高中物理 第3章 电磁场与电磁波章末总结课件 沪科版选修34.ppt

第3章电磁场与电磁波 学案3章末总结 网络构建区 电磁场与电磁波 电磁场 麦克斯韦电磁场理论 变化的磁场产生变化的电场产生 电磁波 电场 磁场 发现 预言 麦克斯韦证实 赫兹 产生 电磁振荡 振荡电路lc振荡电路的周期和频率 t f 2 电磁波 发射 传播与接收 发射 有效发射电磁波的条件调制 与 传播 三种方式 天波 接收 调谐 电谐振 解调 检波 特点 1 横波 2 传播不需介质 3 真空中传播速度光速 4 v 电磁波谱 成员 无线电波 可见光 x射线 特性及应用 应用 广播 电视 雷达 移动电话 因特网等 调幅 调频 地波 直线传播 等于 f 红外线 紫外线 射线 专题整合区 一 麦克斯韦的电磁场理论 二 lc回路的电磁振荡规律 三 电磁波的传播特点及应用 四 电磁波和机械波的比较 一 麦克斯韦的电磁场理论 1 两个基本论点 1 变化的磁场产生电场 可从以下三个方面理解 恒定的磁场不产生电场 均匀变化的磁场产生恒定的电场 周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场 2 变化的电场产生磁场 也可从以下三个方面理解 恒定的电场不产生磁场 均匀变化的电场产生恒定的磁场 周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场2 感应电场方向的判定变化的磁场产生的感应电场的方向 与存在闭合回路时产生的感应电流的方向是相同的 例1关于麦克斯韦的电磁场理论 下列说法正确的是 a 稳定的电场产生稳定的磁场b 均匀变化的电场产生均匀变化的磁场 均匀变化的磁场产生均匀变化的电场c 变化的电场产生的磁场一定是变化的d 振荡的电场周围空间产生的磁场也是振荡的 解析麦克斯韦的电磁场理论要点是 变化的磁场 电场 要在周围空间产生电场 磁场 若磁场 电场 的变化是均匀的 产生的电场 磁场 是稳定的 若磁场 电场 的变化是振荡的 产生的电场 磁场 也是振荡的 由此可判定正确答案为d项 答案d 二 lc回路的电磁振荡规律 1 两个过程电磁振荡过程按电容器的电荷量变化可分为充 放电过程 如图1所示 图1 1 充电当电容器的电荷量增加时为充电过程 这个过程电路中的电流减小 2 放电当电容器的电荷量减小时为放电过程 这个过程电路中的电流增加 注意 在任意两个过程的分界点对应的时刻 各物理量取特殊值 零或最大值 2 两类物理量一类是与电场有关的物理量 一类是与磁场有关的物理量 1 电流i 它决定了磁场能的大小 振荡电流i在电感线圈中形成磁场 因此 线圈中的磁感应强度b 磁通量 和磁场能e磁具有与之相同的变化规律 2 电荷量q 它决定了电场能的大小 电容器两极板间的电压u 电场强e 电场能e电 线圈的自感电动势e具有与之相同的变化规律 注意 电流i和电荷量q的变化不同步 规律如图1所示 例2如图2所示的电路中 电容器的电容为c 电感线圈的自感为l 线圈的电阻忽略不计 原来开关s闭合 现从开关s断开的瞬间开始计时 下列说法正确的是 图2 a t 0时刻 电容器的左板带负电 右板带正电b t 时刻 线圈l的感应电动势最大c t 时刻 通过线圈l的电流最大 方向向左d t 时刻 电容器c两极板间电压最大 解析没断开开关前 线圈与r串联 由于线圈的电阻不计 所以线圈两端的电压为零 电容器两极板上电荷量为零 此时通过线圈的电流自右向左 当断开开关时 开始给电容器充电 电流逐渐减小 经过个周期 t 时刻 充电电流减小到最小 此时电容器上电荷量最多 左板带正电 右板带负电 线圈l的感应电动势最大 故选项a错 b正确 随后电容器放电 再经过t 即t 时刻 放电完毕 电流达到最大 从左向右通过线圈 故选项c错误 随后再充电 经过t 即t 时刻 充电完毕 此时电容器上电荷量最多 两极板间电压最大 故选项d正确 答案bd 返回 三 电磁波的传播特点及应用 1 电磁波谱无线电波 红外线 可见光 紫外线 伦琴射线 x射线 射线等合起来 便构成了范围非常广阔的电磁波谱 2 各种不同的电磁波既有共性 又有个性 1 共性 它们在本质上都是电磁波 它们的行为服从相同的规律 都满足公式v f 它们在真空中的传播 速度都是c 3 0 108m s 它们的传播都不需要介质 各波段之间的区别并没有绝对的意义 2 个性 不同电磁波的频率或波长不同 表现出不同的特性 波长越长越容易产生干涉 衍射现象 波长越短观察干涉 衍射现象越困难 正是这些不同的特性决定了它们不同的用途 例3下列有关电磁波的说法中正确的是 a 电磁波谱中最难发生衍射的是无线电波b 电磁波谱中最难发生衍射的是 射线c 频率大于可见光的电磁波表现为沿直线传播d 雷达用的是微波 因为微波传播的直线性好 解析波长越长 越容易发生衍射现象 