[原創(chuàng)]選修34電磁波一輪復(fù)習(xí)全解doc

1、第 4章電磁波一、基礎(chǔ)知識(shí)1. 電磁波的發(fā)現(xiàn)（ 1）麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的兩大支柱：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)， 變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)。選修 4-1（ 2）電磁場(chǎng)：按照麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論， 變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系的，形成一個(gè)不可分離的統(tǒng)一場(chǎng)， 稱為電磁場(chǎng)。如圖 4-1 電場(chǎng)和磁場(chǎng)只是這個(gè)統(tǒng)一的電磁場(chǎng)的兩種具體表現(xiàn)。（ 3）電磁波 : 變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)從產(chǎn)生的區(qū)域由近及遠(yuǎn)地向周圍空間傳播開(kāi)去，就形成了電磁波。電磁波的特點(diǎn)：電磁波是橫波。在電磁波傳播方向上的任一點(diǎn)，場(chǎng)強(qiáng) E 和磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 均與傳播方向垂直且隨時(shí)間變化，因此電磁波是橫波。電磁波的傳播不需要介質(zhì)，在真空中也能傳播。

2、在真空中的波速為c=3.0× 108m/s。波速和波長(zhǎng)、頻率的關(guān)系： c f注意：麥克斯韋根據(jù)他提出的電磁場(chǎng)理論預(yù)言了電磁波的存在以及在真空中波速等于光速 c，后由赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在。電磁波和機(jī)械波有本質(zhì)的不同。2. 電磁振蕩（ 1）振蕩電路：大小和方向都隨時(shí)間做周期性變兒的電流叫做振蕩電流， 能夠產(chǎn)生振蕩電流的電路叫振蕩電路， LC 回路是一種簡(jiǎn)單的振蕩電路。（ 2）LC 回路的電磁振蕩過(guò)程：可以用圖象來(lái)形象分析電容器充、放電過(guò)程中各物理量的變化規(guī)律，如圖 4-2 所示 LC 回路的振蕩周期和頻率選修 4-2T2LC1f2 LC注意：（1）LC 回路的 T、f 只與電路本

3、身性質(zhì) L、C 有關(guān)（2）電磁振蕩的周期很小，頻率很高，這是振蕩電流與普通交變電流的區(qū)別。4分析電磁振蕩要掌握以下三個(gè)要點(diǎn)（突出能量守恒i的觀點(diǎn)）：ot理想的 LC 回路中電場(chǎng)能 E 電和磁場(chǎng)能 E 磁在轉(zhuǎn)化放電 充電 放電 充電q過(guò)程中的總和不變。ot回路中電流越大時(shí)， L 中的磁場(chǎng)能越大（磁通量選修 4-3越大）。極板上電荷量越大時(shí)， C 中電場(chǎng)能越大（板間場(chǎng)強(qiáng)越大、 兩板間電壓越高、磁通量變化率越大）。LC 回路中的電流圖象和電荷圖象總是互為余函數(shù)（見(jiàn)4-3 圖）。3. 電磁波的發(fā)射和接受1無(wú)線電波：無(wú)線電技術(shù)中使用的電磁波2無(wú)線電波的發(fā)射：如圖所示。調(diào)制：使電磁波隨各種信號(hào)而改變調(diào)幅和

4、調(diào)頻選修 4-43無(wú)線電波的接收電諧振：當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時(shí)， 接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)，這種現(xiàn)象叫做電諧振。調(diào)諧： 使接收電路產(chǎn)生電諧振的過(guò)程。 調(diào)諧電路如圖 4-4 所示。通過(guò)改變電容器電容來(lái)改變調(diào)諧電路的頻率。檢波：從接收到的高頻振蕩中“檢”出所攜帶的信號(hào)。4. 電磁波的應(yīng)用廣播、電視、雷達(dá)、無(wú)線通信等都是電磁波的具體應(yīng)用。電視 : 在電視接收端 , 天線接收到高頻信號(hào)后 , 經(jīng)過(guò)調(diào)諧、解調(diào) ，將得到的圖像信號(hào)送到顯像管。攝像機(jī)在 1s 內(nèi)要傳送 25 幅畫(huà)面雷達(dá)：無(wú)線電定位的儀器，波位越短的電磁波，傳播的直線性越好，反射性能強(qiáng)，多數(shù)的雷達(dá)工作于微波波段。

