教科版高中物理必修4知識講解電磁波

1、精品文檔用心整理電磁波【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1 .知道麥克斯韋電磁場理論的兩個基本觀點(diǎn)：變化的磁場產(chǎn)生電場，變化的電場產(chǎn)生磁場.2 .知道電磁場在空間傳播形成電磁波以及電磁波的基本特點(diǎn).3 .知道赫茲實(shí)驗(yàn)以及它的重大意義.4 .知道什么是LC振蕩電路和振蕩電流.5 .知道LC回路中振蕩電流的產(chǎn)生過程.6 .知道產(chǎn)生電磁振蕩過程中，LC回路中能量轉(zhuǎn)換情況，知道阻尼振蕩和無阻尼振蕩.7 .知道什么是電磁振蕩的周期和頻率，知道己c回路的周期和頻率公式，并能進(jìn)行簡單的計算.8 .知道什么樣的電磁振蕩電路有利于向外發(fā)射電磁波.9 .了解無線電波的發(fā)射過程和調(diào)制的簡單概念，了解調(diào)諧、檢波及無線電波接收的基本原理.1

2、0 .了解無線電波的波長范圍.11 .了解電視、雷達(dá)和移動電話的基本原理以及因特網(wǎng).12 .知道電磁波譜以及各組成部分.13 .知道無線電波、紅外線、紫外線、可見光、X射線、射線的主要作用.14 .知道電磁波具有能量，是一種物質(zhì).【要點(diǎn)梳理】要點(diǎn)一、電磁波的發(fā)現(xiàn)【電磁波】1 .麥克斯韋電磁場理論在19世紀(jì)60年代，英國物理學(xué)家麥克斯韋在總結(jié)前人研究電磁現(xiàn)象成果的基礎(chǔ)上，建立了完整的電磁場理論，預(yù)言電磁波的存在。(1)變化的磁場產(chǎn)生電場.變化的磁場產(chǎn)生電場如圖所示，麥克斯韋認(rèn)為在變化的磁場周圍產(chǎn)生電場，是一種普遍存在的現(xiàn)象，跟閉合電路(導(dǎo)體環(huán))是否存在無關(guān).導(dǎo)體環(huán)的作用只是用來顯示電場的存在.要

3、點(diǎn)詮釋：在變化的磁場中所產(chǎn)生的電場的電場線是閉合的；而靜電場中的電場線是不閉合的.(2)變化的電場產(chǎn)生磁場.資料來源于網(wǎng)絡(luò)僅供免費(fèi)交流使用精品文檔用心整理變化的電場產(chǎn)生磁場根據(jù)麥克斯韋理論，在電容器充放電的時候，不僅導(dǎo)體中的電流要產(chǎn)生磁場，而且在電容器兩極板間變化著的電場周圍也要產(chǎn)生磁場.(如圖所示)2 .麥克斯韋電磁場理論的理解(1)恒定的電場不產(chǎn)生磁場.(2)恒定的磁場不產(chǎn)生電場.(3)均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生恒定的電場.(4)均勻變化的電場在周圍空間產(chǎn)生恒定的磁場.(5)振蕩電場產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場.(6)振蕩磁場產(chǎn)生同頻率的振蕩電場.3 .電磁場如果在空間某區(qū)域中有周期性變化的電場

4、，那么這個變化的電場就在它周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場；這個變化的磁場又在它周圍空間產(chǎn)生新的周期性變化的電場變化的電場和變化的磁場是相互聯(lián)系著的，形成不可分割的統(tǒng)一體，這就是電磁場.要點(diǎn)詮釋：上述分析可看出，有單獨(dú)存在的靜電場，也有單獨(dú)存在的靜磁場，但沒有靜止的電磁場.4 .電磁波電磁場由近向遠(yuǎn)傳播，形成電磁波.電磁波具有以下特點(diǎn)：(1)電磁波中的電場和磁場相互垂直，電磁波在與兩者均垂直的方向傳播.電磁波是橫波.(2)相鄰兩個波峰(或波谷)之間的距離等于電磁波的波長，一個周期的時間，電磁波傳播一個波長的距離=上f(3)電磁波的頻率為電磁振蕩的頻率，由波源決定，與介質(zhì)無關(guān).在真空中的速度為c=3

