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行

新

课 1、 伟大的预言

　　①变化的磁场产生电场

问：通过3-2电磁感应的学习我们知道，闭合线圈中的磁通量发生变化就能产生感应电流，可是为什么会有感应电流呢？自由电荷是如何定向移动的呢？

答：有感应电流存在说明在线圈的周围存在感应电场，自由电荷在感应电场的作用下做定向移动。

问：如果回路不闭合，线圈中有感应电流吗？有感应电动势吗？有电场吗？

答：没有感应电流，在感应电动势和感应电场依然存在。

问：如果空间没有线圈，还会有感应电场吗？

答：有。

麦克斯韦在对法拉第、安培、奥斯特、库仑等科学家的研究成果进行了大量的分析、计算的基础上，加以自己的推理、猜想，大胆的预言：即使变化的磁场周围没有闭合回路，同样也会有磁场，也就是说，变化的磁场产生电场，但这个电场与我们前面所学的静电场是有区别的，它是一种涡旋电场。

②变化的电场产生磁场

我们知道自然规律存在着对称性与和谐性。麦克斯韦认为电与磁也是对称的、统一的。既然变化的磁场能产生电场，那么变化的电场就一定能产生磁场，。这个假说是基于麦克斯韦对自然规律的洞察力提出的，是具有创造性的。

问：教科书中提出："如果在空间某区域中有均匀变化的电场，那么......这个变化的电场就在空间激发变化的磁场......空间可能存在电磁波。"为什么要"周期性变化"呢？

师：这也是麦克斯韦在当时的大胆猜想。可以由前面所学的知识类比理解。由可知，均匀变化的磁场周围产生的是均匀变化的电场，这个电场不能再激发磁场，所以不会有电磁波。反之，如果磁场是周期性变化的，那么它所激发的电场必定也是周期性变化的，这个周期性变化的电场再激发周期性变化的磁场......，如此循环下去，就形成了电磁波。

由此，麦克斯韦的电磁场理论可以概括为：

A． 变化的磁场激发电场，变化的电场激发磁场；

B． 均匀变化的磁场激发恒定的电场，均匀变化的电场激发恒定的磁场；

C． 周期性变化的磁场激发周期性变化的电场，周期性变化的电场激发周期性变化的磁场；

D． 变化的电场和磁场交替激发，形成一个不可分割的统一体，由近及远向外传播，形成电磁波。

2、 电磁波

看课本14.1-3图，观察并回答问题

　　①电场和磁场的方向有什么关系？它们与波的传播方向有什么关系？说明电磁波是横波还是纵波？

　　答：电场方向、磁场方向与波的传播方向两两垂直，说明电磁波是横波。

　　②电场强度最大的位置，磁感应强度的值是怎么样的？

　　答：磁感应强度最大。

　　麦克斯韦经过分析和计算，发现电磁波在真空中的传播速度等于光速，所以推测光也是一种电磁波，也遵循波的传播规律，即：

　　①电磁波在真空中的传播速度等于光速，光是一种电磁波；

　　②电磁波的波速、波长和频率的关系为：。

　　麦克斯韦的这个发现是物理学发展史上的一个里程碑，这个理论揭示了光、电、磁在本质上是统一的，但是很遗憾，麦克斯韦在有生之年并没有观察到电磁波，这项工作由德国科学家赫兹在麦克斯韦去世20年后才得以完成。

3、 赫兹的电火花

　　赫兹的电火花实验的装置如教科书图14.1-4所示。实验器材分为两部分，一是产生电磁波的装置--与高压感应线圈相连的两个金属小球，二是探测、接收装置--谐振环，用一根粗铜丝弯成环状，环的两端各连一个间距可以调整的金属小球。

　　赫兹通过电火花实验验证了电磁波的存在，同时，他还精确的测定了电磁波在真空中的传播速度等于光速，证实了麦克斯韦的理论。 1、从学生已经学过的知识入手，步步推理，体会麦克斯韦的推理过程。

2、通过自然界的对称性与和谐型，引导学生推测既然变化的磁场能产生电场，变化的电场也同样能产生磁场。

3、通过对赫兹的电火花实验的分析使学生了解实验对物理发展的巨大作用，同时由于此实验证实了麦克斯韦的预言，也让学生明白合理的猜测预言对物理发展的作用，而合理的猜测要靠对生活的敏锐观察和非凡的数学功底做后盾，体现学科之间的紧密联系。 课

堂

练

习 　　1、麦克斯韦根据什么现象认为"变化的磁场产生电场"？关于"变化的电场产生磁场"的观点，他是在什么情况下提出的？为什么说他的两个假设是正确的？

　　2、麦克斯韦关于电磁场理论的主要论点是什么？请用麦克斯韦的电磁场理论说明电磁波是怎么产生的。你家的照明电路在工作时会产生电磁波吗？

　　3、能否用实验说明电磁波的存在？ 通过练习加深对麦克斯韦电磁场理论的理解，体会电磁波就在我们身边，物理存在于我们日常生活的每个角落。 归

纳

小

结 1、麦克斯韦电磁波理论的主要论点？

2、光与电、磁在本质上的联系？体现在哪里？

3、赫兹的电火花实验的作用？ 通过问题引导学生总结本节内容，加深理解。 作

业

布

置 《学案》知能形成训练 进一步巩固本节知识，并掌握运用本节知识解决实际问题的方法。

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