物理选择性必修第二册4.2(教案)电磁场与电磁波
《第四章 2 电磁场与电磁波》学历案-高中物理人教版19选择性必修第二册
《电磁场与电磁波》学历案（第一课时）一、学习主题本次学习的主题为《电磁场与电磁波》。
这一主题作为高中物理课程的核心内容，是理解现代电磁学基础的关键。
在第一课时中，我们将着重学习电磁场的基本概念和性质，为后续的电磁波及其应用奠定坚实的基础。
二、学习目标1. 掌握电荷周围存在电场的观点，了解电场强度的基本概念及其表示方法。
2. 理解电流产生磁场的基本原理，掌握安培环路定律及其应用。
3. 了解电磁波的产生、传播及基本特性，初步建立电磁波的物理模型。
4. 培养学生的观察能力、实验能力和理论分析能力，增强学生对物理现象的探究兴趣。
三、评价任务1. 课堂表现：通过学生在课堂上的表现，评价其对电场和磁场基本概念的掌握情况，以及在讨论环节的参与度和表达能力。
2. 作业完成情况：通过布置相关的课后作业，如绘制电场图、解释电磁波产生与传播等，评价学生对知识点的理解和应用能力。
3. 测验或小测验：通过定期的测验或小测验，评估学生对电磁场与电磁波知识点的掌握程度，并针对问题进行及时的教学调整。
四、学习过程1. 导入新课：通过回顾之前学习的静电现象，引出电场的概念，并简要介绍磁场的相关知识。
2. 讲解电场：通过图示和实例，详细讲解电场的概念、电场强度的定义及表示方法。
让学生理解电荷周围存在电场的观点。
3. 学习磁场：讲解电流产生磁场的基本原理，通过实验演示安培环路定律的应用，并让学生动手操作简单的电磁铁实验。
4. 探究电磁波：介绍电磁波的产生、传播及基本特性，通过动画或实验视频展示电磁波的传播过程。
5. 课堂讨论：组织学生进行小组讨论，就电磁场的性质、电磁波的应用等话题展开讨论，培养学生的合作能力和表达能力。
6. 课堂总结：总结本课学习的重点内容，强调电场和磁场的概念及其在现实生活中的应用。
五、检测与作业1. 课堂检测：通过课堂小测验，检测学生对电场和磁场基本概念的掌握情况。
2. 课后作业：布置相关的课后作业，如绘制电场图、解释电磁波的产生与传播等，以巩固学生对知识点的理解和应用能力。
新教材人教版高中物理选择性必修第二册 4-2电磁场与电磁波 教学讲义
第四章电磁振荡与电磁波第2节电磁场与电磁波【素养目标】1．了解电磁波发现的过程，领会人类认识世界的认知规律。
2．初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想以及在物理学发展史上的意义。
3．知道变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。
知道变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播就形成电磁波。
4．知道赫兹用实验证明了电磁波的存在，在人类历史上首先捕捉到了电磁波。
【必备知识】知识点一、电磁场(1)变化的磁场产生电场实验基础：如图所示，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。
麦克斯韦对该问题的见解：回路里有感应电流产生，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。
该现象的实质：变化的磁场产生了电场。
(2)变化的电场产生磁场麦克斯韦大胆地假设，既然变化的磁场能产生电场，变化的电场也会在空间产生磁场。
知识点二、电磁波(1)电磁波的产生：如果空间某区域存在不均匀变化的电场，那么它就会在空间引起不均匀变化的磁场，这一不均匀变化的磁场又引起不均匀变化的电场……于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，电磁波中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。
知识点三、赫兹的电火花(1)赫兹的实验：如图所示。
(2)实验现象：当感应线圈的两个金属球间有火花跳过时，导线环两个金属小球也跳过电火花。
(3)现象分析：当感应线圈使得与它相连的两个金属球间产生电火花时，空间出现了迅速变化的电磁场，这种电磁场以电磁波的形式在空间传播。
在电磁波到达导线环时，它在导线环中激发出感应电动势，使得导线环的空隙处也产生了火花。
(4)实验结论：赫兹证实了电磁波的存在。
(5)赫兹的其他实验成果：赫兹做了一系列的实验，观察了电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射现象，并通过测量证明，电磁波在真空中具有与光相同的速度，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论。
22人教版高中物理新教材选择性必修第2册--第2节 电磁场与电磁波
源是由于电荷的“动”，这个动，导致了电场的变化，从而产生了磁场。因
此是电场的“变化”产生了磁场而不是电场的存在产生了磁场。
④ 这里的“像”指的是什么像？
[答案] 提示
“像”是指变化的电场与运动的电荷在产生的电场上像，都
是电场在变化，因此在周围空间能产生磁场的条件是“电场的变化”。