5、.0M108m/s.(4)電磁波與機(jī)械波一樣，也能產(chǎn)生反射、折射、干涉、衍射等現(xiàn)象，也是傳播能量的一種形式.(5)電磁波傳播不需要借助介質(zhì)、在真空中也能傳播.5 .麥克斯韋的重大貢獻(xiàn)麥克斯韋集電磁學(xué)研究成果之大成，不僅預(yù)言了電磁波的存在，而且揭示了電、磁、光現(xiàn)象在本質(zhì)上的統(tǒng)一性，建立了完整的電磁理論.麥克斯韋電磁理論足以跟牛頓力學(xué)體系相媲美，它是物理學(xué)發(fā)展中一個劃時代的里程碑.6 .赫茲發(fā)現(xiàn)了電磁波(1)赫茲實(shí)驗(yàn)裝置.資料來源于網(wǎng)絡(luò)僅供免費(fèi)交流使用精品文檔用心整理赫茲實(shí)臉(2)赫茲觀察到：當(dāng)感應(yīng)圈兩個金屬球間有火花跳過時，導(dǎo)線環(huán)兩個小球間也跳過火花.據(jù)此實(shí)驗(yàn)，赫茲在人類歷史上首先捕捉到了電磁波

6、.(3)在以后的實(shí)驗(yàn)中，赫茲觀察到了電磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射，并通過測量證明電磁波在真空中速度為C.這樣赫茲證實(shí)了麥克斯韋的電磁理論.要點(diǎn)二、電磁振蕩【電磁波】1 .電磁振蕩(1)振蕩電流和振蕩電路：振蕩電流：大小和方向都作周期性變化的電流叫振蕩電流.振蕩電路：能夠產(chǎn)生振蕩電流的電路，叫振蕩電路.最簡單的振蕩電路為LC回路.(2)電磁振蕩：在振蕩電路產(chǎn)生振蕩電流的過程中，電容器極板上的電壓，電路中的電流，以及跟電荷相聯(lián)系的電場，跟電流相聯(lián)系的磁場都在發(fā)生周期性的變化，這種現(xiàn)象叫電磁振蕩.(3)阻尼振蕩和無阻尼振蕩：阻尼振蕩：在電磁振蕩中，如果能量逐漸損耗，振蕩電流的振幅會逐漸減小，

7、直至停止振蕩.無阻尼振蕩：在電磁振蕩中，如果無能量損失，振蕩永遠(yuǎn)持續(xù)下去，這種振蕩叫無阻尼振蕩.極板上的電荷最多.此時電場能最強(qiáng)，磁場能最弱.電容器開始放電后，由于線圈的自感作用，放電電流不能立即達(dá)到最大值，而是由零逐漸增大，同時電容器極板上的電壓逐漸減少，到放電完畢的瞬間，電容器極板上沒有電荷，放電電流達(dá)到最大值.在這個過程中，電容器里的電場能逐漸減弱，磁場能逐漸增強(qiáng)，到放電完畢的瞬間，電場能全部轉(zhuǎn)化為磁場能.電容器放電完畢的瞬間，電流要保持原方向繼續(xù)流動并減小，電容器反方向繼續(xù)充電，極板上的電荷逐漸增多，電場能逐漸增強(qiáng)，磁場能逐漸減弱，到充電完畢，電場能最強(qiáng)，磁場能最弱.資料來源于網(wǎng)絡(luò)僅供

8、免費(fèi)交流使用精品文檔用心整理此后，這樣充電和放電的過程反復(fù)進(jìn)行下去.3. LC回路的周期和頻率(1)影響因素：實(shí)驗(yàn)表明：電容或電感增加時，周期變長，頻率變低；電容或電感增加時，周期變長，頻率變低；電容或電感減小時，周期變短，頻率變高.:-1(2)公式：T=2nLLC,f=.2二.LC其中：周期T、頻率f、自感系數(shù)L、電容C的單位分別是秒、赫茲、亨利、法拉，符號分別是s、Hz、H、F.(3)應(yīng)用說明：適當(dāng)?shù)剡x擇電容器和線圈，就可以使振蕩電路的周期和頻率符合需要.在需要改變振蕩電路的周期和頻率時，可以用可變電容器和線圈組成電路，改變電容器的電容，振蕩電路的周期和頻率就隨之改變.要點(diǎn)三、電磁波的發(fā)射

