2022高三物理高考知識點(diǎn)分析電磁波和相對論簡介

電磁波和相對論簡介一、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21一種簡單的振蕩電路。的電磁振蕩過程：能夠用圖象來形象分析電容器充、放電過程中各物理量的變化規(guī)律，如下圖的振蕩周期和頻次T2LCf1LC2注意：（1）LC回路的T、f只與電路本身性質(zhì)L、C相關(guān)2）電磁振蕩的周期很小，頻次很高，這是振蕩電流與普通交變電流的區(qū)別。振蕩要掌握以下三個(gè)要點(diǎn)（突出能量守恒的觀點(diǎn)）：回路中電場能E電和磁場能E磁在轉(zhuǎn)變過程中的總和不變。越大時(shí)，L中的磁場能越大（磁通量越大）。⑶極板上電荷量越大時(shí)，C中電場能越大（板間場強(qiáng)越大、兩板間電壓越高、磁通量變化率越大）。中的電流圖象和電荷圖象老是互為余函數(shù)。和放電完成時(shí)的特點(diǎn)化的臨界狀態(tài)id電流在什么時(shí)候方向改變ot放電充電放電充q【例1】右邊兩圖中電容器的電容都是C=4×10-6F，電o感都是L=9×10－4H，左圖中電鍵K先接a，充電結(jié)束后將K

t扳到b；右圖中電鍵K先閉合，穩(wěn)定后斷開。兩圖中LC回路開始電磁振蕩t=×10－4時(shí)刻，C1的上極板正在____電（充電仍是放電）,帶_____電（正電仍是負(fù)電）；L2中的電流方向向____左還

aKbC1L1

L2C2K是右，磁場能正在_____（增大仍是減?。?。求出T2LCq，i=π×10－4－4時(shí)刻是開始振蕩后的55T/6，t=×10T。再看與左圖對6應(yīng)的q-t圖象（以上極板帶正電為正）和與右圖對應(yīng)的i-t圖象（以LC回路中有逆時(shí)針方向電流為正），圖象都為余弦函數(shù)圖象。在5T時(shí)刻，從左圖對應(yīng)的q-t圖象看出，上極板正在充6正電；從右圖對應(yīng)的i-t圖象看出，L2中的電流向左，正在增大，所以磁場能正在增大。二、電磁場和電磁波論（1）變化的磁場（電場）能夠在周圍空間產(chǎn)生電場（磁場）；（2）平均變化的磁場（電場）能夠在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的電場（磁場）；（3）振蕩的磁場（電場）能夠在周圍空間產(chǎn)生同頻次的振蕩電場（磁場）；蕩電場產(chǎn)生同頻次的振蕩磁場；振蕩磁場產(chǎn)生同頻次的振蕩電場。點(diǎn)評：變化的磁場在周圍激發(fā)的電場為渦旋電場，渦旋電場與靜電場同樣，對電荷有力的作用，但渦旋電場又于靜電場不同，它不是靜電荷產(chǎn)生的，它的電場線是閉合的，在渦旋電場中移動(dòng)電荷時(shí)，電場力做的功與路徑相關(guān)，因此不能引用“電勢”、“電勢能”等觀點(diǎn)。此外要用聯(lián)系的觀點(diǎn)認(rèn)識規(guī)律，變化的磁場產(chǎn)生電場是電磁感覺的本質(zhì)。【例2】右圖中，內(nèi)壁圓滑、水平放置的玻璃圓環(huán)內(nèi)，有一直徑略小于環(huán)口徑的帶正電的小球，正以速率v0沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。若在此空間突然加上豎直向上、磁感覺強(qiáng)度B隨時(shí)間成正比率增加的變化磁場，設(shè)小球運(yùn)動(dòng)v0過程中的電量不變，那么（CD）減速運(yùn)動(dòng)，過一段時(shí)間后，沿順時(shí)針方向做加快運(yùn)動(dòng)璃環(huán)所處有平均變化的磁場，在周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的渦旋電場，對帶正電的小球做功，由楞次定律，判斷電場方向?yàn)轫槙r(shí)針，在電場力的作用下，小球先沿逆時(shí)針方向做減速運(yùn)動(dòng)，過一段時(shí)間后，沿順時(shí)針方向做加快運(yùn)動(dòng)。小球在水平面內(nèi)沿軌跡半徑方向受兩個(gè)力：環(huán)的彈力N和磁場的洛侖茲力f，而且兩個(gè)力的矢量和始終提供向心力，考慮到小球速度大小的變化和方向的變化以及磁場強(qiáng)弱的變化，彈力和洛侖茲力不一定始終在增大。洛侖茲力始終和運(yùn)動(dòng)方向垂直，所以磁場力不做功。正確為CD。按麥克斯韋的電磁場理論，變化電場和磁場老是相互聯(lián)系的，形成一個(gè)不可分別的統(tǒng)一場，稱為電磁場。電場和磁場只是這個(gè)統(tǒng)一的電磁場的兩種詳細(xì)表現(xiàn)。理解電磁場是統(tǒng)一的整體：電磁場理論的兩個(gè)要點(diǎn)：在變化的磁場的周圍空間將產(chǎn)生渦漩電場，在變化的電場的周圍空間將產(chǎn)生渦漩磁場．當(dāng)變化的電場增強(qiáng)時(shí)，磁感線沿某一方向旋轉(zhuǎn)，則在磁場減弱時(shí)，磁感線將沿相反方向旋轉(zhuǎn)，如果電場不改變是靜止的，則就不產(chǎn)生磁場．同理，減弱或增強(qiáng)的電場周圍也將產(chǎn)生不同旋轉(zhuǎn)方向的磁場．因此，變化的電場在其周圍產(chǎn)生磁場，變化的磁場在其周圍產(chǎn)生電場，一種場的突然減弱，致使另一種場的產(chǎn)生．這樣，周期性變化的電場、磁場相互激發(fā)，形成的電磁場鏈一環(huán)套一環(huán)，如下列圖所示．需要注意的是，這里的電場和磁場必須是變化的，形成的電磁場鏈環(huán)不可能是靜止的，這種電磁場是無源場（即：不是由電荷激發(fā)的電場，也不是由運(yùn)動(dòng)電荷-電流激發(fā)的磁場．），并非簡單地將電場、磁場相加，而是相互聯(lián)系、不可切割的統(tǒng)一整體．在電磁場示意圖中，電場磁場B矢量，在空間相互激發(fā)時(shí)，相互垂直，以光速c在空間流傳．

