新教材同步系列2024春高中物理第4章電磁振蕩與電磁波章末綜合提升學(xué)生用書粵教版選擇性必修第二冊(cè)

第4章電磁振蕩與電磁波主題1理解電磁振蕩的三個(gè)“兩”1．兩類物理量一類是與電場(chǎng)有關(guān)的物理量，一類是與磁場(chǎng)有關(guān)的物理量。(1)電流i，它決定了磁場(chǎng)能的大小。振蕩電流i在電感線圈中形成磁場(chǎng)，因此，線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁通量Φ和磁場(chǎng)能E磁具有與之相同的變化規(guī)律。(2)電量q，它決定了電場(chǎng)能的大小。電容器兩極板間的電壓U、場(chǎng)強(qiáng)E、電場(chǎng)能E電、線圈的自感電動(dòng)勢(shì)E的變化規(guī)律與q的相同。注意：電流i和電量q的變化不同步，規(guī)律如圖所示。2．兩個(gè)過程(1)充電：當(dāng)電容器的電量增加時(shí)為充電過程，這個(gè)過程中電路的電流減小。(2)放電：當(dāng)電容器的電量減小時(shí)為放電過程，這個(gè)過程中電路的電流增加。注意：在任意兩個(gè)過程的分界點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻，各物理量取特殊值(零或最大值)。3．兩類初始條件圖甲和圖乙所示電路，表示了電磁振蕩的兩類不同初始條件。(1)圖甲中開關(guān)S從1合向2時(shí)，振蕩的初條件為電容器開始放電。(2)圖乙中開關(guān)S從1合向2時(shí)，振蕩的初始條件為電容器開始充電。學(xué)習(xí)中應(yīng)注意區(qū)分這兩類初始條件，否則會(huì)得出相反的結(jié)論。【典例1】(多選)如圖所示，甲為L(zhǎng)C振蕩電路，通過P點(diǎn)的電流如圖乙所示，規(guī)定逆時(shí)針方向?yàn)檎较颍铝姓f法正確的是()A．0至t1，電容器正在充電，上極板帶正電B．t1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[聽課記錄]緊抓住能量轉(zhuǎn)化這條線，理解電磁振蕩過程。在電容器充電過程中，q↑→電場(chǎng)↑→電場(chǎng)能↑→線圈中的電流i↓→磁場(chǎng)能↓→磁場(chǎng)↓。在電容器放電過程中，q↓→電場(chǎng)↓→電場(chǎng)能↓→線圈中的電流i↑→磁場(chǎng)能↑→磁場(chǎng)↑。主題2電磁波與機(jī)械波的區(qū)別和聯(lián)系電磁波與機(jī)械波都是波，但又各有自己的特點(diǎn)，如能正確比較電磁波和機(jī)械波的異同，就能全面、透徹地理解這兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)。1．不同點(diǎn)比較項(xiàng)機(jī)械波電磁波對(duì)象研究力學(xué)現(xiàn)象研究電磁現(xiàn)象周期性變化的物理量位移隨時(shí)間和空間做周期性變化電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間和空間做周期性變化傳播傳播需要介質(zhì)，波速與介質(zhì)有關(guān)，與頻率無關(guān)傳播無需介質(zhì)，在真空中波速總是c，在介質(zhì)中傳播時(shí)，波速與介質(zhì)及頻率都有關(guān)系產(chǎn)生由質(zhì)點(diǎn)(波源)的振動(dòng)產(chǎn)生由周期性變化的電流(電磁振蕩)激發(fā)橫波可以是是縱波可以是否2．相同點(diǎn)(1)都具有波的特性，能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射等物理現(xiàn)象。(2)都滿足v＝λT＝λf(3)波從一種介質(zhì)傳播到另一種介質(zhì)，頻率都不變?！镜淅?】(多選)關(guān)于機(jī)械波和電磁波，下列說法正確的是()A．