9、和接收【電磁波】1 .若要有效向外發(fā)射電磁波，振蕩電路必須具有的特點(diǎn)(1)要有足夠高的頻率：發(fā)射電磁波的功率與振蕩頻率的四次方成正比.如果是低頻信號，要用高頻信號運(yùn)載才能更有效地發(fā)射出去.(2)采用開放電路,放電路.使振蕩電路的電磁場必須盡可能地分散到大的空間.天線和地線也可組成開由閉合電路變成開放電路在電磁波發(fā)射技術(shù)中，使電磁波隨各種信號而改變的技術(shù)叫做調(diào)制.調(diào)制的裝置如圖所示.調(diào)制2 .電磁波的發(fā)射與調(diào)制(1)調(diào)幅：使高頻振蕩的振幅隨信號而改變叫調(diào)幅.調(diào)幅作用如圖所示.資料來源于網(wǎng)絡(luò)僅供免費(fèi)交流使用精品文檔用心整理乙瞅伽伽唧腑調(diào)幅的作用甲：聲音信號的波形.乙：高頻等幅振蕩電流的波形.丙：經(jīng)

10、過調(diào)幅的高頻振蕩電流的波形.(2)調(diào)頻：使高頻振蕩的頻率隨信號而改變叫調(diào)頻.調(diào)頻的作用如圖所示.甲乙卿刪刪刪刪嘛一調(diào)頻的作用甲：聲音信號的波形.乙：高頻等幅振蕩信號的波形.丙：經(jīng)過調(diào)頻的高頻振蕩電流的波形.(3)電磁波的發(fā)射方框圖.發(fā)射天線振蕩器3 .無線電波的接收(1)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，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)，這種現(xiàn)象叫電諧振.(2)調(diào)諧：使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫調(diào)諧.能夠調(diào)諧的接收電路叫調(diào)諧電路.調(diào)諧的方法一般是改變電路的L或C.(3)檢波：從接收到高頻振蕩中“檢”出所攜帶的波，叫檢波.檢波是調(diào)諧的逆過程，也叫解調(diào).檢波電路如圖.資料來源于

11、網(wǎng)絡(luò)僅供免費(fèi)交流使用精品文檔用心整理耳機(jī)檢波電路檢波作用，如圖.檢波作用甲：檢波前的高頻調(diào)幅電流，乙：檢波后的單向脈動電流，丙：流過耳機(jī)的音頻電流.4.無線電波的分類兒1毫米的電磁波叫無線電波.無線電波可以分成若干波段.波段波長頻率傳播方式主要用途長波300033000米1(b100M地波超遠(yuǎn)程無線電通訊和導(dǎo)航中波3003200米10X500千赫地波和天波無線電廣播和電報通訊中短波20350米15036000千B短波50M0米630兆赫天波微波米波1g米3g300兆赫近似直線傳播無線電廣播、電視、導(dǎo)航分米波1g分米30g3000兆赫直線傳播電視、雷達(dá)、導(dǎo)航厘米波1g厘米300g30000兆赫毫

12、米波1g毫米30003300000兆赫5.電磁波的傳播特性無線電技術(shù)中使用的電磁波叫做無線電波，它們的波長在幾毫米到幾十千米之間.無線電波在沿地球表面、大氣層中傳播時，由于不同波長的電磁波衍射和波被吸收的情況各不相同，不同波長的電磁波在傳播方式上也各不相同.無線電波主要的傳播方式有：地波傳播、天波傳播和直線傳播三種.資料來源于網(wǎng)絡(luò)僅供免費(fèi)交流使用精品文檔用心整理(1)地波傳播：沿地球表面空間傳播的無線電波.如圖所示，由于地面上有高低不平的山坡和房屋等障礙物，只有能繞過這些障礙物的無線電波，才能被各處的接收機(jī)所接收到，根據(jù)波的衍射特性，當(dāng)波長大于或相當(dāng)于障礙物的尺寸時，就可以繞到障礙物的后面.地

13、面上的障礙物一般都不是很大，長波能很好地繞過它們，中波和中短波也能較好地繞過.短波和微波由于波長短，繞過障礙物體的本領(lǐng)很差.這種傳播方式對長波、中波和中短波比較適宜，對短波和微波而言，被吸收損耗的能量較多，并且它們的衍射本領(lǐng)較差，故不適宜.(2)天波傳播：依靠大氣層中的電離層的反射來傳播的無線電波叫做天波.電離層短波天波傳播我們知道，地球被厚厚的大氣包圍著.地表50千米到幾百千米內(nèi)的大氣，由于太陽光的照射使大氣中的一部分氣體分子發(fā)生電離，這層大氣就叫做電離層.電離層對于不同波長的電磁波表示出不同的特性：對于波長短于10m的微波，電離層能讓它穿過,飛向宇宙；對于長波，電離層基本把它吸收；對于中波

