电磁场与电磁波课程知识点汇总和公式中学教育高考_中学教育-高中教育.pdf

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1、 电磁场与电磁波课程知识点汇 总和公式 作者:日期:腾现象知道什么是沸点知道蒸发可以致冷过程与方法观察沸腾是液化表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象通过探究活动了解液体沸腾时的温度特点情感态度与价值观通过教学活动激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望使学生乐料口袋冰棍苹果酒精热水烧杯铁架台温度计酒精灯石棉网纸盖套教学过程一实验与发现师把滴有酒精的塑料袋不让学生看见内有酒精挤瘪袋口扎紧放入热水中学生观察现象师取出此口袋放入冷水中学生观察现象并猜想这可能是什么答教师点拨总结出汽化和液化在这个演示实验中并不先告诉学生内有酒精而是让学生观察鼓起变瘪的现象再通过闻一闻看一看充分利用学生的好奇心求知欲与探索欲

2、大大地激发了学生的兴趣同时体现从现象到物理的课程理念二探究 电磁场与电磁波课程知识点总结与主要公式 1麦克斯韦方程组的理解和掌握(1)麦克斯韦方程组 2边界条件(1)一般情况的边界条件 H J ：H?dl(J)?ds t l s t E B -E?dl B?ds t l s t?D -D?ds Q s?B 0 -B?ds 0 s 本构关系：D E B H J E 静态场时的麦克斯韦方程组(场与时间 t无关)H J H?dl i I E 0 -E?dl i 0?D D?ds s Q?B 0 B?ds 0 s(2)an(巳 E2)0 Eit E2t an?(Dl D2)s Din D2n an(出

3、 H2)Js Hit H2t an?(B!B2)0 Bin B2n 介质界面边界条件(p s=0 Js=0)an(巳 E2)0 Eit E2t an?(Di D2)0 Din D2n an(Hi H2)0 Hit H2t an?(Bi B2)0 Bin B2n s JsT 腾现象知道什么是沸点知道蒸发可以致冷过程与方法观察沸腾是液化表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象通过探究活动了解液体沸腾时的温度特点情感态度与价值观通过教学活动激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望使学生乐料口袋冰棍苹果酒精热水烧杯铁架台温度计酒精灯石棉网纸盖套教学过程一实验与发现师把滴有酒精的塑料袋不让学生看见内有酒精挤瘪袋口

4、扎紧放入热水中学生观察现象师取出此口袋放入冷水中学生观察现象并猜想这可能是什么答教师点拨总结出汽化和液化在这个演示实验中并不先告诉学生内有酒精而是让学生观察鼓起变瘪的现象再通过闻一闻看一看充分利用学生的好奇心求知欲与探索欲大大地激发了学生的兴趣同时体现从现象到物理的课程理念二探究3静电场基本知识点 （1）基本方程 E 0 E?dl 0 i?D D?ds Q s 2 2 A 0 E?dl A 0 p 本构关系：D E （2）解题思路 对称问题（球对称、轴对称、面对称）使用高斯定理或解电位方程（注 意边界条件的使用）。假设电荷Q 计算电场强度E 计算电位 计算能 量3 e=E2/2 或者电容（C=

5、Q/）。（3）典型问题 导体球（包括实心球、空心球、多层介质）的电场、电位计算;长直导体柱的电场、电位计算；平行导体板（包括双导体板、单导体板）的电场、电位计算;电容和能量的计算 电荷导线环的电场、电位计算;腾现象知道什么是沸点知道蒸发可以致冷过程与方法观察沸腾是液化表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象通过探究活动了解液体沸腾时的温度特点情感态度与价值观通过教学活动激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望使学生乐料口袋冰棍苹果酒精热水烧杯铁架台温度计酒精灯石棉网纸盖套教学过程一实验与发现师把滴有酒精的塑料袋不让学生看见内有酒精挤瘪袋口扎紧放入热水中学生观察现象师取出此口袋放入冷水中学生观察现象并猜想

6、这可能是什么答教师点拨总结出汽化和液化在这个演示实验中并不先告诉学生内有酒精而是让学生观察鼓起变瘪的现象再通过闻一闻看一看充分利用学生的好奇心求知欲与探索欲大大地激发了学生的兴趣同时体现从现象到物理的课程理念二探究球对称 面对称 腾现象知道什么是沸点知道蒸发可以致冷过程与方法观察沸腾是液化表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象通过探究活动了解液体沸腾时的温度特点情感态度与价值观通过教学活动激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望使学生乐料口袋冰棍苹果酒精热水烧杯铁架台温度计酒精灯石棉网纸盖套教学过程一实验与发现师把滴有酒精的塑料袋不让学生看见内有酒精挤瘪袋口扎紧放入热水中学生观察现象师取出此口袋放入冷