⑤ 为什么变化的电场和磁场总是相互联系的？
（4）电磁波具有波的共性，能发生反射、折射、干涉、衍射、多普勒效应、
吸收等现象。
（5）电磁波像所有的波一样携带着电磁振动这种振动形式和能量向前传播，
因此电磁波也是传播能量的一种形式；同时电磁波能够脱离振源继续传播，
类似于机械波。
探究点一
电磁场的形成
1. 电场、磁场有对称之美，磁场变化（如图1磁极的靠近或远离）会产
小于环口径的带正电的小球，正以速率 0 沿逆时针方向匀速运动。若在此
空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度 随时间成正比例增加的变化的磁
场，设运动过程中小球所带的电荷量不变，那么( CD )
A. 小球对玻璃圆环的压力不断增大
B. 小球受到的磁场力不断增大
C. 小球先沿逆时针方向做减速运动，过一段时间后，
例 如图所示是著名物理学家费曼设计的一个实验，
在一块绝缘板中部安装一个线圈，并接有电源，板
的四周有许多带负电的小球，将整个装置悬挂起来，
接通电源瞬间，整个圆盘将转动一下，你知道这是
为什么吗？
[答案] 见解析
[解析] 解析
接通电源瞬间，线圈中产生变化的电流，从而产生变化的磁
场，根据麦克斯韦电磁场理论，该变化的磁场在空间产生电场，带负电的小
电场）……，这样下去，变化的电场、磁场就会在周围空间由近及远地向外
教学设计2：4.2电磁场与电磁波
第2节电磁场与电磁波教材分析本节课程是通过基本知识的回顾和例题的讲解，使学生对本章的基本概念和基本规律有进一步地理解，并能熟练应用本章知识分析解决物理问题。
在熟练掌握基本概念、基本规律的基础上，能够分析和解决一些实际问题。
通过复习，培养学生归纳知识和进一步运用知识的能力，学习一定的研究问题的科学方法。
教学过程一、新课引入问题：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？二、新课学习探究点一电磁场麦克斯韦假设的两大观点：变化的磁场产生电场这是一个普遍规律，跟闭合电路是否存在无关。
变化的电场产生磁场电场就像运动的电荷，也会在空间产生磁场。
变化的磁场周围产生电场变化的电场周围产生磁场电磁场理论的理解——变化的磁场产生电场【思考】如图，交流电产生了周期变化的磁场，上面的线圈中产生电流使灯泡发光老师引出：1、如果用不导电的塑料线绕制线圈，线圈中还有电流电场吗?（有电场，无电流）2、线圈不存在时，线圈所处的空间还有电场吗?（有电场，无电流）3、若改成恒定的直流电，还有电场吗?（无）麦克斯韦认为在变化的磁场周围产生电场，是一种普遍存在的现象，跟闭合电路是否存在无关，导体环只是用来显示电流的存在。
【说明】:1、在变化的磁场中所产生的电场的电场线是闭合的(涡旋电场)。
2、变化的磁场产生电场”，这实际上是个假设。
这个假设基于电磁感应现象，是很自然的。
电磁场理论的理解——变化的电场产生磁场理解:(1) 电场均匀变化产生稳定磁场(2) 非均匀变化产生变化磁场说明：1、根据麦克斯韦理论，在给电容器充电的时候，不仅导体中的电流要产生磁场，而且在电容器两极板间变化着的电场周围也要产生磁场。
2、“变化的电场产生磁场”，这是另一个假设。
这个假设没有直接的实验做基础，它出于对自然规律的洞察力，是很大胆的，但却更具有创造性。
电磁场与电磁波的概念根据麦克斯韦的上述两个观点可以得出，变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的电磁场。
4 电磁场与电磁波 教案 高中物理人教版(2019)选择性必修第二册
【课题】第四章第 2节电磁场与电磁波课标要求初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想，初步了解场的统一性与多样性，体会物理学对统一性的追求。
素养达成物理观念∶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。
本节重点麦克斯韦的电磁场理论本节难点电磁场、电磁波学情学法本节内容对学生来说比较抽象，学习起来有一定的难度。
总结、归纳教学内容教师复案备注学生学习笔迹【温故知新】1麦克斯韦电磁场理论 2.机械波传播的实质【知识展示】问题探究一、麦克斯韦的电磁场理论（预言）1.变化的磁场产生 .2.变化的电场产生 .分析:②恒定的电场周围无磁场，恒定的磁场周围无电场。
②均匀变化的电场周围产生的磁场，均匀变化的磁场周围产生的电场。
③周期性变化的电场周围存在同周期的磁场，的磁场在周围产生同周期的电场。
问题探究二、电磁场、电磁波1.电磁场：麦克斯韦预言，如果在空间某域中有周期性变化的电场，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新的周期性变化的电场……。
可见，变化的电场和变化的磁场是相互联系的，形成一个不可分离的统一体，这就是电磁场。
2.电磁波：电磁场由产生区域向外传播就形成了电磁波3.电磁波传播的速度是。
光是电磁波的一种。
4.电磁波是横波。
电磁波在空间传播时，在任一位置上（或任一时刻）E、B、v 三矢量相互垂直。