14、、中短波、短波，波長越短，電離層對它吸收得越少而反射得越多，因此短波最適宜以天波的形式傳播.(3)直線傳播：微波又叫超短波，它既不能以地波的形式傳播(易被吸收)，又不能依靠電離層的反射以天波的形式傳播(能穿透)，微波只能像光那樣，沿直線傳播.這種沿直線傳播的電磁波叫空間波或視波.微波直線俊播(微澧中維站)資料來源于網(wǎng)絡(luò)僅供免費(fèi)交流使用精品文檔用心整理要點(diǎn)四、電磁波與信息化社會【電磁波】1 .光纜傳輸電磁波可以通過無線傳輸，也可以通過有線傳輸.電磁波的頻率越高，相同時間傳遞的信息量越大，而光的頻率比無線電波的頻率高得多.因此光纜可以傳遞大量信息.2 .電視(1)電視信號的采集.攝像機(jī)采集圖像信號

15、，在1s內(nèi)要傳遞25幀畫面，電視接收機(jī)也以相同的速度在熒光屏上顯現(xiàn)這些畫面，由于畫面更換迅速和視覺暫留效應(yīng)，我們感覺到的便是活動的圖像.聲音信號由話筒采集.(2)電視信號的發(fā)射.電視信號及伴音的發(fā)送(3)電視信號的接收.電視信號及伴音的接收3 .雷達(dá)(1)雷達(dá)是利用無線電波來測定物體位置的無線電設(shè)備.(2)雷達(dá)用的是通過轉(zhuǎn)動的天線發(fā)射微波信號，這種信號傳播的直線特性好.遇到障礙物要發(fā)生反射，反射信號又被雷達(dá)天線接收，測出從發(fā)射信號到接收目標(biāo)反射信號的時間t,就可以知道目標(biāo)1到雷達(dá)的距曷s=Ct,并可確7E目標(biāo)的方向.21 3)除軍事用途外，雷達(dá)可以為飛機(jī)、船只導(dǎo)航，可以用于研究天體的運(yùn)動.4

16、.移動電話移動通信是指通信雙方中至少有一方可以自由移動進(jìn)行信息交換的通信方式.移動通信的工作模式如圖所示.資料來源于網(wǎng)絡(luò)僅供免費(fèi)交流使用精品文檔用心整理移動通信5 .因特網(wǎng)因特網(wǎng)是世界上最大的計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng).InterNet因特網(wǎng)是世界上最大的計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)人們可以通過互聯(lián)網(wǎng)玩游戲、聽音樂、看電影、看電視、聊天、經(jīng)商、購物、從事金融活動，也可以通過互聯(lián)網(wǎng)查閱各種資料，進(jìn)行遠(yuǎn)程教學(xué)、遠(yuǎn)程醫(yī)療，甚至可以為身處世界各地的人召開電視會議；通過互聯(lián)網(wǎng)可以進(jìn)行網(wǎng)上辦公、網(wǎng)上上班、網(wǎng)上信息發(fā)布等.高中生學(xué)習(xí)任務(wù)重，不能因上網(wǎng)而影響正常的學(xué)習(xí)、生活.要點(diǎn)五、電磁波譜【電磁波】1 .電磁波譜無線電波、紅外線、可見光

17、、紫外線、倫琴射線、尸射線合起來，構(gòu)成了范圍非常廣闊的電磁波譜.可見光只是其中很窄的一個波段.由于它們都是本質(zhì)上相同的電磁波，所以它們的行為都服從共同的規(guī)律，但另一方面，由于它們的頻率不同而又表現(xiàn)出不同的特性.例如，波長較長的無線電波，很容易表現(xiàn)出干涉、衍射現(xiàn)象，但對波長越來越短的可見光、紫外線、倫琴射線、手射線，要觀察到它們的干涉、衍射現(xiàn)象就越來越困難了.如圖所示是按波長由大到?。l率由小到大）順序排列的.資料來源于網(wǎng)絡(luò)僅供免費(fèi)交流使用精品文檔用心整理可見光無線電波.一_二一1波長/m10:1010,1041010H1010100長波中波短波修波紅外微紫外畿X射線丁射線收音機(jī)電視機(jī)暖氣散熱器

