的均匀平面波为例E = e ˆ x E ee - j (kz -ϕ)或E xm= e ˆ E x xm cos(ωt - kx + ϕ)⎧ r = e ˆx + e ˆ y + e ˆ z = ke ˆ空间任意点矢径 ⎨ x y zz⎩ k • r = kz = ke ˆ • r z沿+ z 方向传播的平面波波的等相面是垂直于Z 轴的平面且为常数。

电磁场与电磁波教学教案

2 教学内容
电磁场基本概念
电磁场的定义：电场和磁场的统称
电磁场的性质：电场和磁场相互联系、相互转化
电磁场的来源：电荷、电流、变化的磁场
电磁场的基本方程：麦克斯韦方程组
电磁波传播特性
电磁波的传播速度：光速
电磁波的传播方向：直线传播
电磁波的传播频率：与波长和频率有关
电磁波的传播能量：与振幅和频率有关
电磁场与电磁波教学教案
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目录 /目录
01
教学目标
02
教学内容
04
教学过程
05
教学评价与反馈
03
教学方法
06
教学反思与改进
1 教学目标
知识目标
理解电磁场的基本概念和性
质
掌握电磁波的产生、传播和
接收原理
学会运用电磁场和电磁波知识解决实际问
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分析反馈结果：对收集到的反馈数据进行分析，找出学生的难点和薄弱环节
持续跟踪：在调整教学策略后，持续关注学生的反馈，以便及时调整和改进教学。
6 教学反思与改进
反思教学内容和方法
教学方法：是否采用了生动形象的教学方法，如举例、图解、实验等？
教学内容：是否涵盖了电磁场与电磁波的基本概念、原理和公式？
通过动画和视频，帮助学生理解抽象的电磁场和电磁波现象
利用交互式软件，让学生动手操作，加深对电磁场与电磁波知识的理解
结合实际案例，让学生了解电磁场与电磁波在实际生活中的应用
4 教学过程