问题探究三、电磁波的发现1.赫兹的实验：2.赫兹在人类历史上首先捕捉到电磁波，使假说变成现实。
赫兹以前，由法拉第发现、麦克斯韦完成的电磁理论，因为未经一系列的科学实验证明，始终处于“预想”阶段。
把天才的预想变成世人公认的真理，是赫兹的功劳。
【典例分析】1．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．电场和磁场相互关联，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【规律方法】变化的电场产生变化的磁场：恒定的电场不产生磁场；均匀变化的电场产生恒定的磁场；振荡的电场产生同频率变化的磁场。
高中物理选修性必修 第二册4.2电磁场与电磁波-教案-人教版(2019)
电磁场与电磁波【教学目标】1．初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想。
2．了解电磁波的产生和电磁波的特点。
3．了解电磁场的物质性。
4．了解麦克斯韦电磁场理论在物理学发展史上的意义。
【教学重难点】1．电磁振荡中电场能和磁场能的转化。
2．麦克斯韦电磁场理论的基本内容。
【教学过程】一、新课导入1．打开收音机的开关，转动选台旋钮，旋到使收音机收不到电台的频道，然后开大音量。
在收音机附近，将电池盒的两根引线反复碰撞，你会听到收音机中发出“喀喀”的响声。
为什么会产生这种现象呢？打开电扇，将它靠近收音机，看看又会怎样。
提示：电磁波是由电磁振荡产生的，在收音机附近，将电池盒两引线反复碰触，变化的电流产生变化的磁场，变化的磁场产生变化的电场，这样会发出电磁波，从而导致收音机中发出“喀喀”声。
若将转动的电扇靠近收音机，因为电扇中电动机内通有交变电流，电动机的运行同样会引起收音机发出“喀喀”声。
2．复习电磁振荡的周期和频率：（1）电磁振荡的周期T：电磁振荡完成一次周期性变化所用的时间。
（2）电磁振荡的频率f：1s内完成周期性变化的次数。
（3）LC回路的周期公式。
周期公式：T=2π√LC。
其中：周期T、自感系数L、电容C的单位分别是秒（s）、亨利（H）、法拉（F）。
二、新课教学（一）电磁场1．变化的磁场产生电场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逐步深入讲解：1．均匀变化的磁场产生稳定的电场；非均匀变化的磁场产生变化的电场。
周期性变化的磁场产生同频率周期性变化的电场。
2．均匀变化的电场产生稳定的磁场；非均匀变化的电场产生变化的磁场。
周期性变化的电场产生同频率周期性变化的磁场。
英国物理学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象成果的基础上，建立了完整的电磁场理论。
可定性表述为变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分离的统一场，这就是电磁场。
（二）电磁波紧接着电磁场进行讲述：1．电磁波的产生：变化的电场和磁场由近及远地向周围传播，形成了电磁波。
4-2电磁场与电磁波(教学课件)——高中物理人教版(2019)选择性必修第二册
一、麦克斯韦电磁场理论
1.变化的磁场能够在周围空间产生电场 电磁感应现象 （感生）
产生
形成
变化的磁场
电场
电流
E
E感
ห้องสมุดไป่ตู้
t
B t
均匀 非均匀
变化的
“稳定电场”
磁场
产生
“变化电场”
一、麦克斯韦电磁场理论
大胆假设：出于对称性的思考，变化的 电场就像导线中的电流一样，会在空间产 生磁场． 2.变化的电场周围存在磁场
小结：对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 振荡电场产生同频率的振荡磁场 ⑥ 振荡磁场产生同频率的振荡电场
伟大的预言
E
E
B
E
E
B
变化的电场和变化的磁场交替产生，由近 及远地向周围传播。
二、电磁波
1.定义：变化的电场和变化的磁场交替产生， 由近及远地向周围传播
二、电磁波
2.特点：
1)B、E、v三者两两垂直 横波
2) 在真空中 无需介质
v=c≈3.0×108m/s
v f
3)具有波的特性：干涉、衍射
还可发生反射、折射和多普勒效应
4) 传播中f不变
5)电磁波具有电磁能，向外辐射能量、传递信息
如果在空间某区域中有周期性变化的 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 在它周围空间产生新的周期性变化的电 场,……
3.电磁场: 变化的电场和变化的磁场相互联系着
的,形成不可分割的统一体,这就是电磁场
一、麦克斯韦电磁场理论
4-2电磁场与电磁波 (教学课件)-高中物理人教版(2019)选择性必修二
高中物理 选择性必修第二册 第四章 电磁振荡与电磁波
引入
问题： 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？
高中物理 选择性必修第二册 第四章 电磁振荡与电磁波
一、电磁场
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.