5、缺點(diǎn)，沿地面?zhèn)鞑ヌ綔y(cè)距離短。中、長(zhǎng)波雷達(dá)沿地面的探測(cè)距離較遠(yuǎn)，但發(fā)射設(shè)備復(fù)雜。5. 電磁波譜 .（ 1）電磁波譜：電磁波由大到小，波長(zhǎng)由大到小（即頻率由小到大）依次為無(wú)限電波，紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、琴倫射線、射線（ 2）紅外線、紫外線、 X 射線（倫琴射線） . 如下表：紅外線紫外線倫琴射線發(fā)現(xiàn)者(英)赫歇耳 (1800 年)(德 )里特 (1801 年)(德 )倫琴 (1895 年)來(lái)源一切物體都輻射一切高溫物體發(fā)出X 射線管的光中均含有波長(zhǎng)約 770 106 nm約 5400 nm比紫外線更短特 點(diǎn) 及熱作用，溫度越高 ,輻射紅 化學(xué)作用，殺菌；消穿透本領(lǐng)很強(qiáng)作用外線越強(qiáng)毒，熒光效應(yīng)紅外

6、線遙感；勘 測(cè)地照射熒光物質(zhì)發(fā)熱；尋找水源；估計(jì)農(nóng)作檢查金屬部件的光；防偽；促 進(jìn)應(yīng)用物長(zhǎng)勢(shì)；紅外攝影；紅外砂眼、裂紋；透人體合成維生素 D；線遙控；加熱物體；烘干視人體殺菌消毒油漆、谷物；烤制食品注意：高速電子流打到任何固體上，都會(huì)產(chǎn)生X 射線。二、典型例題例 1關(guān)于電磁場(chǎng)和電磁波，下列說(shuō)法正確的是A. 電磁波是橫波B. 電磁波的傳播需要介質(zhì)C.電磁波能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象D.電磁波中電場(chǎng)和磁場(chǎng)的方向處處相互垂直答案： ACD例 2. 如圖 4-5 所示，半徑為 r 且水平放置的光滑絕緣的環(huán)形管道內(nèi)， 有一個(gè)電荷量為e，質(zhì)量為 m 的電子。v0此裝置放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的關(guān)選

7、修 4-5系式為 B=B0+kt（k>0）。根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，均勻變化的磁場(chǎng)將產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)，該感應(yīng)電場(chǎng)對(duì)電子將有沿圓環(huán)切線方向的作用力，使其得到加速。設(shè) t=0時(shí)刻電子的初速度大小為v0，方向順時(shí)針， 從此開(kāi)始后運(yùn)動(dòng)一周后的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B ，則此時(shí)電子的速度大小為1A. B1 re B.v022 r 2 keC.B0 reD.v022 r 2kemmmm解析：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 E=kr2，電場(chǎng)方向逆時(shí)針，電場(chǎng)力對(duì)電子做正功在轉(zhuǎn)動(dòng)一圈過(guò)程中對(duì)電子用動(dòng)能定理： kr2 12- 102，B正確；由半徑公式知， Ae=mvmv22也正確，答案為 AB。例 3 如圖 4-6 所示， a 為

8、LC 振蕩電路，通過(guò)P 點(diǎn)的電流如圖b，規(guī)定向左的方向?yàn)檎较?，下列說(shuō)法正確的是（）A0 到 t1, 電容器正在充電，上極板帶正電Bt1 到 t2 電容器正在放電，上極板帶負(fù)電C 在 t3時(shí)刻，線圈中的自感電動(dòng)勢(shì)最大，且P 為正極D 在 t4時(shí)刻，線圈中的自感電動(dòng)勢(shì)最大，且P 為正極PiLC選修 4-60t1 t 2 t3t4tQab解析： 0到 t1 電流為正，且在減小，即電流為逆時(shí)針減小，說(shuō)明電容器正在充電，電流方向?yàn)檎姾傻倪\(yùn)動(dòng)方向，所以上極板為負(fù)電荷；t1 到 t2 電流為負(fù)且在增大，即電流為順時(shí)針?lè)较蛟龃?，說(shuō)明電容器在放電，上極板為負(fù)電荷；在t3 時(shí)刻，電流的變化率（i/t）最大，所