电磁场与电磁波电子教案

电磁场与电磁波电子教案第一章：电磁场与电磁波概述1.1 电磁场的概念电场和磁场的基本性质电磁场的产生和变化1.2 电磁波的产生和传播电磁波的种类和特点电磁波的产生机制电磁波的传播特性1.3 电磁场与电磁波的应用电磁场在通信技术中的应用电磁波在医疗诊断中的应用第二章：静电场2.1 静电场的基本性质静电力和库仑定律电场强度和电势差2.2 静电场的能量和能量密度静电场的能量静电场的能量密度2.3 静电场的边界条件静电场的边界条件电场的连续性和跳跃性第三章：稳恒磁场3.1 稳恒磁场的基本性质磁场强度和磁感应强度安培环路定律3.2 磁场对电流的作用洛伦兹力和安培力磁场对电流的作用规律3.3 磁场的能量和能量密度磁场的能量磁场的能量密度第四章：电磁波的产生和传播4.1 电磁波的产生机制麦克斯韦方程组电磁波的产生过程4.2 电磁波的传播特性电磁波的波动方程电磁波的传播速度4.3 电磁波的能量和能量密度电磁波的能量电磁波的能量密度第五章：电磁波的应用5.1 电磁波在通信技术中的应用无线电通信和微波通信电磁波的天线原理5.2 电磁波在医疗诊断中的应用磁共振成像（MRI）微波热疗和电磁波治疗5.3 电磁波在其他领域的应用电磁波在能源传输中的应用电磁波在环境监测中的应用第六章：电磁波的波动方程与传播特性6.1 电磁波的波动方程电磁波的数学描述电磁波的波长、频率和波速6.2 电磁波的传播特性电磁波的直线传播电磁波的衍射和干涉6.3 电磁波的极化电磁波的偏振现象电磁波的圆极化和线极化第七章：电磁波的辐射与接收7.1 电磁波的辐射电磁波的发射过程天线辐射原理7.2 电磁波的接收电磁波的接收原理接收天线和放大器的设计7.3 电磁波的辐射和接收的应用无线电广播和电视传输卫星通信和导航系统第八章：电磁波的传播环境与衰减8.1 电磁波的传播环境自由空间中的电磁波传播导引波和波导传播8.2 电磁波的衰减电磁波在介质中的衰减电磁波的散射和反射8.3 电磁波的传播环境与衰减的影响因素天气和气候对电磁波传播的影响障碍物和遮挡对电磁波传播的影响第九章：电磁波的调制与解调9.1 电磁波的调制调幅和调频调相和复合调制9.2 电磁波的解调解调原理和方法解调电路的设计9.3 电磁波的调制与解调的应用无线通信和广播传输数据传输和网络通信第十章：电磁波的测量与监测10.1 电磁波的测量原理与方法电磁波的测量仪器和设备电磁波的测量技术和方法10.2 电磁波的监测与分析电磁波的监测原理和设备电磁波的频谱分析和信号处理10.3 电磁波的测量与监测的应用电磁兼容性分析和测试电磁环境监测和保护第十一章：电磁波在特定介质中的传播11.1 电磁波在均匀介质中的传播介质的电磁特性电磁波在介质中的传播方程11.2 电磁波在非均匀介质中的传播非均匀介质的特点电磁波在非均匀介质中的传播规律11.3 电磁波在特定介质中传播的应用电磁波在地球物理勘探中的应用电磁波在生物医学成像中的应用第十二章：电磁波的辐射与天线技术12.1 电磁波的辐射机制开放电荷和辐射场电磁波的辐射功率和辐射强度12.2 天线的基本原理与设计天线的作用和分类天线的辐射特性与设计方法12.3 电磁波的辐射与天线技术的应用无线通信和卫星通信的天线设计天线在雷达和导航系统中的应用第十三章：电磁波与物质的相互作用13.1 电磁波与物质的相互作用原理电磁波的吸收、反射和散射电磁波在物质中的传播过程13.2 电磁波在生物组织中的传播生物组织的电磁特性电磁波在医学成像中的应用13.3 电磁波与物质相互作用的应用电磁波在材料科学中的应用电磁波在环境监测中的应用第十四章：电磁波的安全与防护14.1 电磁波的安全性分析电磁波的生物效应电磁波的安全标准与规范14.2 电磁波的防护技术电磁屏蔽和吸波材料电磁波的防护设计与实施14.3 电磁波的安全与防护的应用电磁兼容性设计电磁环境保护和电磁辐射控制第十五章：电磁波的前沿领域与展望15.1 电磁波的前沿研究课题量子电动力学与高能电磁波极端条件下的电磁波传播15.2 电磁波技术的创新与发展新型天线技术与阵列处理智能材料与电磁波调控15.3 电磁波的应用前景与挑战未来通信系统的展望电磁波在可持续能源中的应用重点和难点解析重点：电磁场与电磁波的基本概念、原理、应用和发展前景。

2.电磁场和电磁波-教科版选修2-1教案

2. 电磁场和电磁波-教科版选修2-1教案一、教学目标1.了解电磁场的概念及其产生的原因；2.理解电磁波的基本特征和传播规律，并可在日常生活中举一些例子；3.掌握麦克斯韦方程组的形式和基本用途；4.简单了解Hertz对电磁波的实验研究及其意义。

二、教学内容本节课的主要内容是电磁场和电磁波，包括以下几个方面的内容：1.电磁场的基本概念；2.电磁场的种类和特征；3.麦克斯韦方程组的形式和基本用途；4.电磁波的基本特征和传播规律；5.Hertz对电磁波的实验研究及其意义。

三、教学重点和难点1.了解电磁场的基本概念及其产生的原因；2.掌握麦克斯韦方程组的形式和基本用途；3.理解电磁波的基本特征和传播规律。

四、教学方法结合实例讲解原理，学生互动讨论。

1.引入教师先用 PPT 上的图片展示一些日常生活中与电磁场和电磁波相关的现象，如手机通信、电视机接收信号、微波炉加热食物等，让学生思考这些现象的原因。

2.电磁场的基本概念引导学生对电荷的概念进行回顾，并通过实验或图示的方式，引入电荷间的相互作用力——电场。

强调电场产生的原因，即电荷间的相互作用力。

3.电磁场的种类和特征介绍电磁场的种类和特征，如静电场、磁场、交变电场等，并让学生思考电磁场在日常生活中的应用。

4.麦克斯韦方程组的形式和基本用途介绍麦克斯韦方程组的形式和基本用途，讲解电磁场的磁感线和磁通量，强调麦克斯韦方程组的重要性和应用范围。

5.电磁波的基本特征和传播规律1.了解电磁波的基本概念和基本特征，如频率、波长、振幅、速度等；2.掌握电磁波的传播规律，即电磁波的传播是通过电场和磁场所组成的电磁波同时作用在空间中传播，讲解电磁波在不同介质中的传播速度。