1886，赫兹通过自制的实验装置，证实了电磁波的存在。仪器中有一对抛光的金属小球，两球 之间有很小的空气间隙。将两球连接到产生高压的感应圈的两端时，两球之间出现了火花放电。 如果能够适时地把能量补充到振荡电路中，以补偿能量损耗，就可以得到振幅不变的等幅振 荡(图4.1-3)。实际电路中由电源通过电子器件为LC电路补充能量。
(3) 电 磁 波 的 波 长 、 频 率 、 波 速 的 关 系λ：f v ＝
， 在 真 空 中 ， 电 磁3波.0×的1速08度 c ＝
m/s.
(4)电磁波能产生反射、折射 、干涉、偏振和衍射等现象.
高中物理 选择性必修第二册 第四章 电磁振荡与电磁波
3.电磁波具有能量 电磁场的转换就是电场能量与磁场能量的转换，电磁波的发射过程是辐射能量的过程， 传播过程是能量传播的过程. 4.电磁波的发现
均匀变化的磁场在周围空间产生恒 均匀变化的电场在周围空间产生恒
定的电场
定的磁场
不均匀变化的磁场在周围空间产生 不均匀变化的电场在周磁场产生同频率的振荡电场
振荡电场产生同频率的振荡磁场
高中物理 选择性必修第二册 第四章 电磁振荡与电磁波
当堂检测
1.根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（ D ）
高中物理 选择性必修第二册 第四章 电磁振荡与电磁波
2电磁场与电磁波-人教版高中物理选择性必修第二册(2019版)教案
2 电磁场与电磁波- 人教版高中物理选择性必修第二册（2019版）教案一、教学目标本节课的教学目标主要分为以下两部分：知识目标1.学生能够了解电磁场的基本概念及其特点；2.学生能够掌握用库仑定律计算电场强度，用毕奥-萨伐尔定律计算磁场强度；3.学生能够理解电场、磁场、电流之间的相互作用，并掌握它们之间的关系；4.学生能够了解电磁场的能量传递和介质的电磁性质。
能力目标1.学生能够运用所学知识，正确解决有关电场、磁场、电流间相互作用的计算题；2.学生能够合理运用电磁场的知识分析和解决实际问题；3.学生能够掌握实验方法，观察电磁场的产生、变化过程，加深对电磁场的理解。
二、教学重点•电磁场的特点以及电磁场的能量传递；•电磁场、电流之间的相互作用及它们之间的关系；•掌握用库仑定律和毕奥-萨伐尔定律计算电场强度和磁场强度的方法。
三、教学难点•电磁波的产生和传播机制；•静电场与静磁场的傅里叶分解的思想和方法。
四、教学方法在教学过程中，我们将以以下方法对学生进行知识的传授：1.给学生提供大量的练习题，让学生通过计算练习题来掌握电流、电场、磁场的计算方法；2.引导学生参与实验，让学生对电磁场、电磁波的产生和传播有更深刻的认识；3.通过例题和实验，引导学生分析和解决问题，培养学生解决问题的能力。
五、教学内容及顺序知识点学习内容学习目标教学步骤及方法教学时间第一节电磁场的基本概念与性质学习了解电磁场的基本概念及其特点；1.讲解电磁场的基本概念；2.让学生完成部分例题；3.掌握电场强度和磁场强度的计算方法。
35分钟第二节电荷，电场，和静电场学习了解电场的产生和属性1.通过实验介绍电场的产生过程；2.介绍用库仑定律计算电场强度；3.让学生完成部分例题。
40分钟第三节磁场，安培力和磁场学习了解磁场的产生和性质1.用实验介绍磁场的产生过程；2.通过实验介绍磁感线的特点；3.介绍用毕奥-萨伐尔定律计算磁场强度；4.让学生完成部分例题。
4.2电磁场与电磁波+教学设计2023-2024学年高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册
教学设计课程基本信息学科高中物理年级高二学期春季课题电磁场与电磁波教学目标1.进一步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想。
知道电磁波概念。
初步了解电磁场是物质的一种形式。
会从电磁场的物质性与能量传播的观点解释电磁波的发射与接受。
2.领会在发现电磁波的过程中所蕴含的科学精神和科学研究方法，体会赫兹实验证明电磁波存在的重点意义。
3.了解发现电磁波的历史背景，知道麦克斯韦对电磁波的伟大贡献。
领会物理实验对物理学发展的基础意义。
教学内容教学重点：1. 电磁波的概念及其形成的条件；2. 麦克斯韦发现电磁波的过程中所蕴含的科学精神和科学研究方法，赫兹实验证明电磁波存在的重点意义。
教学难点：电磁场的概念和麦克斯韦电磁场理论教学过程【教学环节1】【情境问题引入】：回顾第1节“电磁振荡”实验：“观察振荡电路电压的波形”回顾：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。
[问题]：如何证实电磁波的存在？【实验1】电磁波的发射器+放大接收器（通过电磁波接收将声音放大）[实验过程]：采用一个改装后的LC 振荡电路装置，上面插板是一个高频振荡器，实验发射装置选择音乐模式，自带喇叭播放音乐；打开实验发射装置选择音乐模式，打开自带喇叭播放音乐，打开接收装置，隔空接收，音乐显化了电磁波的存在，关闭发射装置自带喇叭，与接受装置喇叭音乐进行对比。