18、醛海馬骨骼放射線透視照片警示標(biāo)志從無線電波到丫射線都是本質(zhì)相同的電磁波，其行為服從共同的規(guī)律，但因波長(或頻率)不同又表現(xiàn)出不同的特點(diǎn).2 .無線電波(1)波長大于lmm、頻率小于300GHz的電磁波是無線電波.(2)無線電波用于通信和廣播.許多自然過程也輻射無線電波.天文學(xué)家用射電望遠(yuǎn)鏡接收天體輻射的無線電波，進(jìn)行天體物理研究。3 .紅外線可見光譜的紅光外側(cè)是紅外線，紅外線的波長比紅光的波長還長，不是可見光，不能引起人們的視覺.對紅外線強(qiáng)調(diào)以下幾點(diǎn)：(1)紅外線的發(fā)現(xiàn)：英國物理學(xué)家赫謝爾于1800年首先發(fā)現(xiàn)了紅外線.(2)紅外線的產(chǎn)生：一切物體(不管大小、也無論是否有生命)，凡是由分子、原子

19、等微粒構(gòu)成的物體都在不停地輻射紅外線.物體溫度越高，輻射紅外線的本領(lǐng)越強(qiáng).紅外輻射是熱傳遞的方式之(3)紅外線的作用.要點(diǎn)詮釋：紅外線遙感：勘測地?zé)帷ふ宜?、人體檢查等.紅外線遙控：家用電器配套的遙控器發(fā)出紅外線脈沖信號，受控機(jī)器就會按指令改變工作狀態(tài).加熱物體：紅外線很容易使物體的溫度升高，如市場上的“遠(yuǎn)紅外烤箱”.這是因?yàn)椋杭t外線的顯著作用就是熱作用，其原因是紅外線的頻率比可見光更接近固體物質(zhì)分子的固有頻率，因此更容易引起分子的共振，所以紅外線的電磁場的能量更容易轉(zhuǎn)變?yōu)槲矬w的內(nèi)能.4 .可見光(1)波長為700nm至U400nm之間，進(jìn)入人眼能引起視覺的電磁波叫可見光.(2)不同顏色的可

20、見光波長見下表.紅橙黃綠藍(lán)靛紫真空中的波長(nm)70g62062060060g58058g49049g45045g400(3)波長較短的光比波長較長的光更容易被散射，因此天空看起來是藍(lán)色的，大氣對波長較短的光吸收也比較強(qiáng)，所以傍晚的陽光比較紅.(4)可見光由原子或分子內(nèi)電子的躍遷產(chǎn)生的.5 .紫外線可見光光譜中的紫光外側(cè)是紫外線.紫外線也是不可見光，其波長比紫光還短，波長范圍為5nm400nm.資料來源于網(wǎng)絡(luò)僅供免費(fèi)交流使用精品文檔用心整理要點(diǎn)詮釋：(1)紫外線的發(fā)現(xiàn)：德國物理學(xué)家里特于1801年首先發(fā)現(xiàn)了紫外線.(2)紫外線的產(chǎn)生：一切高溫物體發(fā)出的光中都含有紫外線.有的儀器是專門發(fā)射紫外

21、線的，可以進(jìn)行防偽檢測.(3)紫外線的作用.促使人體合成維生素D，但不能過多照射.能殺死多種細(xì)菌，具有消毒功能.紫外線的顯著特征是化學(xué)作用.使熒光粉發(fā)光.即熒光效應(yīng).6 .X射線(1)發(fā)現(xiàn)：1895年德國物理學(xué)家倫琴在研究陰極射線時發(fā)現(xiàn)的.其波長比紫外線還短.(2)產(chǎn)生：高速的電子流射到任何固體上都能產(chǎn)生這種射線.人們從這種射線的衍射現(xiàn)象得知它是一種波長很短的電磁波.(3)顯著作用：有較強(qiáng)的穿透能力，但X射線穿透物質(zhì)的本領(lǐng)跟被穿透的物質(zhì)的密度有關(guān).(4)應(yīng)用：用于透視人體、檢查金屬部件的質(zhì)量等.i-M高電壓工時帔苫如峨爐主不恩圖明報射統(tǒng)管(5)倫琴射線管如圖所示.世界上第一張人夷活體臺略照片，