9、以自感電動(dòng)勢(shì)（ E=L i/t）最大，而 t3 之前的為負(fù)減小，即順時(shí)針減小，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的減小，如能產(chǎn)生電流，則與原電流同向，即P 點(diǎn)為正極；在 t4 時(shí)刻，電流最大，電流的變化率為零，自感電動(dòng)勢(shì)為零。答案： BC 正確點(diǎn)撥：解決此類問(wèn)題的關(guān)鍵是搞清在LC 振蕩電路中，各物理量變化的關(guān)系，特別是電流的變化與充、放電關(guān)系；充、放電時(shí)，電流的流向的與電容器的極性的關(guān)系；電流的變化率與電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系等等。近年來(lái)對(duì) LC 振蕩電路的要求有所降低，但對(duì)于基本的充、放電的過(guò)程中個(gè)物理量的變化規(guī)律還應(yīng)掌握。例 4 生活中經(jīng)常用“呼嘯而來(lái)”形容正在駛近的車輛，這是聲波在傳播過(guò)程中對(duì)接收器而言頻率

10、發(fā)生變化的表現(xiàn)， 無(wú)線電波也具有這種效應(yīng)。 圖 4-7 中的測(cè)速雷達(dá)正在向一輛接近的車輛發(fā)出無(wú)線選修 4-7電波，并接收被車輛反射的無(wú)線電波。由于車輛的運(yùn)動(dòng)，接收的無(wú)線電波頻率與發(fā)出時(shí)不同。利用頻率差f接收 f發(fā)出 就能計(jì)算出車輛的速度。已知發(fā)出和接收的頻率間關(guān)系為f接收(12v車 ） f發(fā)出 ，式中 C 為真空中的光速，C若9， f接收f(shuō)發(fā)出 400Hz ，可知被測(cè)車輛的速度大小為 _m/s。10 Hzf 發(fā)出 2解析：根據(jù)題意有 (12v車 ） f發(fā)出f發(fā)出400，解得： v 30m/s。C答案： 30 m/s電磁波單元測(cè)試1按照麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，以下說(shuō)法中正確的是A恒定的電場(chǎng)周圍產(chǎn)生

11、恒定的磁場(chǎng)，恒定的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)B變化的電場(chǎng)周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生電場(chǎng)C均勻變化的電場(chǎng)周圍產(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng)，均勻變化的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生均勻變化的電場(chǎng)D均勻變化的電場(chǎng)周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，均勻變化的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)2下述關(guān)于電磁場(chǎng)的說(shuō)法中正確的是（）A只要空間某處有變化的電場(chǎng)或磁場(chǎng)，就會(huì)在其周圍產(chǎn)生電磁場(chǎng)，形成電磁波B任何變化的電場(chǎng)周圍一定有磁場(chǎng)C振蕩電場(chǎng)和振蕩磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，相互依存，形成不可分離的統(tǒng)一體，即電磁場(chǎng)D電磁波的理論在先，實(shí)驗(yàn)證明在后3下面說(shuō)法中正確的是（）A電磁波在任何介質(zhì)中的傳播速度均為3.00 ×108 m/sB均勻變化的電場(chǎng)將產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，均勻

12、變化的磁場(chǎng)將產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)C周期性變化的電場(chǎng)將產(chǎn)生同頻率周期性變化的磁場(chǎng)，周期性變化的磁場(chǎng)將產(chǎn)生同頻率周期性變化的電場(chǎng)D均勻變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)互相激發(fā)，將產(chǎn)生由近及遠(yuǎn)傳播的電磁波4關(guān)于電磁場(chǎng)的理論，下列哪些說(shuō)法是正確的（）A變化電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生磁場(chǎng)B變化電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生穩(wěn)定磁場(chǎng)C振蕩電場(chǎng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)也是振蕩的D有電場(chǎng)就有磁場(chǎng)，有磁場(chǎng)就有電場(chǎng)5在LC 振蕩電路中，用以下那種方法可以使振蕩頻率增大1 倍（）A 自感L 和電容C 增大1 倍B 自感L 增大一倍，電容C 減少一半C 自感 L 減少一半，電容C 增大一倍D 自感 L 和電容 C 都減少一半6有一 LC 振蕩電路，能產(chǎn)生一定波長(zhǎng)的電磁波，如要