6.Hertz对电磁波的实验研究及其意义引导学生了解Hertz对电磁波的实验研究及其意义，讲解电磁波的发现历程，强调电磁波在通信、物联网、电视等方面的应用。

7.总结通过本节课的学习，学生应该能够对电磁场和电磁波有一个全面的认识，理解电磁波在日常生活中的应用和意义。

高中创新设计物理教科版选修3-4学案：第3章第1、2讲电磁振荡电磁场和电磁波 Word版含解析

第1讲电磁振荡第2讲电磁场和电磁波[目标定位] 1.了解振荡电流、振荡电路及LC振荡电路的振荡过程,会求LC振荡电路的周期与频率.2.了解阻尼振荡和无阻尼振荡.3.了解麦克斯韦电磁场理论的基本观点以及在物理学发展史上的意义.4.了解电磁波的特点及其发展过程,通过电磁波体会电磁场的物理性质、一、电磁振荡1、振荡电流的产生电磁振荡( 1 )振荡电流和振荡电路①振荡电流:大小和方向都随时间做周期性迅速变化的电流、②振荡电路:能够产生振荡电流的电路、由线圈L和电容器C组成的电路是最简单的振荡电路,称为LC振荡电路、( 2 )电磁振荡的过程放电过程:由于电感线圈对交变电流的阻碍作用,放电电流由零逐渐增大,线圈产生的磁场逐渐增强,电容器里的电场逐渐减弱,电场能逐渐转化为磁场能、放电完毕后,电场能全部转化为磁场能、充电过程:电容器放电完毕后,由于线圈的自感作用,电流保持原来的方向继续流动,电容器将进行反向充电,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、充电完毕,电流减小为零,磁场能全部转化为电场能. 此后电容器再放电,再充电、( 3 )电磁振荡电容器不断地充电和放电,电路中就出现了周期性变化的振荡电流,这种现象叫做电磁振荡、2、无阻尼振荡和阻尼振荡( 1 )在电磁振荡中,如果没有能量损失,振荡将永远持续下去,振荡电流的振幅应该永远保持不变,这种振荡叫做无阻尼振荡,如图1甲、( 2 )由于电路中有电阻,电路中的能量有一部分要转化成内能,还有一部分能量以电磁波的形式辐射到周围空间去了、这样,振荡电路中的能量逐渐损耗,振荡电流的振幅逐渐减小,直到停止振荡、这种振荡叫做阻尼振荡、如图乙、图13、电磁振荡的周期和频率( 1 )电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间叫做周期.1 s 内完成周期性变化的次数叫频率、( 2 )振荡电路里发生无阻尼振荡时的周期和频率叫做振荡电路的固有周期、固有频率,简称振荡电路的周期和频率、( 3 )LC 振荡电路的周期T 和频率f 跟电感线圈的电感L 和电容器的电容C 的关系是T ＝2πLC 、f ＝12πLC . 二、电磁场和电磁波1、麦克斯韦电磁理论的两个基本假设( 1 )变化的磁场能够在周围空间产生电场、( 2 )变化的电场能够在周围空间产生磁场、2、电磁场如果在空间某区域有不均匀变化的电场,那么这个变化的电场就在它周围空间引起变化的磁场,这个变化的磁场又在它周围空间引起变化的电场……于是,变化的电场和变化的磁场交替产生,形成不可分割的统一体,称为电磁场、3、电磁波( 1 )产生:由变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场是由近及远传播的,这种变化的电磁场在空间的传播称为电磁波、( 2 )麦克斯韦在1865年从理论上预见了电磁波的存在,1888年物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在、赫兹还运用自己精湛的实验技术测定了电磁波的波长和频率,得到了电磁波的传播速度,证实了这个速度等于光速、( 3 )电磁波的波长λ、波速v 和周期T 、频率f 的关系:λ＝v T ＝v f. ( 4 )电磁波在真空中的传播速度v ＝c ≈3×108 m/s.