[问题]：这些电磁波是怎样产生的？【教学环节2】【实验2】隔空亮灯按照图示实验装置进行实验演示（螺线管接入交流电）[问题链]+ [实验模型化、抽象化处理][问题链]：[问题1]：实验中二极管发光，说明线圈中有电流，该电流是如何产生的？[问题2]：根据电流的定义进一步分析，电流是如何形成的？[问题3]：线圈中的自由电荷是为什么会定向移动的呢？[问题4]：该感应电场是如何产生的？[问题5]：在此基础上，如果把线圈换成塑料圈（延伸追问：直接拿掉线圈），线圈所处的空间还有电流和电场吗？[结论]：麦克斯韦认为：线圈只不过是用来探知和显示电场的存在，无论有没有线圈，周围空间都产生电场，麦克斯韦实质上揭露了电磁感应现象的本质：变化的磁场产生电场。
教学设计1：4.2电磁场与电磁波
4.2 电磁场与电磁波教学目标1．了解麦克斯韦电磁波理论的主要观点，知道电磁波的概念及通过电磁波体会电磁场的物质性。
2．体验赫兹证明电磁波存在的实验过程及实验方法，领会物理实验对物理学发展的基础意义。
教学重、难点电磁场理论的主要观点及赫兹证明电磁波存在的实验赫兹证明电磁波存在的实验过程及实验方法教学过程一、新课引入牛顿盖了一座房子，人类可以遮风避雨了，麦克斯韦看了看，觉得生活不太方便，顺手就把电线接进来了，于是“楼上楼下，电灯电话”，我们的小日子就过起来了。
后来爱因斯坦、普朗克、玻尔等发现地基不牢固，就把地基给挖了，不过电线还留着呢啊。
这个比方打完，是不是觉得麦克斯韦很伟大了啊。
但是麦克斯韦伟大在何处呢？二、新课学习1.电磁场（1）变化的磁场产生电场①在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里会产生感应电流，如图所示。
这是法拉第发现的电磁感应现象。
②麦克斯韦进一步想到，既然产生了感应电流，一定是有了电场，它促使导体中的自由电荷做定向运动。
因此，麦克斯韦认为：这个现象的实质是变化的磁场在空间产生了电场。
电路中的自由电荷就是在这个电场的作用下做定向运动，产生了感应电流。
即使在变化的磁场中没有闭合电路，同样要产生电场，如图所示。
变化的磁场产生电场，这是一个普遍规律。
③非均匀变化的磁场产生变化的电场，均匀变化的磁场产生稳定的电场，稳定的磁场不产生电场。
（2）变化的电场产生磁场①麦克斯韦大胆地假设：变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场，如图所示。
即变化的电场产生磁场。
②非均匀变化的电场产生变化的磁场，均匀变化的电场产生稳定的磁场，稳定的电场不产生磁场。
（3）电磁场麦克斯韦认为在周期性变化的磁场周围产生周期性变化的电场，周期性变化的电场周围产生周期性变化的磁场，变化的电场和变化的磁场总是相互联系的，形成一个不可分离的统一的场，这就是电磁场。
周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播。
4.2电磁场与电磁波教学设计-2023-2024学年高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册
学生活动：
- 听讲并思考：学生认真听讲，积极思考老师提出的问题。
- 参与课堂活动：学生积极参与小组讨论，提出自己的观点和疑问，与同学共同探讨。
- 提问与讨论：学生针对不懂的问题或新的想法，勇敢提问并参与讨论。
教学方法/手段/资源：
- 讲授法：通过详细讲解，帮助学生深入理解电磁波的相关知识点。
3. 利用信息技术手段：利用在线平台、微信等工具，实现预习资源的共享和监控，提高学生的自主学习能力和学习效率。
（二）存在主要问题
1. 学生理解程度不一：部分学生对电磁场与电磁波的基本概念和原理理解不够深入，需要在教学中进行差异化教学，针对不同学生的需求进行指导。
2. 教学方法单一：教学中存在过多依赖讲授法的情况，需要增加实践活动和合作学习等方式，提高学生的学习兴趣和参与度。
4. 电磁波的应用
- 通信技术：无线电通信、卫星通信、移动通信等。
- 医疗领域：X射线、MRI等。
- 信息技术：无线网络、蓝牙等。
5. 电磁波的接收和检测
- 天线：用于接收和发射电磁波的装置。
- 检测器：用于检测电磁波的强度和频率。
6. 麦克斯韦方程组
- 法拉第电磁感应定律：描述变化的磁场产生电场的过程。
2. 能力层面：学生在物理学科的学习过程中，已经具备了一定的实验操作、数据处理和分析问题的能力。但是，电磁场与电磁波的学习需要更高的逻辑思维和创新思维能力。因此，在教学过程中，需要注重培养学生的思维能力，引导学生运用所学知识解决实际问题。