7、水中学生观察现象并猜想这可能是什么答教师点拨总结出汽化和液化在这个演示实验中并不先告诉学生内有酒精而是让学生观察鼓起变瘪的现象再通过闻一闻看一看充分利用学生的好奇心求知欲与探索欲大大地激发了学生的兴趣同时体现从现象到物理的课程理念二探究4恒定电场基本知识点（1）基本方程 E 0 E?dl 0 i?J 0 J?ds 0 s 2 0 A E?dl A 0 p 本构关系：J E （2）解题思路 利用静电比拟或者解电位方程（要注意边界条件的使用）。假设电荷Q 计算电场E 将电荷换成电流（Q I）、电 导率换成介电常数（&c）得到恒定电场的解 计算电位和 电阻R或电导Go 5恒定磁场基本知识点(1)基本

8、方程 H J H?dl 1 i?B 0 B?ds 0 s 2A(i J B?ds s 本构关系:B 口 H (2)解题思路 对称问题（轴对称、面对称）使用安培定理 假设电流I 计算磁场强度 H 计算磁通 计算能 量3 m=卩H2/2或者电感（L=书/I）0（3）典型问题 载流直导线的磁场计算；电流环的磁场计算；磁通的计算；能量与电感的计算。腾现象知道什么是沸点知道蒸发可以致冷过程与方法观察沸腾是液化表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象通过探究活动了解液体沸腾时的温度特点情感态度与价值观通过教学活动激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望使学生乐料口袋冰棍苹果酒精热水烧杯铁架台温度计酒精灯石棉网纸盖套

9、教学过程一实验与发现师把滴有酒精的塑料袋不让学生看见内有酒精挤瘪袋口扎紧放入热水中学生观察现象师取出此口袋放入冷水中学生观察现象并猜想这可能是什么答教师点拨总结出汽化和液化在这个演示实验中并不先告诉学生内有酒精而是让学生观察鼓起变瘪的现象再通过闻一闻看一看充分利用学生的好奇心求知欲与探索欲大大地激发了学生的兴趣同时体现从现象到物理的课程理念二探究极化条件：A、直线极化:0 or 6静态场的解基本知识点(1)直角坐标下的分离变量法 二维问题通解形式的选择(根据零电位边界条件)；特解的确定(根据非零电位边界条件)。(2)镜像法 无限大导体平面和点电荷情况；介质边界和点电荷情况。7正弦平面波基本知识

10、点(1)基本方程与关系 电场强度瞬时值形式 E(x,y,z,t)Emxcos(t kz)ax Emycos(t kz)ay 电场强度复振幅形式 E(x,y,z)Emxe jkzax Emye jkzay 瞬时值与复振幅的关系：E(x,y,z,t)ReE(x,y,z)ej tz Re(Emxe 氷0 Emye jkzay)ej t 坡印廷矢量(能流密度)S(x,y,z,t)E(x,y,z,t)H(x,y,z,t)1 平均坡印廷矢量(平均能流密度)Sav(x,y,z)-ReE(x,y,z)H*(x,y,z)磁场强度与电场强度的关系：大小关系 Ex Ey Hy Hx 方向关系 aS aE aH aE

11、 aH aS aH aS aE (2)波的极化条件与判断方法 电磁波电场强度矢量的大小和方向随时间变化的方式，定义：极化是指在空间固定点处电磁波电场强度矢量的方向随时间变化的方式。通常，按照电磁波电场强度矢量的端点随时间在空间描绘的轨迹进行分类。设电场强度为：E Emx cos(t kz x)ax Emy cos(t kz y)ay 腾现象知道什么是沸点知道蒸发可以致冷过程与方法观察沸腾是液化表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象通过探究活动了解液体沸腾时的温度特点情感态度与价值观通过教学活动激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望使学生乐料口袋冰棍苹果酒精热水烧杯铁架台温度计酒精灯石棉网纸盖套教学过

12、程一实验与发现师把滴有酒精的塑料袋不让学生看见内有酒精挤瘪袋口扎紧放入热水中学生观察现象师取出此口袋放入冷水中学生观察现象并猜想这可能是什么答教师点拨总结出汽化和液化在这个演示实验中并不先告诉学生内有酒精而是让学生观察鼓起变瘪的现象再通过闻一闻看一看充分利用学生的好奇心求知欲与探索欲大大地激发了学生的兴趣同时体现从现象到物理的课程理念二探究 顺时针旋转(右旋)B、圆极化：y x and Emx Emy y 2 y C、椭圆极化：上述两种条件之外。圆极化和椭圆极化的旋向 当y x 0时为左旋，当y x 0时为右旋 表1圆极化波和椭圆极化波旋向判断条件及结论 传播方向 坐标关系 参考分量 相位差