一、电磁振荡中各物理量的变化情况如图2所示图2【例1】( 多选)某时刻LC振荡电路的状态如图3所示,则此时刻( )图3A、振荡电流i在减小B、振荡电流i在增大C、电场能正在向磁场能转化D、磁场能正在向电场能转化详细解析图中电容器上极板带正电荷,根据振荡电流方向可知负电荷向下极板聚集,所以电容器正在充电,电容器充电的过程中,电流减小,磁场能向电场能转化,所以A、D选项正确、正确答案AD二、对麦克斯韦电磁场理论的理解1、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、2、均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场,同样,均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场、3、振荡变化的磁场在周围空间产生同频率振荡的电场,同样,振荡变化的电场在周围空间产生同频率振荡的磁场、【例2】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,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详细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稳定的磁场,非均匀变化的电场才产生变化的磁场、正确答案 D针对训练某电路中电场随时间变化的图像如图所示,能发射电磁波的电场是( )详细解析图A中电场不随时间变化,不会产生磁场；图B和图C中电场都随时间做均匀的变化,只能在周围产生稳定的磁场,也不会产生和发射电磁波；图D中电场随时间做不均匀的变化,能在周围空间产生变化的磁场,进而能产生变化的电场,从而交织成一个不可分割的统一体,即形成电磁场,能发射电磁波、正确答案 D三、电磁波与机械波的比较1、电磁波和机械波的共同点( 1 )二者都能产生干涉和衍射、( 2 )二者在不同介质中传播时频率不变、( 3 )二者都满足波的公式v＝λT＝λf.2、电磁波和机械波的区别( 1 )二者本质不同电磁波是电磁场的传播,机械波是质点机械振动的传播、( 2 )传播机理不同电磁波的传播机理是电磁场交替感应,机械波的传播机理是质点间的机械作用、( 3 )电磁波传播不需要介质,而机械波传播需要介质、( 4 )电磁波是横波,机械波既有横波又有纵波,甚至有的机械波同时有横波和纵波,例如地震波、【例3】( 多选)以下关于机械波与电磁波的说法中,正确的是( )A、机械波和电磁波,本质上是一致的B、机械波的波速只与介质有关,而电磁波在介质中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、干涉和衍射现象详细解析机械波由振动产生；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,波速由介质和自身的频率共同决定；机械波有横波,也有纵波,而电磁波一定是横波,它们都能发生反射、折射、干涉和衍射等现象,故选项B、C、D正确、正确答案BCD借题发挥机械波的传播速度完全由介质决定,而电磁波的传播速度是由介质和频率共同决定.电磁振荡1、( 多选)在LC回路中,电容器两端的电压u随时间t变化的关系如图4所示,则( )图4A、在时刻t1,电路中的电流最大B、在时刻t2,电路中的磁场能最大C、从时刻t2至t3,电路的电场能不断增大D、从时刻t3至t4,电容器的带电荷量不断增大详细解析电磁振荡中的物理量可分为两组:①电容器带电荷量q、极板间电压u、电场强度E及电场能为一组、②自感线圈中的电流i、磁感应强度B及磁场能为一组、同组量的大小变化规律一致,同增同减同为最大或为零值；异组量的大小变化规律相反、若q、E、u 等量按正弦规律变化,则i、B等量必按余弦规律变化、根据上述分析由题图可以看出,本题正确选项为A、D.