22、佗哥夬人手的x射線照片，揉于由95年12月2207 .尸射線(1)尸射線的產(chǎn)生：是從放射性元素的原子核中放射出來.(2)特點(diǎn)：y射線是波長最短的電磁輻射，具有很高的能量.射線的穿透能力很強(qiáng)，能穿過幾厘(3)應(yīng)用：射線能破壞生命物質(zhì)，可應(yīng)用于醫(yī)學(xué)上；米厚的鉛板，可用于探測金屬部件內(nèi)的缺陷.8 .電磁波的能量電磁波可以發(fā)射出來，也可以被接收，電磁波是一種物質(zhì)，電磁波具有能量.9 .太陽輻射陽光中含有可見光，還有無線電波、紅外線，也有紫外線、X射線、手射線.太陽輻射的能量集中在可見光、紅外線、紫外線三個區(qū)域.波長在5.5父10-7m的黃綠光附近，輻射的能量最強(qiáng)，如圖所示，我們的眼睛正好對這個區(qū)域的電

23、磁輻射最敏感.資料來源于網(wǎng)絡(luò)僅供免費(fèi)交流使用精品文檔用心整理能量的相對大小紅外線;二黃嫁光O40U80012OU16002000波長1nm太陽輻射的能量大部分集中在可見光附近區(qū)域要點(diǎn)六、電磁波知識結(jié)構(gòu)知識結(jié)構(gòu)：電磁振蕩與電磁波振蕩電路振蕩電路振蕩過程T=2不JLGI-2ttTIG麥克斯韋電磁場J變化的電場產(chǎn)生磁場理論的基本思想i變化的施場產(chǎn)生電場電磁振蕩赫茲實(shí)驗(yàn)及意義,橫波真空中傳播速度=3.0x10ni/s電磁波的產(chǎn)生及特點(diǎn)，電遨波事工亍=M傳播不需要介質(zhì)，物質(zhì)性發(fā)射:調(diào)制調(diào)幅.調(diào)頻接收:調(diào)港T電諧振一解調(diào)（檢波）應(yīng)用:電視、雷達(dá)、移動電訪用特網(wǎng)等組成1電磁波譜特性l應(yīng)用【典型例題】類型一、

24、電磁波的發(fā)現(xiàn)例1關(guān)于電磁場理論，下列說法中正確的是（）.A.在電場的周圍空間一定產(chǎn)生磁場B.任何變化的電場周圍空間一定產(chǎn)生變化的磁場C.均勻變化的電場周圍空間產(chǎn)生變化的磁場D.振蕩電場在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場【思路點(diǎn)撥】由麥克斯韋電磁場基本理論入手?！敬鸢浮緿資料來源于網(wǎng)絡(luò)僅供免費(fèi)交流使用精品文檔用心整理【解析】由麥克斯韋電磁場基本理論知：不變化的電場周圍不產(chǎn)生磁場，變化的電場周圍一定產(chǎn)生磁場，產(chǎn)生的磁場性質(zhì)是由電場的變化情況決定的，均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，不均勻變化的電場產(chǎn)生變化的磁場，振蕩的電場產(chǎn)生同頻率振蕩的磁場，反之亦然.故D項(xiàng)正確.【總結(jié)升華】麥克斯韋電磁場理論的兩大支柱：變化

25、的磁場產(chǎn)生電場；變化的電場產(chǎn)生磁場.具體對麥克斯韋電磁場理論的理解：穩(wěn)定的磁場周圍不產(chǎn)生電場；穩(wěn)定的電場周圍也不產(chǎn)生磁場；均勻變化的磁場周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的電場；均勻變化的電場周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場：不均勻變化的磁場產(chǎn)生變化的電場；振蕩的（即周期性變化）磁場產(chǎn)生同頻率的振蕩電場；振蕩的電場產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場.【變式】下列關(guān)于電磁波的敘述中，正確的是（）.A.電磁波是電磁場由發(fā)生區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播B.電磁波在任何介質(zhì)中的傳播速度均為3M108m/sC.電磁波由真空進(jìn)入介質(zhì)傳播時，波長將變短D.電磁波不能產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象【答案】A、C【解析】該題考查電磁波的產(chǎn)生及特點(diǎn).電磁波在真空中傳播速度為光速c=3M

