2017-2018学年高中物理选修1-1教师用书：第4章 第1节

一、电磁波的发现
[先填空]
1．变化的磁场产生电场
(1)在变化的磁场中放一个闭合的电路，由于穿过电路的磁通量发生变化，电路里会产生感应电流．这个现象的实质是变化的磁场在空间产生了电场．
(2)即使在变化的磁场中没有闭合电路，也同样要在空间产生电场．
2．变化的电场产生磁场
变化的电场也相当于一种电流，也在空间产生磁场，即变化的电场在空间产生磁场．3．麦克斯韦不仅预言了电磁波的存在，而且揭示了电、磁、光现象在本质上的统一．[再判断]
1．均匀变化的磁场产生均匀变化的电场．(×)
2．均匀变化的电场产生稳定的磁场．(√)
3．稳定的电场也能产生变化的磁场．(×)
[后思考]
只有电荷产生电场吗？
【提示】变化的磁场也可产生电场，电场不全是由电荷产生的．
1．变化的磁场产生电场：均匀变化的磁场产生稳定的电场，周期性变化的振荡磁场能产生同周期性的振荡电场，这条理论的基础是法拉第的电磁感应现象．
2．变化的电场产生磁场：均匀变化的电场产生稳定的磁场，周期性变化的振荡电场产生同频率的振荡磁场，这一条是麦克斯韦的一个伟大的预言．
3．不均匀变化的磁场产生变化的电场，不均匀变化的电场产生变化的磁场．
4．变化的电场和磁场相互联系，形成一个统一的场，就是电磁场，而电磁场由近及远地向周围空间传播形成电磁波．
5．电场、磁场的变化关系
1．(多选)根据麦克斯韦电磁理论，如下说法正确的是( )
A．变化的电场一定产生磁场
B．均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场
C．稳定的电场一定产生稳定的磁场
D．振荡交变的电场一定产生同频率的振荡交变磁场
【解析】根据麦克斯韦的电磁场理论，可知只有变化的电场和磁场才产生磁场和电场，选项A正确，选项C错；均匀变化的电场产生的磁场是恒定的，振荡交变的电场一定产生同频率的振荡交变磁场，所以选项B错，选项D对．
【答案】AD
2．某闭合电路的电流或电压随时间变化的规律如图4­1­1所示，能发射电磁波的是( )
【导学号：46852076】
图4­1­1
【解析】非均匀变化的电场产生变化的磁场，非均匀变化的磁场再产生变化的电场，从而形成电磁场，电磁场由近及远地传播，形成电磁波，故要求电流或电压是变化的，但不能是均匀变化的，C项正确．
【答案】 C
3．关于电磁场，下列说法中不正确的是( )
A．在一个磁铁旁放一带电体，则两者周围空间就形成了电磁场
B．电磁场既不同于静电场，也不同于静磁场
C．电磁场中的电场和磁场是不可分割的一个统一体
D．电磁场中的电场的变化频率和磁场的变化频率是相同的
【解析】电磁场是变化的电场和变化的磁场形成的不可分割的统一场，而不是静电场和静磁场简单的复合．所以选项A错．
【答案】 A
1．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．2．只有周期性变化的电场或磁场才能产生电磁波．
[先填空]
1．电磁场
(1)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空间引起变化的磁场，这个变化的磁场又会引起新的变化的电场和磁场……于是，变化的电场和磁场交替产生，由近及远地传播，形成电磁波．
(2)特点
①电磁波可以在真空中传播．
②电磁波的传播速度等于光速．
③光在本质上是一种电磁波．
④光是以波动形式传播的一种电磁振动．
2．赫兹的火花实验
(1)赫兹首先捕捉到电磁波，在以后的一系列实验中，证明了电磁波与光具有相同的性质．他还测得，电磁波在真空中具有与光相同的传播速度c.
(2)赫兹证实了麦克斯韦关于光的电磁理论．
(3)赫兹被誉为无线电通信的先驱．后人为了纪念他，把频率的单位定为赫兹．
[再判断]
1．电磁波的传播不需要介质．(√)
2．赫兹证实了麦克斯韦的电磁场理论．(√)
3．电磁波的传播不需要介质，机械波的传播也不需要介质．(×)
[后思考]
1．电磁波是如何形成的？
【提示】振荡的电场产生振荡的磁场，振荡的磁场产生振荡的电场，这种振荡的电场、磁场交替产生，由近及远地向周围空间传播，形成电磁波．
2．赫兹对电磁波有哪些研究？
【提示】赫兹用实验证明了电磁波的存在，并研究了电磁波的反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象，证明了电磁波与光具有相同的性质，测出了电磁波在真空中的传播速度与光速c相同．
电磁波与机械波的比较
4．电磁波与机械波相比，以下说法正确的是( )
A．它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象
B．它们在本质上是相同的，只是频率不同而已
C．它们都可能是横波，也可能是纵波
D．它们都能在真空中传播
【解析】二者都属于波，都具有波的共性，能发生反射、折射、干涉、衍射等现象，故选项A正确；但它们产生的机理不同，本质不同，选项B错误；电磁波是横波，机械波既有横波又有纵波，选项C错误；机械波不能在真空中传播，选项D错误．
【答案】 A
5．手机A的号码为12345670002，手机B的号码为12345670008，手机A拨打手机B 时，手机B发出响声并且显示屏上显示A的手机号码12345670002，若将手机A置于一透明真空罩中，用手机B拨打A，则发现手机A( )
A．发出响声，并显示B的号码12345670008
B．不发出响声，但显示B的号码12345670008
C．不发出响声，但显示A的号码12345670002
D．既不发出响声，也不显示号码
【解析】电磁波可以在真空中传播，而声波传播则需要介质．当手机B拨打手机A 时(A置于一透明真空罩中)，A能显示B的号码，不能发出响声，即选项B正确．本题容易出现的问题是不能区分电磁波和机械波．
【答案】 B
6．关于电磁波，下列说法正确的是( )
A．光不是电磁波
B．电磁波需要有介质才能传播
C．只要有电场和磁场，就可以产生电磁波
D．真空中，电磁波的传播速度与光速相同
【答案】 D
1．电磁波与机械波都是周期性的，都能传播能量．
2．电磁波和机械波都具有波的一切特性，如反射、衍射、干涉等．
3．波从一种介质进入另一种介质，其频率都不变．。