正确答案AD2、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L和电容C都增大一倍B、自感L增大一倍,电容C减小一半C、自感L减小一半,电容C增大一倍D、自感L和电容C都减小一半详细解析据LC振荡电路频率公式f＝12πLC,当L、C都减小一半时,f增大一倍,故选项D是正确的、正确答案 D麦克斯韦电磁场理论3、用麦克斯韦的电磁场理论判断,图中表示电场( 或磁场)产生磁场( 或电场)的正确图像是( )详细解析A图中的左图磁场是稳定的,由麦克斯韦的电磁场理论可知,其周围空间不会产生电场,A图中的右图是错误的；B图中的左图是均匀变化的电场,应该产生稳定的磁场,右图的磁场应是稳定的,所以B图错误；C图中的左图是振荡的磁场,它能产生同频率的振荡电场,且相位相差π2,C图是正确的；D图中的左图是振荡的电场,在其周围空间产生振荡的磁场,但是右图中的图像与左图相比较,相位相差π,故D图错误、正确答案 C电磁波的特点4、( 多选)下列关于电磁波的说法中,正确的是( )A、电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播B、电磁波在任何介质中的传播速度均为3×108 m/sC、电磁波由真空进入介质传播时,波长将变短D、电磁波不能产生干涉、衍射现象详细解析电磁波在真空中的传播速度为光速c＝3×108m/s,且c＝λf,从一种介质进入另一种介质,频率不变,但速度、波长会变、电磁波仍具有波的特征,电磁波只有在真空中的速度才为3×108 m/s,在其他介质中的传播速度小于3×108 m/s.正确答案AC题组一麦克斯韦电磁场理论1、建立完整的电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学家是( )A、法拉第B、奥斯特C、赫兹D、麦克斯韦详细解析麦克斯韦建立了电磁场理论并且预言了电磁波的存在,选项D正确、正确答案 D2、( 多选)下列说法正确的是( )A、变化的磁场周围一定存在着电场,与是否有闭合电路无关B、恒定电流能够在周围空间产生稳定的磁场C、稳定电场能够在周围空间产生稳定的磁场D、均匀变化的电场能够在周围空间产生稳定的磁场详细解析变化的磁场周围产生电场,当电场中有闭合回路时,回路中有电流、若无闭合回路电场仍然存在,A正确；电场按其是否随时间变化分为稳定电场( 静电场)和变化电场( 如运动电荷形成的电场),稳定电场不产生磁场,只有变化的电场周围空间才存在对应磁场,故C错,D对；恒定电流周围存在稳定磁场,B对、正确答案ABD3、下列关于电磁波的说法正确的是( )A、电磁波只能在真空中传播B、电场随时间变化时一定产生电磁波C、做变速运动的电荷会在空间产生电磁波D、麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在详细解析电磁波既可以在真空中传播,也可在其他介质中传播,选项A错误；只有变化的电场才能产生磁场,也只有变化的磁场才能产生电场,选项B错误；做变速运动的电荷对应变化的电场,激发磁场,相当于变化的电流,产生变化的磁场,产生电磁波,选项C正确；电磁波的存在首先由赫兹实验证实,选项D错误、正确答案 C4、( 多选 )某空间出现了如图1所示的一组闭合电场线,这可能是( )图1A 、沿AB 方向磁场在迅速减弱B 、沿AB 方向磁场在迅速增强C 、沿BA 方向磁场在迅速增强D 、沿BA 方向磁场在迅速减弱详细解析根据电磁感应,闭合回路中的磁通量发生变化时,使闭合回路中产生感应电流,该电流可用楞次定律判断、根据麦克斯韦电磁场理论,闭合回路中产生感应电流,是因为闭合回路中的自由电荷受到了电场力作用,而变化的磁场产生电场,与是否存在闭合回路没有关系,故空间内磁场变化产生的电场方向,仍然可用楞次定律判断,四指环绕方向即为感应电场的方向,由此可知,选项A 、C 正确、正确答案 AC题组二电磁波的特点5、所有电磁波在真空中传播时,具有的相同物理量是( )A 、频率B 、波长C 、能量D 、波速详细解析不同电磁波在真空中传播时,只有速度相同,即为光速、正确答案 D6、当电磁波的频率减小时,它在真空中的波长将( )A 、不变B 、增大C 、减小D 、无法确定详细解析电磁波的波长为:λ＝c f,频率减小,波长增大,选项B 正确、正确答案 B7、( 多选 )以下关于电磁波的说法中正确的是( )A 、只要电场或磁场发生变化,就能产生电磁波B 、电磁波传播需要介质C 、电磁振荡一旦停止,电磁波仍能独立存在D 、电磁波具有能量,电磁波的传播是伴随有能量向外传递的详细解析如果电场( 或磁场)是均匀变化的,产生的磁场( 或电场)是稳定的,就不能再产生新的电场( 或磁场),也就不能产生电磁波；电磁波不同于机械波,它的传播不需要介质；电磁振荡停止后,电磁波仍独立存在；电磁波具有能量,它的传播是伴随有能量传递的、故选C、D.