《2025年金版教程高中新课程创新导学案高中物理选择性必修第二册人教版》

探究 电磁场与电磁波
仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。
　　　


师生互动
活动1:如图甲，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。麦克斯韦从场的观点出发，提出了什么假设？
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活动2:静止的电荷在空间各点产生的电场变化吗？当电荷从静止到运动时，它产生的电场变化吗？这时还会在空间产生什么场？
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活动3:如图乙，在电容器充电的过程中，电荷定向运动形成电流，同时两极板间的电场随着充电而变化，结合活动2，从场的观点出发，麦克斯韦提出了什么假设？
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活动4:如果图乙中的电容器周期性地充、放电，在电容器两极板间就会形成周期性变化的电场。试根据麦克斯韦的两个假设阐述电磁波的形成。
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活动5:根据上述活动分析，电磁波在真空中能传播吗？
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活动6:根据甲、乙两图电场与磁场方向的关系分析，电磁波的传播方向与电场强度E和磁感应强度B的方向有什么关系？
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答案： 活动1:提示:麦克斯韦从场的观点出发，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。他将这种用场描述电磁感应现象的观点，推广到不存在闭合电路的情形，即变化的磁场产生电场。活动2:提示:静止的电荷，它产生的是静电场，即空间各点的电场强度不随时间变化。当电荷从静止到运动时，电场就发生变化，即空间各点的电场强度将随时间变化。运动的电荷相当于电流，可知还会在空间产生磁场。活动3:提示:从场的观点出发,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。活动4:提示:这个周期性变化的电场会在空间引起变化的磁场，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地向周围传播，形成了电磁波。活动5:提示:在机械波中，振动的传播需要具有弹性的介质，而电磁波的传播，靠的是电和磁的相互“感应”，而不是靠介质的机械传递。所以电磁波不需要任何介质，在真空中也能传播。这是由电磁波的本性所决定的。活动6:提示:根据甲、乙两图电场与磁场方向的关系并结合电磁波的形成过程可知,产生的电场方向垂直于磁场,产生的磁场方向垂直于电场，而电磁波的传播方向与电场强度E和磁感应强度B的方向都垂直。