E矢量和變化的電場和磁場從產(chǎn)生的地區(qū)由近及遠(yuǎn)地向周圍空間流傳開去，就形成了電磁波。磁波的條件是：①頻次足夠高（單位時(shí)間內(nèi)輻射出的能量/。③波速和波長、頻次的關(guān)系：c＝λf韋根據(jù)他提出的電磁場理論預(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)考證實(shí)了電磁波的存在（1）電磁波和機(jī)械波有本質(zhì)的不同三．無線電波的發(fā)射和接收1）無線電波：無線電技術(shù)中使用的電磁波波的發(fā)射：如下圖。①調(diào)制：使電磁波隨各樣信號而改變②調(diào)幅和調(diào)頻3）無線電波的接收①電諧振：當(dāng)接收電路的固有頻次跟接收到的電磁波的頻次相同時(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。②調(diào)諧：使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程。調(diào)諧電路如下圖。經(jīng)過改變電容器電容來改變調(diào)諧電路的頻次。收到的高頻振蕩中“檢”出所攜帶的信號。波的應(yīng)用雷達(dá)、無線通信等都是電磁波的詳細(xì)應(yīng)用。定位的儀器，波位越短的電磁波，流傳的直線性越好，反射性能強(qiáng)，多半的雷達(dá)工作于微波波段。缺點(diǎn)，沿地面流傳探測距離短。中、長波雷達(dá)沿地面的探測距離較遠(yuǎn)，但發(fā)射設(shè)施復(fù)雜。所示，半徑為r且水平放置的圓滑絕緣的環(huán)形管道內(nèi)，有一個(gè)電荷量為e，質(zhì)量為m的電子。此裝置放在勻強(qiáng)磁場中，其磁感覺強(qiáng)度隨時(shí)間變化的關(guān)系式為B=B0t（>0）。根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，平均變化的磁場將產(chǎn)生穩(wěn)定的電場，該感覺電場對電子將有沿圓環(huán)切線方向的作使勁，使其獲得加快。設(shè)t=0時(shí)刻電子的初速度大小為v0，方向順時(shí)針，此后開始后運(yùn)動(dòng)一周后的磁感覺強(qiáng)度為B1，則此時(shí)電子的速度大小為B1rev022r2keB0re2r2ke勢為E=πr2，電場方向逆時(shí)針，電場v02mmmm力對電子做正功。在轉(zhuǎn)動(dòng)一圈過程中對電子用動(dòng)能定理：21212，得答案B。πre=2mv-mv02【例4】如下圖，平行板電容器和電池組相連。用絕緣工具將電容器兩板間的距離漸漸增大的過程中，對于電容器兩極板間的電場和磁場，下列說法中正確的選項(xiàng)是BD。兩極板間的電壓和場強(qiáng)都將漸漸減小兩極板間的電壓不變，場強(qiáng)漸漸減小將產(chǎn)生逆時(shí)針方向的磁場【例

5】如下圖，氫原子中的電子繞核逆時(shí)什迅速旋轉(zhuǎn)，

勻強(qiáng)磁場垂直于軌道平面向外，電子的運(yùn)動(dòng)軌道半徑

r不變，若使磁場平均增加，則電子的動(dòng)能（

B）A．不變

B．增大

C．減小

D．無法判斷庫侖力

F和洛倫茲力

f作