正确答案CD8、有关电磁波和声波,下列说法错误．．的是( )A、电磁波的传播不需要介质,声波的传播需要介质B、由空气进入水中传播时,电磁波的传播速度变小,声波的传播速度变大C、电磁波是横波,声波也是横波D、由空气进入水中传播时,电磁波的波长变短,声波的波长变长详细解析电磁波本身就是一种物质,它的传播不需要介质,而声波的传播需要介质,故选项A正确；电磁波由空气进入水中时,传播速度变小,但声波在水中的传播速度比其在空气中大,故选项B正确；电磁波的传播方向与E、B两个振动矢量的方向都垂直,是横波,而声波是纵波,故选项C错误；电磁波由空气进入水中传播时,波速变小,波长变短,而声波由空气进入水中传播时,波速变大,波长变长,故选项D正确、正确答案 C题组三电磁振荡9、( 多选)关于LC振荡电路中电容器两极板上的电荷量,下列说法正确的是( )A、电荷量最大时,线圈中振荡电流也最大B、电荷量为零时,线圈中振荡电流最大C、电荷量增大的过程中,电路中的磁场能转化为电场能D、电荷量减小的过程中,电路中的磁场能转化为电场能详细解析电容器电荷量最大时,振荡电流为零,A错；电荷量为零时,放电结束,振荡电流最大,B对；电荷量增大时,磁场能转化为电场能,C对；同理可判断D错、正确答案BC10、LC振荡电路中,平行板电容器两极板间电场强度随时间变化关系如图2所示,则与该图中A点相对应的是( )图2A、电路中的振荡电流最大B、电路中的磁场能最大C、电路中的振荡电流为零D、电容器两极板所带电荷量最少详细解析图像中的A点表示电场强度负向最大,此时电路中的振荡电流为零、磁场能最小、电容器所带电荷量最大,选项C正确、正确答案 C11、在LC回路中发生电磁振荡时,以下说法正确的是( )A、电容器的某一极板,从带最多的正电荷放电到这一极板充满负电荷为止,这一段时间为一个周期B、当电容器放电完毕瞬间,回路中的电流为零C、提高充电电压,极板上带更多的电荷时,能使振荡周期变大D、要提高振荡频率,可减小电容器极板间的正对面积详细解析电容器某一极板从带最多的正电荷到带最多的负电荷这段时间,电容器完成了放电和反向充电过程,时间为半个周期,A错误；电容器放电完毕瞬间,电路中电场能最小,磁场能最大,故电路中的电流最大,B错误；振荡周期仅由电路本身决定,与充电电压等无关,C 错误；提高振荡频率,就是减小振荡周期,可通过减小电容器极板正对面积来减小C,达到增大振荡频率的目的,D正确、正确答案 D12、( 多选)一台电子钟,是利用LC振荡电路来制成的,在家使用一段时间后,发现每昼夜总是快1 min,造成这种现象的可能原因是( )A、L不变C变大了B、L不变C变小了C、L变小了C不变D、L、C均减小了详细解析由题意可知,LC振荡电路的周期T变小了,根据周期公式T＝2πLC,选项B、C、D正确、正确答案BCD13、( 多选)LC振荡电路中,某时刻的磁场方向如图3所示,则( )翰翰说设计图3A、若磁场正在减弱,则电容器正在充电,电流由b向aB、若磁场正在减弱,则电场能正在增大,电容器上极板带负电C、若磁场正在增强,则电场能正在减少,电容器上极板带正电D、若磁场正在增强,则电容器正在充电,电流方向由a向b详细解析若磁场正在减弱,则电流在减小,是充电过程,根据安培定则可确定电流由b向a,电场能增大,上极板带负电,故选项A、B正确；若磁场正在增强,则电流在增大,是放电过程,电场能正在减小,根据安培定则,可判断电流由b向a,上极板带正电,故选项C正确,D错误、正确答案ABC。