3. 素质层面：学生的科学态度和价值观可能存在差异。有的学生可能对物理学科具有较强的兴趣和热情，对科学探究充满好奇心；而有的学生可能对物理学科较为冷淡，缺乏学习动力。因此，在教学过程中，需要关注学生的情感态度，激发学生的学习兴趣，培养学生的科学素质。
人教版高中物理选择性必修第二册第4章2电磁场与电磁波学案
2．电磁场与电磁波1．进一步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想。
知道电磁波的概念。
初步了解电磁场是物质的一种形式。
会从电磁场的物质性与能量传播的观点解释电磁波的发射与接收。
2．领会在发现电磁波的过程中所蕴含的科学精神和科学研究方法，体会赫兹实验证明电磁波存在的重大意义。
3．了解发现电磁波的历史背景，知道麦克斯韦对电磁学的伟大贡献。
领会物理实验对物理学发展的基础意义。
电磁场1．麦克斯韦电磁场理论的两个基本观点：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。
2．变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的电磁场。
变化的磁场产生电场，是一种普遍存在的现象，跟闭合电路是否存在无关。
如图所示，磁铁相对闭合线圈上下运动时，闭合线圈中的自由电荷做定向移动。
问题1电荷受到什么力的作用？提示：磁铁上、下运动时，导体中自由电荷定向移动，说明电荷受到静电力作用，即导体处在电场中。
问题2这能否说明变化的磁场产生了电场？如果没有导体，情况会怎样？提示：能，磁铁的上、下运动使线圈处在变化的磁场中，这表明变化的磁场周围产生了电场。
如果没有导体，该处仍会产生电场。
1．电磁场的产生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。
2．对麦克斯韦电磁场理论的理解恒定的电场不产生磁场恒定的磁场不产生电场均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场振荡电场产生同频率的振荡磁场振荡磁场产生同频率的振荡电场注意【典例1】(多选)关于电磁场的理论，下列说法中正确的是()A．变化的电场周围产生的磁场一定是变化的B．变化的电场周围产生的磁场不一定是变化的C．均匀变化的磁场周围产生的电场也是均匀变化的D．振荡电场在周围空间产生同样频率的振荡磁场BD[变化的电场产生磁场有两层含义：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。
高中物理新教材同步 选择性必修第二册 第4章 2 电磁场与电磁波 3 无线电波的发射和接收
2电磁场与电磁波3无线电波的发射和接收[学习目标] 1.知道电磁场的概念及产生的原理(重点)。
2.知道有效发射电磁波的两个条件。
3.了解无线电波的特点及传播规律。
4.了解调制(调幅、调频)、电谐振、调谐、解调在电磁波发射、接收过程中的作用(重点)。
一、电磁场1．变化的磁场产生电场(1)实验基础：如图所示，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。
(2)麦克斯韦的见解：电路里能产生感应电流，是因为变化的磁场产生了电场，电场促使导体中的自由电荷做定向运动。
(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。
3．变化的电场和磁场总是相互联系，形成一个不可分割的统一的电磁场。
例1关于麦克斯韦电磁场理论，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，变化的电场产生磁场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，周期性变化的电场周围产生周期性变化的磁场，故D正确。
对麦克斯韦电磁场理论的理解针对训练1用麦克斯韦电磁场理论判断如图所示的四组电场(左侧)产生的磁场(右侧)，或磁场(左侧)产生的电场(右侧)随时间t的变化规律，其中错误的是()答案 C解析恒定的电场不产生磁场，选项A正确；均匀变化的电场产生恒定的磁场，选项B正确；周期性变化的磁场产生同频率周期性变化的电场，产生的电场的电场强度与磁场的磁感应强度的变化率成正比，对于正弦曲线，t＝0时，磁场的磁感应强度的变化率最大，故产生的电场的电场强度最大，选项C错误，D正确。
二、电磁波如图所示的实验装置，当接在高压感应圈上的两金属球间有电火花时，导线环上两小球间也会产生电火花，这是为什么？这个实验证实了什么？答案当A、B两金属球间产生电火花时就会产生变化的电磁场，这种变化的电磁场传播到导线环时，在导线环中激发出感应电动势，使导线环上两小球间也产生电火花。
人教版高中物理选择性必修第二册第四章电磁振荡与电磁波第2节电磁场与电磁波
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第四章 电磁振荡与电磁波