26、l08m/s,且c=f,從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)，頻率不發(fā)生變化，波長、波速變化.另外電磁波仍具有波的特征.電磁波只有在真空中的傳播速度才為3M108m/s,在其它介質(zhì)中傳播速度均小于3M108m/s.電磁波與其它波一樣具有干涉、衍射等波的特性.當(dāng)電磁波由真空進(jìn)入介質(zhì)傳播時，頻率不變，因?yàn)閏v,所以波長變短，波速變小，故選A、C兩項(xiàng).c一【總結(jié)升華】電磁波在介質(zhì)中的傳播速度v=n，其中n為該介質(zhì)對電磁波的折射率，其規(guī)律與光相同.例2（2014武侯區(qū)校級模擬）關(guān)于聲波和電磁波，下列說法正確的是（）A.聲波、電磁波都能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象B.只有機(jī)械波才能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)C.聲波、電磁波的傳播都需要介質(zhì)D.

27、赫茲在實(shí)驗(yàn)中證實(shí)了電磁波的存在【答案】D【解析】聲波是縱波不能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象，電磁波是橫波，能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象.故A錯誤；所有的波都能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，聲波和電磁波自然都可以，故B錯誤；聲波的傳播需要介質(zhì)，一切固體、液體、氣體都可以作為傳聲的介質(zhì)，真空不能傳聲，而電磁波可以在介質(zhì)中傳播，也可以在真空中傳播.故C錯誤；赫茲在實(shí)驗(yàn)中證實(shí)了電磁波的存在，故D正確.故選：D.【總結(jié)升華】電磁波是電磁現(xiàn)象，機(jī)械波是力學(xué)現(xiàn)象，兩者都具有波的特性：干涉、衍射、能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)等，但它們具有本質(zhì)的不同，如機(jī)械波波的傳播依賴于介質(zhì)的存在，但電磁波的傳播則不需要介質(zhì).類型二、電磁振蕩資料來源于網(wǎng)絡(luò)僅供免費(fèi)交流使用精品文檔

28、用心整理例3關(guān)于LC振蕩電路中的振蕩電流，下列說法中正確的是（）.A.振蕩電流最大時，電容器兩極板間的電場強(qiáng)度最大B.振蕩電流為零時，線圈中自感電動勢為零C.振蕩電流增大的過程中，線圈中的磁場能轉(zhuǎn)化成電場能D.振蕩電流減小的過程中，線圈中的磁場能轉(zhuǎn)化為電場能【思路點(diǎn)撥】提示：磁場能與電流i對應(yīng)，電場能與電荷量q對應(yīng)，在等幅振蕩中，磁場能與電場能的總量保持不變.【答案】D【解析】本題考查振蕩電流和其他各物理量變化的關(guān)系.振蕩電流最大時，處于電容器放電結(jié)束瞬間，場強(qiáng)為零，A項(xiàng)錯誤；振蕩電流為零時，LC回路振蕩電流改變方向，這時的電流變化最快，電流強(qiáng)度變化率最大，線圈中自感電動勢最大，B項(xiàng)錯誤；振蕩

29、電流增大時，線圈中電場能轉(zhuǎn)化為磁場能，C項(xiàng)錯誤；振蕩電流減小時，線圈中磁場能轉(zhuǎn)化為電場能，D項(xiàng)正確.【總結(jié)升華】磁場能與電流i對應(yīng)，電場能與電荷量q對應(yīng)，在等幅振蕩中，磁場能與電場能的總量保持不變.【變式】圖中畫出一個LC振蕩電路中的電流變化圖線，根據(jù)圖線可判斷（A.t1時刻電感線圈兩端電壓最大B.t2時刻電容器兩極間電壓為零C. L時刻電路中只有電場能D. L時刻電容器帶電荷量為零【答案】D【解析】本題考查認(rèn)識i-1圖像和利用圖線分析問題的能力.由圖像知，計時開始時，電容器兩極板帶電荷量最大，電流為零，電容器放電開始，根據(jù)電流隨時間的變化規(guī)律，可以畫出q-1圖像（在圖中用虛線表示）.由圖像分