(完整版)电磁场与电磁波教案

备注
xxxx大学教案（理论教学用）
第 2 次课学时：2
授课对象
2011级电子工程专业本科生
章节
第1章1.3，1.4
教学目的和要求
梯度、散度和旋度是构成麦克斯韦方程组的基本算子，也是计算电磁场的基本算子，所以从方向导数、通量、环流的基础上，把三个算子的物理意义和计算公式介绍并推导出来。
讲授主要内容
1.3标量场的梯度
备注
xxxx大学教案（理论教学用）
第 3 次课学时：2
授课对象
2011级电子工程专业本科生
章节
第1章1.5，1.6
教学目的和要求
梯度、散度和旋度是构成麦克斯韦方程组的基本算子，也是计算电磁场的基本算子，所以从方向导数、通量、环流的基础上，把三个算子的物理意义和计算公式介绍并推导出来。
讲授主要内容
1.5矢量场的环流与旋度
备注
xxxx大学教案（Hale Waihona Puke 论教学用）第10次课学时：2
授课对象
2011级电子工程专业本科生
章节
第3章3.3,3.4,3.5
教学目的和要求
介绍恒定磁场的分析方法，磁场能量密度，静态场的边值问题，唯一性定理和镜像法。
讲授主要内容
3.3恒定磁场分析；3.4静态场的边值问题及解的惟一性定理；3.5镜像法
重点
备注
xxxx大学教案（理论教学用）
第7次课学时：2
授课对象
2011级电子工程专业本科生
章节
第2章2.4
教学目的和要求
讲授电介质的极化性质，包括极化电荷的面密度、体密度、电介质的本构关系、电介质的基本方程。讲授磁介质的磁化性质，包括磁化电流的面密度、体密度、磁介质的本构关系、磁介质的基本方程。讲授媒质的传到特性。

电磁场和电磁波原理和应用教学教案

电磁场理论：10学时，包括电磁场的基本概念、电磁场的基本方程、电磁场的能量和动量等
电磁波理论：10学时，包括电磁波的基本概念、电磁波的传播、电磁波的反射和折射等
理论教学评价：通过作业、考试等方式对学生的学习情况进行评价，及时反馈学生的学习情况，调整教学计划。
实验教学部分：10学时，占比25%
实验目的：通过实验加深对电磁场和电磁波原理的理解和应用
电磁波实验设备：天线、信号发生器、接收器、测量仪器等
实验器材：导线、电阻、电容、电感、变压器等
教学软件与在线平台
教学软件：MATLAB、Simulink、COMSOL Multiphysics等
在线平台：Coursera、edX、Udacity等
教学资源：电磁场和电磁波相关教材、课件、视频、实验等
网络资源：电磁场和电磁波原理和应用相关的网络资源，如电磁场与电磁波教学网站、电磁场与电磁波在线课程等。
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电磁场和电磁波原理和应用教学教案
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教学目标
掌握电磁场和电磁波的基本原理
理解电磁场的基本概念和性质
掌握电磁波的产生、传播和接收原理
学会运用电磁场和电磁波原理解决实际问题
培养创新意识和实践能力，提高科学素养
通过实验演示，让学生直观地了解电磁场和电磁波的特性和应用。
通过讲解电磁场和电磁波的基本概念，激发学生对电磁场和电磁波的兴趣。
教学内容
电磁场和电磁波的基本概念
电磁场的定义和性质
电磁波的产生和传播