13、產(chǎn)生的電磁波的波長(zhǎng)變短，可采用的方法是（）A 增大線圈的匝數(shù)B 在線圈中插入鐵芯C 減少電容器的正對(duì)面積D 減少電容器極板間的距離7關(guān)于電磁波和聲波，下列說(shuō)法不正確的是（）A 都能在真空中傳播B 都能發(fā)生干涉和衍射C 都能傳播能量D它們的頻率不同8關(guān)于電磁波和機(jī)械波，下列說(shuō)法正確的是()A電磁波和機(jī)械波的傳播都需要借助于介質(zhì)B電磁波在任何介質(zhì)中傳播的速度都相同，而機(jī)械波的波速大小與介質(zhì)密切相關(guān)C電磁波和機(jī)械波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象D機(jī)械波能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，而電磁波不能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)9下列關(guān)于電磁波的說(shuō)法中正確的是（）A麥克斯韋電磁場(chǎng)理論預(yù)言了電磁波的存在B電磁波從真空傳入水中，波長(zhǎng)將變長(zhǎng)C雷達(dá)

14、可以利用自身發(fā)射電磁波的反射波來(lái)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行定位D醫(yī)院中用于檢查病情的“B 超”利用了電磁波的反射原理1210. 太赫茲輻射（ 1THz=10 Hz）是指頻率從 0.3THz 到 10THz、波長(zhǎng)介于無(wú)線電波中的毫米波與紅外線之間的電磁輻射區(qū)域，所產(chǎn)生的T 射線在物體成像、醫(yī)療診斷、環(huán)境檢測(cè)、通訊等方面具有廣闊的應(yīng)用前景最近，科學(xué)家終于研制出以紅外線激光器為基礎(chǔ)的首臺(tái)可產(chǎn)生4.4THz 的 T 射線激光器，從而使 T 射線的有效利用成為現(xiàn)實(shí)。已知普朗克常數(shù)h=6.63 ×10 34J·s，關(guān)于 4.4THz 的 T 射線，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）A它在真空中的速度為 3.0 &

15、#215;108m/sB它是某種原子核衰變時(shí)產(chǎn)生的C它的波長(zhǎng)比可見(jiàn)光短D它的光子的能量約為212.9 ×10 J11按照大爆炸理論，我們所生活的宇宙是在不斷膨脹的，各星球都離地球而遠(yuǎn)去，由此可以斷言： （）A地球上接收到遙遠(yuǎn)星球發(fā)出的光的波長(zhǎng)要變長(zhǎng)B地球上接收到遙遠(yuǎn)星球發(fā)出的光的波長(zhǎng)要變短C遙遠(yuǎn)星球發(fā)出的紫光，被地球接收到時(shí)可能是紫外線D遙遠(yuǎn)星球發(fā)出的紅光，被地球接收到時(shí)可能是紅外線12傳統(tǒng)電腦的各個(gè)配件都能產(chǎn)生電磁輻射，并對(duì)人體造成傷害廢棄的電腦設(shè)備變成“電腦垃圾”時(shí)， 將對(duì)環(huán)境造成新的污染， 因此生產(chǎn)廠商推出綠色電腦這里的“綠色電腦”是指（）A綠顏色的電腦B價(jià)格低的電腦C木殼的電