物理（选择性必修·第二册 RJ）
知识点 1 电磁场 1．变化的磁场产生电场 (1)实验基础：如图所示，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___。
(2)麦克斯韦对该问题的见解：回路里有_感__应___电__流___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。
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第四章 电磁振荡与电磁波来自物理（选择性必修·第二册 RJ）
(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？
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第四章 电磁振荡与电磁波
物理（选择性必修·第二册 RJ）
知识点 2 电磁波 1．电磁波的形成 如果在空间某区域有__周__期__性___变化的电场，就会在周围引起变化
的磁场，变化的电场和磁场又会在_较__远____的空间引起新的变化的电场
和磁场。这样，变化的电场和磁场由近及远向周围传播，形成了 __电__磁__波___。
2．科学探究：探究电磁场与电磁波的存在。 3．科学思维：通过了解麦克斯韦电磁场理论以及赫兹实验，体会 两位科学家研究物理问题的思想方法。 4．科学态度与责任：通过电磁波发现的过程，领会人类认识世界 的认知规律，培养实事求是的科学态度。
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第四章 电磁振荡与电磁波
物理（选择性必修·第二册 RJ）
人教版选择性必修第二册42 电磁场与电磁波 教案
教案上课时间：年月日题课选择性必修二第四章第2节：电磁场与电磁波课型新课时 1教学目标1.了解麦克斯韦电磁场理论，知道电磁场是物质的一种形式。
2.领会在发现电磁波的过程中所蕴含的科学精神和科学研究方法，体会赫兹实验证明电磁波存在的重大意义。
3.了解发现电磁波的历史背景，知道麦克斯韦对电磁学的伟大贡献。
领会物理实验对物理学发展的基础意义。
学习重点麦克斯韦电磁场理论学习难点领会科学精神和科学研究方法教学过程教学环节（含备注）教学内容引入新课进行新课一.引入新课电磁波是怎样形成的？二.进行新课（一）电磁场1.变化的磁场产生电场证明：交流电产生了周期变化的磁场,上面的线圈中产生电流使灯泡发光2.变化的电场产生磁场麦克斯韦确信自然规律的统一性与和谐性，相信电场和磁场的对称美．3．麦克斯韦电磁场理论变化的磁场产生电场，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场；变化的电场产生磁场，周期性变化的电场产生周期性变化的磁场。
4.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振荡电场产生同频率的振荡磁场⑥振荡磁场产生同频率的振荡电场（二）电磁波1.电磁波的产生变化的电场和变化的磁场总是交替产生，并且由发生的区域向周围空间传播，电磁场由发生区域向远处传播就形成了电磁波。
2.电磁波的特点①电磁波是横波，在传播过程中，每一处的电场E 方向、磁场B 方向和传播方向都是互相垂直的。
②电磁波是物质波，在真空中也能传播，且以光速传播，在介质中传播的速度比光速小。
③电磁波从一种介质进入另一种介质，在传播过程中频率(周期)不变。
④电磁波能够脱离“振源”而继续传播(类同于机械波)。
⑤电磁波可以发生反射、折射、干涉、衍射、多普勒效应等的现象。
⑥电磁波的波长、波速、频率三者间关系v ＝λT ＝λf ，真空中有c ＝λT＝λf 。
3.与机械波的区别4. 1886年，赫兹用实验证明了麦克斯韦预言的正确性，第一次发现了电磁波。
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物理选择性必修第二册4.2(教案)电磁场与电磁波
【教学目标】
1．初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想。
2．了解电磁波的产生和电磁波的特点。
3．了解电磁场的物质性。
4．了解麦克斯韦电磁场理论在物理学发展史上的意义。
【教学重难点】
1．电磁振荡中电场能和磁场能的转化。
2．麦克斯韦电磁场理论的基本内容。
【教学过程】
一、新课导入
1．打开收音机的开关，转动选台旋钮，旋到使收音机收不到电台的频道，然后开大音量。
在收音机附近，将电池盒的两根引线反复碰撞，你会听到收音机中发出“喀喀”的响声。
为什么会产生这种现象呢？打开电扇，将它靠近收音机，看看又会怎样。
提示：电磁波是由电磁振荡产生的，在收音机附近，将电池盒两引线反复碰触，变化的电流产生变化的磁场，变化的磁场产生变化的电场，这样会发出电磁波，从而导致收音机中发出“喀喀”声。