物理学学科教案电磁场与电磁波

物理学学科教案电磁场与电磁波物理学学科教案——电磁场与电磁波引言：电磁场和电磁波是现代物理学中的重要内容，也是理解现代通信技术和电磁感应现象的基础。

掌握电磁场与电磁波的基本概念、性质和应用，对学生的科学素养和技能的培养至关重要。

本教案围绕电磁场与电磁波的基本原理和应用展开，旨在帮助学生深入理解并应用这一领域的知识。

小节一：电磁场的基本概念与性质1. 电磁场的概念：通过引入场的概念，引导学生理解电磁场的本质以及其与物体之间的相互作用关系。

2. 静电场与磁场：介绍静电场和磁场的特点及其形成机制，以及电场和磁场的数学描述方法。

3. 电磁场的相互作用：讲解电场和磁场互相作用的基本原理，例如洛伦兹力和电磁感应现象，并通过实例说明其在实际生活中的应用。

小节二：电磁波的基本概念与性质1. 电磁波的概念：引导学生理解电磁波的基本概念，以及电磁波与电场和磁场的关系。

2. 电磁波的特点：介绍电磁波的振动方向、传播速度和频率与波长之间的关系，侧重强调电磁波的波动性和辐射性。

3. 电磁波的分类与应用：介绍电磁波的分类及其在通信、医学和科学研究中的应用，例如无线电通信、医学成像和无损检测。

小节三：电磁波的传播与反射1. 电磁波的传播性质：讲解电磁波在不同介质中的传播特性，例如折射和衍射现象，并通过实验演示加深学生的理解。

2. 电磁波的反射：引导学生理解电磁波在不同界面上的反射原理和规律，并通过实例分析反射现象在实际应用中的作用。

3. 电磁波的传播与反射的实际应用：讲解电磁波在雷达、光纤通信和光学器件中的应用，培养学生分析和解决实际问题的能力。

小节四：电磁场和电磁波的量化描述1. 麦克斯韦方程组：介绍麦克斯韦方程组的基本形式和物理意义，通过简单推导引导学生了解电磁场与电磁波的基本定理。

2. 麦克斯韦方程组的应用：讲解麦克斯韦方程组在电磁波理论和电磁场计算中的重要性，并介绍有关工程应用的实例，如天线设计和电磁场的数值模拟。

3. 电磁场与电磁波的未来展望：展望未来对电磁场和电磁波研究的重要性和应用前景，激发学生对物理学科的兴趣和探索欲望。

高中物理教案：探讨电磁场与电磁波

高中物理教案：探讨电磁场与电磁波一、引言在高中物理学习中，电磁场与电磁波是重要的概念。

本教案旨在帮助学生深入了解电磁场和电磁波的基本原理，以及它们在日常生活和科技领域中的应用。

二、电磁场的基本概念1.电荷与电场：介绍静止带电粒子周围形成的电场，以及正负电荷间相互作用力。

2.磁铁与磁场：探讨永久磁铁产生的磁场，以及对其他物体（如铁块）的吸引或排斥作用。

3.电流与磁场：介绍通过导体形成的电流所产生的磁场（安培环路定理），以及左手规则来确定其方向。

三、麦克斯韦方程组1.整合历史背景：介绍麦克斯韦方程组的形成和重要性。

2.详解四个方程：•高斯第一定律（库仑定律）：描述了静电场的分布和电荷之间的相互作用。

•高斯第二定律（环路定理）：描述了磁场随时间变化产生的涡旋电场。

•法拉第电磁感应定律：描述了磁场随着电流变化而产生的感应电动势。

•安培环路定理：描述了磁场随着改变电场而产生的涡旋磁场。

四、电磁波及其特性1.电磁波的起源与本质：探讨极化振荡子发射和接受不断变化的电场和磁场所形成的波动现象。

2.波长、频率和速度：介绍如何计算电磁波的波长、频率和速度，并给出典型值。

3.光谱与颜色：深入解释可见光谱以及各种颜色与频率之间的关系。

五、应用领域与进一步学习1.通信技术：探讨无线通信原理，如调制解调、天线工作原理等。

2.医学影像技术：介绍医学中使用的X射线、CT扫描等技术原理。

3.光学仪器：激光器、光纤通信等领域的应用。

六、实验与探究为了帮助学生更好地理解电磁场和电磁波，本教案还包含一些简单的实验与探究活动，例如： - 构建简易电磁铁并观察其吸引力。

- 使用磁场感应法测量导线中电流的大小。

- 利用一个波束发射器和几个接收器来探究无线通信原理。

七、总结通过本教案的学习，学生将能够深入理解电磁场和电磁波的基本概念和原理，并认识到它们在现代科技和日常生活中的重要性。

这将为他们进一步学习物理学或从事相关科技行业打下坚实的基础。

学案电磁场和电磁波.doc

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