16、腦D 低輻射、低噪聲、健康環(huán)保的電腦13關(guān)于雷達(dá)的特點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是（）A雷達(dá)所用無(wú)線電波的波長(zhǎng)比短波更短B雷達(dá)只有連續(xù)發(fā)射無(wú)線電波，才能發(fā)現(xiàn)目標(biāo)C雷達(dá)的顯示屏上可以直接讀出障礙物的距離D雷達(dá)在能見(jiàn)度低的黑夜將無(wú)法使用14下列說(shuō)法中正確的有 ()A 為了使需要傳遞的音頻信號(hào)載在電磁波上發(fā)射到遠(yuǎn)方，必須對(duì)高頻等幅振蕩電流進(jìn)行調(diào)制B 開(kāi)放電路中只有電感線圈，沒(méi)有電容C 使無(wú)線電接收電路產(chǎn)生電諧振的過(guò)程叫做調(diào)諧D 把經(jīng)過(guò)調(diào)制的高頻電流轉(zhuǎn)變?yōu)檎{(diào)制信號(hào)電流的過(guò)程叫做調(diào)制15你在家里曾對(duì)你家的電視機(jī)進(jìn)行調(diào)臺(tái)嗎？調(diào)臺(tái)的做法就是想接收到你所想要的無(wú)線電信號(hào)。下面有幾位同學(xué)對(duì)調(diào)臺(tái)做法的判斷正確的是（）.調(diào)臺(tái)

17、就是調(diào)制 .調(diào)臺(tái)就是調(diào)幅.調(diào)臺(tái)就是調(diào)諧 .調(diào)臺(tái)就是解調(diào)16無(wú)線電波某波段的波長(zhǎng)范圍為187560 m ，為了避免鄰臺(tái)干擾， 在一定范圍內(nèi)兩個(gè)相鄰電臺(tái)的頻率至少相差10kHz，則此波段中能容納電臺(tái)的個(gè)數(shù)約為A 、5000B、100C、200D、2017目前雷達(dá)發(fā)射的電磁波頻率多在200MHz至 1000MHz的范圍內(nèi)。下列關(guān)于雷達(dá)和電磁波說(shuō)法正確的是（）A真空中上述雷達(dá)發(fā)射的電磁波的波長(zhǎng)范圍在0.3m 至 1.5m 之間B電磁波是由恒定不變的電場(chǎng)或磁場(chǎng)產(chǎn)生的C測(cè)出從發(fā)射電磁波到接收反射波的時(shí)間間隔可以確定雷達(dá)和目標(biāo)的距離D波長(zhǎng)越短的電磁波，反射性能越強(qiáng)18過(guò)強(qiáng)的電磁輻射能對(duì)人體有很大危害，影響人

18、的心血管系統(tǒng)，使人心悸、失眠、白細(xì)胞減少、免疫功能下降等。 按照有關(guān)規(guī)定，工作場(chǎng)所受電磁輻射強(qiáng)度 （單2位時(shí)間內(nèi)內(nèi)垂直通過(guò)單位面積的電磁輻射能量）不得超過(guò)0.5W/m。一個(gè)人距離無(wú)線電通訊裝置50m，為保證此人的安全，無(wú)線電通訊裝置的電磁輻射功率至多為A. 451 kWB. 314kWC. 157 kWD. 78kW19部分電磁波的大致波長(zhǎng)范圍如圖4-8 所示若要利用縫寬與手指寬度相當(dāng)?shù)目p獲得明顯的衍射現(xiàn)象，可選用_波段的電磁波，其原因是。選修 4-820如圖 4-9 中兩圖中電容器的電容都是C=4× 10-6 F，電感都是 L=9×104 H，左圖中電鍵 K 先接 a，充電結(jié)束后將 K 扳到 b；右圖中電鍵 K 先閉合，穩(wěn)定后斷開(kāi)。兩圖a KL2b中 LC 回路開(kāi)始電磁振蕩 t=3.14 ×10 4s 時(shí)C1L1C2K刻， C1 的上極板正在 _電（充電還是放選修 4-9電） , 帶_電（正電還是負(fù)電）； L2 中的電流方向向 _( 左還是右 ) ，磁場(chǎng)能正在 _（增大還是減?。?。21為了轉(zhuǎn)播火箭發(fā)射現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)況，在發(fā)射場(chǎng)建立了發(fā)射臺(tái)， 用于發(fā)射廣播電臺(tái)和電視臺(tái)兩種信號(hào)。其中廣播電臺(tái)用的電磁波波長(zhǎng)為550m，電視臺(tái)用的電磁波波長(zhǎng)為0.566m。為了不讓發(fā)射場(chǎng)附近的小山擋住信號(hào)，需要在小山頂上建了一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)站，用來(lái)轉(zhuǎn)發(fā) _信號(hào)，這是因?yàn)樵撔盘?hào)的