機(jī)械波和電磁波都能在真空中傳播B．機(jī)械波和電磁波都可以傳遞能量C．機(jī)械波和電磁波都能發(fā)生衍射和干涉現(xiàn)象D．電磁波的波速與介質(zhì)無關(guān)[聽課記錄](1)頻率由波源決定，與介質(zhì)無關(guān)。(2)電磁波可以在真空中傳播也可以在介質(zhì)中傳播，機(jī)械波只能在介質(zhì)中傳播。(3)電磁波的波速與頻率和介質(zhì)均有關(guān)，機(jī)械波的波速僅與介質(zhì)有關(guān)，與頻率無關(guān)。主題3雷達(dá)的原理和應(yīng)用1．利用雷達(dá)測(cè)定物體的距離：解決這類問題的關(guān)鍵是區(qū)分發(fā)射脈沖波形和反射脈沖波形，找出從發(fā)射電磁波和接收到回來的電磁波的時(shí)間差，再利用s＝12vt2．利用雷達(dá)測(cè)定物體的速度：這類問題往往要有兩個(gè)(或兩個(gè)以上)的發(fā)射脈沖與反射脈沖，可以確定一段時(shí)間前后物體的兩個(gè)位置或一段時(shí)間的位移，從而測(cè)出物體的速度。3．利用雷達(dá)確定物體的位置：雷達(dá)有一個(gè)可以轉(zhuǎn)動(dòng)的天線，它能向一定方向發(fā)射無線電(微波)脈沖，雷達(dá)可根據(jù)發(fā)射無線電波的方向和仰角，再參考所測(cè)得物體的距離，從而確定某一時(shí)刻物體的位置。實(shí)際上，這一切數(shù)據(jù)都由電子電路自動(dòng)計(jì)算并在熒光屏上顯示出來?！镜淅?】某一戰(zhàn)斗機(jī)正以一定的速度朝雷達(dá)的正上方水平勻速飛行，已知雷達(dá)發(fā)射相鄰兩次電磁波之間的時(shí)間間隔為5×10-4s，某時(shí)刻在雷達(dá)熒光屏上顯示的波形如圖甲所示，t＝173s后雷達(dá)向正上方發(fā)射和接收的波形如圖乙所示，雷達(dá)熒光屏上相鄰刻線間表示的時(shí)間間隔為10-4s，電磁波的傳播速度為c＝3×108m/s，則該戰(zhàn)斗機(jī)的飛行速度大約為多少？[聽課記錄](1)通過雷達(dá)測(cè)量距離實(shí)際是測(cè)量發(fā)射脈沖與回波脈沖之間的時(shí)間差，因電磁波以光速傳播，據(jù)此就能換算成目標(biāo)的精確距離。(2)通過雷達(dá)測(cè)量目標(biāo)方位是利用天線的尖銳方位波束測(cè)量。測(cè)量仰角靠窄的仰角波束測(cè)量。根據(jù)仰角和距離就能計(jì)算出目標(biāo)高度。章末綜合提升典例1BC[0到t1，電流為正，且在減小，即電流為逆時(shí)針方向減小，說明電容器正在充電，電流方向?yàn)檎姾傻倪\(yùn)動(dòng)方向，所以上極板帶負(fù)電荷；t1到t2，電流為負(fù)且在增大，即電流為順時(shí)針方向增大，說明電容器在放電，上極板帶負(fù)電荷；在t3時(shí)刻，電流的變化率(ΔiΔt)最大，所以自感電動(dòng)勢(shì)(E＝LΔiΔt)最大，t2～t3的電流為負(fù)且減小，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，電容器充電，因此上極板帶正電，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。故B、C典例2BC[機(jī)械波的傳播需要介質(zhì)，而電磁波的傳播不需要介質(zhì)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；干涉、衍射是波特有的現(xiàn)象，選項(xiàng)C正確；波能傳遞能量，選項(xiàng)B正確；電磁波在不同介質(zhì)中，傳播速度一般不同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。]典例3解析：由題意知熒光屏相鄰刻線間的時(shí)間間隔t0＝10-4s，題圖甲發(fā)射波和接收波的時(shí)間間隔t1＝4×