在电磁波中 无线电波波长最长 射线的波长最短 故选项a错误 b正确 波长越短 频率越大的电磁波 其衍射现象越不明显 传播的直线性越好 遇到障碍物反射性越好 故c d正确 答案bcd 返回 四 电磁波和机械波的比较 电磁波和机械波都是波 但又各有自己的特点 如能正确比较电磁波和机械波的异同 就能全面 透彻理解这两个知识点 1 电磁波和机械波的共同点 1 二者都能产生干涉和衍射 2 介质决定二者的传播速度 3 二者在不同介质中传播时频率不变 2 电磁波和机械波的区别 1 二者本质不同电磁波是电磁场的传播 机械波是质点机械振动的传播 2 传播机理不同电磁波的传播机理是电磁场交替感应 机械波的传播机理是质点间的机械作用 3 电磁波传播不需要介质 而机械波传播需要介质 4 电磁波是横波 机械波既有横波又有纵波 甚至有的机械波同时有横波和纵波 例如地震波 例4声呐向水中发射的超声波遇到障碍物后被反射 测出从发出超声波到接收到反射波的时间及方向 即可测算出障碍物的方位 雷达则向空中发射电磁波 遇到障碍物后被反射 同样根据发射电磁波到接收到反射波的时间及方向 即可测算出障碍物的方位 超声波和电磁波相比较 下列说法中正确的是 a 超声波与电磁波传播时 都向外传递了能量b 超声波与电磁波都既可以在真空中传播 又可以在介质中传播c 在空气中传播的速度与在其他介质中传播的速度相比 均在空气中传播时具有较大的传播速度d 超声波与电磁波相遇时可能会发生干涉 解析超声波与电磁波传播时 都向外传递了能量 信息 故选项a正确 声呐发出的超声波是机械波 需要传播介质 不可以在真空中传播 故选项b错误 机械波在空气中传播时速度较小 在其他介质中传播时速度大 而电磁波恰相反 故选项c错误 超声波和电磁波不是同一类波 不可能发生干涉 故选项d错误 答案a 返回 自我检测区 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 1 下列关于电磁场的说法正确的是 a 只要空间某处有变化的电场或磁场 就会在其周围产生电磁场 从而形成电磁波b 匀速运动的电子束周围一定存在电磁场 即能产生电磁场c 周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生 相互依存 形成不可分离的统一体 即电磁场d 历史上 电磁场的理论在先 实践证明在后 cd 6 2 关于电磁场和电磁波 下列说法中正确的是 a 电磁波是纵波b 静止的电荷放在变化的磁场中不会受到力的作用c 当电磁波在空间中传播时 电磁能也随着一起传播d 电磁波的传播速度与介质无关 解析电磁波是变化的电场和磁场交替出现产生的 电场 磁场的传播方向相互垂直 因此电磁波是横波 故选项a错 1 2 3 4 5 6 变化的磁场产生电场 电场对电荷有力的作用 故选项b错 电磁波传播过程中 遇到导体能产生感应电流 说明电磁波在传播过程中也传播能量 故c正确 电磁波传播的速度与介质有关 在不同介质中传播的速度不同 故选项d错 答案c 1 2 3 4 5 6 3 关于机械波与电磁波 说法正确的是 a 二者都传递能量b 二者传播都需要介质c 二者都既有横波又有纵波d 二者都是振动或电磁振荡 振动停止 波立即消失 1 2 3 4 5 6 解析机械波与电磁波都具有波的一般性质 如传递能量 但由于两类波本质不同 又有各自的特性 如电磁波的传播不需要介质 且电磁波只有横波 可判定b c选项错误 振动或电磁振荡停止 两类波继续传播 d选项错 答案a 1 2 3 4 5 6 4 关于电磁波谱中各波段的特性及应用的特性 下列说法正确的是 a 红外遥感是利用了红外线波长较长的特点b 一切物体都在不停地辐射红外线 温度越高 辐射越强c 验钞机检验钞票真伪利用了紫外线的荧光作用d x射线可深入人的骨骼 杀死病变细胞 解析在人体内杀死病变细胞是利用了 射线的放射作用 abc 1 2 3 4 5 6 5 如图3所示的lc振荡回路 当开关s转向右边发生振荡后 下列说法中正确的是 图3 a 振荡电流达到最大值时 电容器上的带电荷量为零b 振荡电流达到最大值时 磁场能最大c 振荡电流为零时 电场能为零d 振荡电流相邻两次为零的时间间隔等于振荡周期的一半 1 2 3 4 5 6 解析由lc电路电磁振荡的规律知 振荡电流最大时 即是放电刚结束时 电容器上电荷量为零 a对 回路中电流最大时 线圈中磁场最强 磁场能最大 b对 振荡电流为零时 充电结束 极板上电荷量最大 电场能最大 c错 电流相邻两次为零的时间间隔恰好等于半个周期 d对 答案abd 1 2 3 4 5 6 6 如图4所示 i t图像表示lc振荡回路的电流随时间变化的图像 在t 0时刻 回路中电容器的m板带正电 在某段时间里 回路的磁场能在减小 而m板仍带正电 则这段时间是图中 图4 a