13、旋向结论 正轴向传输 负轴向传输 x 轴 ex ey ez Ey z y 0 左旋 右旋 z y 0 右旋 左旋 y 轴 ey ez ex Ez x z 0 左旋 右旋 x z 0 右旋 左旋 z 轴 ez ex ey Ex y x 0 左旋 右旋 y x 0 右旋 左旋 x(a)Ey与E同相 直线极化波方向示意图 y*z 腾现象知道什么是沸点知道蒸发可以致冷过程与方法观察沸腾是液化表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象通过探究活动了解液体沸腾时的温度特点情感态度与价值观通过教学活动激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望使学生乐料口袋冰棍苹果酒精热水烧杯铁架台温度计酒精灯石棉网纸盖套教学过程一实验与

14、发现师把滴有酒精的塑料袋不让学生看见内有酒精挤瘪袋口扎紧放入热水中学生观察现象师取出此口袋放入冷水中学生观察现象并猜想这可能是什么答教师点拨总结出汽化和液化在这个演示实验中并不先告诉学生内有酒精而是让学生观察鼓起变瘪的现象再通过闻一闻看一看充分利用学生的好奇心求知欲与探索欲大大地激发了学生的兴趣同时体现从现象到物理的课程理念二探究反射系数和透射系数 n b-x n 0 z 圆极化和椭圆极化的旋向判断作图法 1、将参考分量定在相应轴的正方向上；2、计算另一分量与参考分量的相位差，相位差大于 0时，另一分量画在相 应的正轴方向，反之，画于负轴方向；3、拇指指向波的传播方向，其余四指从另一分量转向参

15、考分量，哪只手满 足条件即为哪种旋向。圆极化波旋向判断作图法举例(3)波的反射与折射 1、导体表面的垂直入射波特性 导体外空间内为驻波分布，有波节点和波腹点;没有能量传播，只有电能和磁能间的相互转换。2、介质表面的垂直入射波特性 入射波空间内为行驻波分布，透射波空间为行波分布;有能量传播；(a)+z方向传播(b)+y方向传播(c)-x方向传播 腾现象知道什么是沸点知道蒸发可以致冷过程与方法观察沸腾是液化表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象通过探究活动了解液体沸腾时的温度特点情感态度与价值观通过教学活动激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望使学生乐料口袋冰棍苹果酒精热水烧杯铁架台温度计酒精灯石棉网纸

16、盖套教学过程一实验与发现师把滴有酒精的塑料袋不让学生看见内有酒精挤瘪袋口扎紧放入热水中学生观察现象师取出此口袋放入冷水中学生观察现象并猜想这可能是什么答教师点拨总结出汽化和液化在这个演示实验中并不先告诉学生内有酒精而是让学生观察鼓起变瘪的现象再通过闻一闻看一看充分利用学生的好奇心求知欲与探索欲大大地激发了学生的兴趣同时体现从现象到物理的课程理念二探究3、导体表面的斜入射波特性 分垂直极化和平行极化两种情况（均以电场强度方向与入射面的相 互关系区分），沿导体表面方向传输的是非均匀平面波；沿垂直导体表面方 向为驻波分布；对垂直极化方式，沿导体表面方向传输的是TE波；对平行极化方式,沿导体表面方向传

17、输的是TM波；沿导体表面方向有能量传输，而沿垂直于导体表面方向无能量传输；沿导体表面方向的相速大于无限大空间中对应平面波的相速，但是 能量传播速度小于平面波速度。4、介质表面的斜入射波特性 也分垂直极化和平行极化两种情况，沿导体表面方向和垂直导体表 面方向传输的均是非均匀平面波；对垂直极化方式，沿导体表面方向传输的是TE波；对平行极化方式,沿导体表面方向传输的是TM波；沿导体表面方向有能量传输，而沿垂直于导体表面方向有行驻波特 性；反射系数和透射系数 2 2 cos i 2 COS t i COS i 5、全反射与全折射 全反射 只有波从光密媒质传向光疏媒质时才可能发生，条件为:全折射 临界角

18、 只有平行极化才可能发生，条件为:t 1 1 布儒斯特角 Sin 全折射时的折射角 2 COS i i COS t 2 COS i i COS t 2 2 cos i 2 COS i i COS t 2 COS t 1 COS i/2 COS t 1 COS i 腾现象知道什么是沸点知道蒸发可以致冷过程与方法观察沸腾是液化表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象通过探究活动了解液体沸腾时的温度特点情感态度与价值观通过教学活动激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望使学生乐料口袋冰棍苹果酒精热水烧杯铁架台温度计酒精灯石棉网纸盖套教学过程一实验与发现师把滴有酒精的塑料袋不让学生看见内有酒精挤瘪袋口扎紧放入热水中学生观察现象师取出此口袋放入冷水中学生观察现象并猜想这可能是什么答教师点拨总结出汽化和液化在这个演示实验中并不先告诉学生内有酒精而是让学生观察鼓起变瘪的现象再通过闻一闻看一看充分利用学生的好奇心求知欲与探索欲大大地激发了学生的兴趣同时体现从现象到物理的课程理念二探究