若将转动的电扇靠近收音机，因为电扇中电动机内通有交变电流，电动机的运行同样会引起收音机发出“喀喀”声。
2．复习电磁振荡的周期和频率：
（1）电磁振荡的周期T：电磁振荡完成一次周期性变化所用的时间。
（2）电磁振荡的频率f：1s内完成周期性变化的次数。
（3）LC回路的周期公式。
周期公式：T=2π√LC。
其中：周期T、自感系数L、电容C的单位分别是秒（s）、亨利（H）、法拉（F）。
二、新课教学
（一）电磁场
1．变化的磁场产生电场
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
逐步深入讲解：
1．均匀变化的磁场产生稳定的电场；非均匀变化的磁场产生变化的电场。
周期性变化的磁场产生同频率周期性变化的电场。
2．均匀变化的电场产生稳定的磁场；非均匀变化的电场产生变化的磁场。
周期性变化的电场产生同频率周期性变化的磁场。
英国物理学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象成果的基础上，建立了完整的电磁场理论。
可定性表述为变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分离的统一场，这就是电磁场。
（二）电磁波
紧接着电磁场进行讲述：
1．电磁波的产生：变化的电场和磁场由近及远地向周围传播，形成了电磁波。
由于电磁波的传播靠的是电场和磁场的相互“激发”，所以不需要介质，可以在真空中传播。
全局讲解电磁波的形成：
2．电磁波的特点
机械波有横波和纵波之分，且能够传递能量；能发生反射、折射、干涉和衍射；靠介质传播，波速v=λf。
类比机械波的特点，我们可以得出电磁波的特点：
（1）电磁波中的电场和磁场互相垂直，并且都与波的传播方向垂直，即电磁波是横波。
光是一种电磁波。
在前面学习的光的偏振现象已经证明了这一点。
如图所示。
［课件演示：电磁场方向间的关系］
（2）电磁波可以在真空中传播，向周围空间传播电磁能，在传播过程中，电磁波能发生反射、折射、干涉和衍射。
（3）三个特征量的关系：v=λf。
在真空中v=3.0×108m/s。
麦克斯韦电磁场理论的建立具有伟大的历史意义，足以根牛顿力学体系相媲美，它是物理学发展史中的一个划时代的里程碑。
3．电磁波的证实
麦克斯韦的电磁场理论还只是一个预言。
还有待于科学实验的证明。
是赫兹把这个天才的预言变成了世人公认的真理。
（引导学生阅读教材，了解赫兹证实电磁波存在的探索历程）
教师可以向学生介绍赫兹的生平简介，激发学生求知上进的热情，对学生进行物理情感教育。
赫兹生平（Heinrich Rudolf Hertz 1857~1894）
赫兹是德国物理学家，1857年2月22日出生于汉堡。
在求学时代，他就被光学和力学实验所吸引。
1878年转入柏林大学，1879年在物理竞赛中成绩出众，获金质奖章，第二年获博士学位，当了亥姆霍兹的助手。
1885年任卡尔斯鲁高等工业学院物理学教授，1889年接替克劳修斯任波恩大学理论物理学教授，同年当选为柏林科学院通讯院士。
赫兹在物理学上最主要的贡献是用实验成功地证明了电磁波的存在，并且完善了麦克斯韦的电磁场理论。
1888年10月，赫兹在卡尔斯鲁高等工业学院物理实验室用放电线圈做火花放电实验，偶然发现和放电线圈靠得很近的另一个开口的绝缘线圈中有电火花跳过。
这引起了他的注意，立即想起以前亥姆霍兹曾提出让他研究验证麦克斯韦电磁场理论的问题。
他设计了一个装置来进行实验。
他在感应圈C的两个电极上各接一根30cm长的铜棒A、
1．下列说法正确的是（）
A．恒定电流能够在周围空间产生稳定的磁场
B．稳定电场能够在周围空间产生稳定的磁场
C．均匀变化的电场能够在周围空间产生稳定的磁场
D．均匀变化的电场和磁场相互激发，形成由近及远的电磁波
2．当电磁波的频率增加时，它在真空中的速度将（）
A．减小
B．增大
C．不变
D．减小、增大和不变均有可能
3．为了使发射的电磁波的波长增为原来的2倍，可以将振荡电路的电容（）A．变为原来的4倍
B．变为原来的2倍
C．减为原来的一半
D．减为原来的1/4
4．关于电磁波的传播速度，以下叙述正确的是（）
A．波长越长，传播速度越快
B．频率越高，传播速度越快
C．发射量越大，传播速度越快
D．所有电磁波在真空中的传播速度都一样大
5．关于麦克斯韦电磁场理论，下面几种说法正确的是（）
A．在电场周围空间一定产生变化的磁场
B．任何变化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能产生变化的磁场
D．振荡电场在它的周围空间一定能产生同频率的振荡磁场
6．在以下几种反映电场随时间变化的图像中，能够产生磁场的是（）；能够形成电磁波的是（）
答案：
1．AC
2．C
3．A
4．D
5．D 6．BCDE CE。