30、析可知：ti時刻，電容器上電荷量為零，電勢差為零，電場能為零，故D項(xiàng)正確，A、C兩項(xiàng)錯誤；t2時刻電容器電荷量q最大，兩板間電勢差最大，B項(xiàng)錯誤.資料來源于網(wǎng)絡(luò)僅供免費(fèi)交流使用精品文檔用心整理【總結(jié)升華】分析i-1圖像時，畫出對應(yīng)的q-t圖像，并注意到i與B、Eb變化規(guī)律一致，q與E、EU變化規(guī)律一致，可起到事半功倍的效果.例4在如圖甲所示電路中，L是電阻不計的線圈，C為電容器，R為電阻，開關(guān)S先是閉合的,現(xiàn)將開關(guān)S斷開，并從這一時刻開始計時，設(shè)電容器A極板帶正電時電荷量為正，則電容器A極板上的電荷量q隨時間t變化的圖像是圖中的(【答案】B【解析】開關(guān)S閉合時，由于線圈電阻為零，線圈中有自左向

31、右的電流通過，但線圈兩端電壓為零，與線圈并聯(lián)的電容器極板上不帶電，本題LC回路的初始條件是線圈中電流最大，磁場能最大.電場能為零.斷開開關(guān)S時，線圈中產(chǎn)生與電流方向相同的自感電動勢，阻礙線圈中電流的減小，使線圈中電流繼續(xù)自左向右流動，從而給電容器充電，B板帶正電，A板帶負(fù)電，電荷量逐漸增加，經(jīng)工電荷量4達(dá)最大，這時LC回路中電流為零；T|_T時間內(nèi)，電容器放電，A板上負(fù)電荷逐漸減少到零.此42后在線圈中自感電動勢的作用下，電容器被反向充電，A板帶正電，B板帶負(fù)電，并逐漸增多，增至最多后，又再次放電，所以A極板上電荷量隨時間變化的情況如圖B所示.【總結(jié)升華】清楚電流與磁場對應(yīng)，電荷量與電場對應(yīng)，

32、而電壓跟電荷量變化趨向一致.因此可先根據(jù)所給條件或所給圖像畫出所求量的圖像，并要準(zhǔn)確理解各物理量的對應(yīng)關(guān)系，再依據(jù)題目具體問題，具體分析.【變式】在LC振蕩電路中，線圈的自感系數(shù)L=2.5mH,電容C=4F.(1)該回路的周期多大？(2)設(shè)t=0時，電容器上電壓最大，在t=9.0M1CT3s時，通過線圈的電流是增大還是減小，這資料來源于網(wǎng)絡(luò)僅供免費(fèi)交流使用精品文檔用心整理時電容器是處在充電過程還是放電過程?【答案】見解析【解析】（1）T=2nVLC=2M3.14MJ2.510葭4M101s=6.28/104s.3一“.T13,一一（2）因?yàn)閠=9.0父10s相當(dāng)于14.33個周期，故一（3T1

33、06m)【思路點(diǎn)撥】很好地分析題意，運(yùn)用萬有引力定律和衛(wèi)星的圓周運(yùn)動規(guī)律來求解.【答案】見解析【解析】要求出說話后聽到對方講話經(jīng)歷的時間，需要知道同步衛(wèi)星分別和兩人之間的距離，當(dāng)兩人都站在同步衛(wèi)星的正下方時，電磁波經(jīng)同步衛(wèi)星傳播的距離最短，需時最少.設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m,距地高度為h,同步衛(wèi)星的角速度和地球自轉(zhuǎn)的角速度相同.由牛頓第二定律得：m2(Rh)二GMm(Rh)2GM口2-Rco2m-6.4106m.243.1426.6710.61024(360024)=3.58父107m.無線電傳播的最短距離為s=4h=3.581074m=1.43108m.傳播的最短時間為1.431083108s=0.477s【總結(jié)升華】這是一個典型的綜合題，它涉及了電磁學(xué)、力學(xué)中的相關(guān)知識.在解答此題時要很好地分析題意，運(yùn)用萬有引力定律和衛(wèi)星的圓周運(yùn)動規(guī)律來求解.類型五、電磁波譜例9根據(jù)電磁波譜選出下列各組電磁波，其中頻率互相交錯重疊，且波長順序由短到長的排列是().A.微波、紅外線、紫外線B.7射線、X射線、紫外線資料來源于網(wǎng)絡(luò)僅供免費(fèi)交流使用精品文檔用心整理C.