江苏省金湖县第二中学高考物理总复习课件 3 电磁场　电磁波　相对论 新人教版选修34.pptVIP

选考内容 第3讲电磁场电磁波相对论 麦克斯韦电磁场理论 电磁波 电磁振荡 电路分析 甲图 电场能达到最大 磁场能为零 电路中电流i 0甲 乙 电场能 磁场能 电路中电流i 电路中电场能向磁场能转化 叫放电过程 乙图 磁场能达到最大 电场能为零 电路中电流i达到最大 乙 丙 电场能 磁场能 电路中电流i 电路中磁场能向电场能转化 叫充电过程 丙图 电场能达到最大 与甲图的电场反向 磁场能为零 电路中电流为零 丙 丁 电场能 磁场能 电路中电流i 电路中电场能向磁场能转化 叫放电过程 丁图 磁场能达到最大 电场能为零 回路中电流达到最大 方向与原方向相反 丁 戊 电场能 磁场能 电路中电流i 电路中磁场能向电场能转化 叫反向充电过程 戊与甲是重合的 从而振荡电路完成了一个周期 3 充电过程 电场能在增加 磁场能在减小 回路中电流在减小 电容器上电荷量在增加 从能量看 磁场能在向电场能转化 4 放电过程 电场能在减少 磁场能在增加 回路中电流在增加 电容器上的电荷量在减少 从能量看 电场能在向磁场能转化 在振荡电流的形成过程中 几个主要物理量的变化情况是 1 电容器电荷量q 两极间电压u 电场能e电变化规律相同 2 线圈中电流i 磁场能e磁变化规律相同 3 电容器放电时 q u e电均减小 i e磁则增大 放电结束时 q u e电为零而i e磁达最大 电容器充电时 情况相反 无线电波的发射和接收 在发射用于通信等无线电波时 必须让电磁波随各种信号而改变 这一过程叫调制 使高频振荡的振幅随信号而改变叫做调幅 使高频振荡的频率随信号而改变叫做调频 2 调幅与调频的区别 让高频电磁波的振幅随信号的强弱变化而变化的调制过程叫调幅 一般地 广播电台的中波 短波广播以及电视广播中的图象信号都是采用调幅波 让高频电磁波的频率随信号变化而变化的调制过程叫调频 一般的 广播电台的立体声广播以及电视广播中的伴音广播都是采用调频波的 电视和雷达 电磁波谱 2 不同电磁波产生机理不同 无线电波由振荡电路中自由电子的周期性运动产生 可见光由原子的外层电子受激后产生 x射线由原子的内层电子受激后产生 射线是原子核受到激发后产生的 3 不同电磁波的特性不同 无线电波易发生干涉和衍射 红外线有显著热作用 可见光可引起视觉反应 紫外线有显著的化学作用 x射线的穿透能力很强 射线的穿透能力更强 4 各种电磁波的产生机理及性质 或用对红外线敏感的照相底片进行远距离摄影和高空摄影 就可察知物体的形状和特征 这种技术称为红外线遥感 利用遥感技术可在飞机或卫星上勘测地形 地貌 监测森林火情和环境污染 预报台风 寒潮 寻找水源或地热等 此外 根据物质对红外线的吸收情况 可以研究物质的分子结构 1 紫外线具有化学作用 可利用紫外线杀菌消毒 2 紫外线有显著的生理作用 能促进人体对钙的吸收 改善人的身体健康 3 紫外线具有荧光作用 可以用来设计防伪措施 狭义相对论的基本假设 狭义相对论的时空观 在s 系中 a以速度v向光接近 b以速度v离开光 事件1与事件2同时发生 在s系中 光信号相对车厢的速度v1 c v v2 c v 事件1与事件2不是同时发生 即s 系中同时发生的两个事件 在s系中观察却不是同时发生的 因此 同时 具有相对性 2 低速空间相对论效应可忽略 3 长度收缩是相对的 k系认为静止在k 系中的尺收缩 反之 k 系认为静止在k系中的尺收缩 质速关系质能关系 电磁场理论和电磁波 命题规律根据麦克斯韦电磁场理论 判断是否产生电磁波 解析 根据麦克斯韦的电磁场理论可知选项a错误 若电场或磁场的变化是均匀的 则不能形成电磁波 只能形成稳定的磁场或电场 b项正确 若电场的变化是非均匀的 则可形成电磁场 由电磁场的定义可知c正确 英国物理学家麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在 并指出电磁波的特点 例如 电磁波的传播不需要介质 它在真空中的速度等于光速 电磁波是横波等 进而说明光是电磁波家庭中的一员 二十多年后德国物理学家赫兹用实验验证了电磁波的存在 所以d正确 答案 bcd 总结评述 紧紧抓住麦克斯韦电磁场理论的要点 并深刻理解是解决本类题的关键 麦克斯韦电磁场理论可以理解为 静止电场不产生磁场 电场独立存在 均匀变化的电场产生稳定的磁场 非均匀变化的电场产生非稳定磁场 振荡电场产生同频率的振荡磁场 2011 南京模拟 关于电磁波和电磁场 下列叙述中正确的是 a 均匀变化的电场在它的周围空间产生均匀变化的磁场b 电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直的 且与波的传播方向垂直 c 电磁波和机械波一样依赖于介质传播d 只要空间中某个区域有振荡的电场或磁场 就能产生电磁波 答案 bd 解析 根据麦克斯韦电磁场理论可知 均匀变化的电场在它的周围空间产生稳定的磁场 故选项a是错误的 因电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直的 且与波的传播方向垂直 所以电磁波是横波 故选项b是正确的 电磁场可以在真空中传播 故选项c是错误的 只要空间中某个区域有振荡的电场或磁场 就在周期性变化的电场周围产生同频率变化的磁场 周期性变化的磁场周围产生同频率变化的电场 这样由近及远传播 形成了电磁波 故选项d是正确的 命题规律考查雷达的工作原理及应用 电磁波的应用 1 太阳能电池将实现哪种转换 a 光能 微波b 光能 热能c 光能 电能d 电能 微波 2 在1100km高空的卫星电站的速度约为 a 3 1km sb 7 2km sc 7 9km sd 11 2km s 3 微波是 a 超声波b 次声波c 电磁波d 机械波 4 飞机外壳对微波的哪种作用 使飞机安全无恙 a 反射b 吸收c 干涉d 衍射 5 微波对飞鸟是致命的 这是因为微波的 a 电离作用b 穿透作用c 生物电作用d 产生强热效应 答案 1 c 2 b 3 c 4 a 5 d 总结评述 电磁波的发射 接收等知识与生产生活联系密切 对相关知识不要深究 但也要有所了解 同时以此为科技背景也可考查其他章节的有关知识 如本题第 2 问 值得引起重视 2011 扬州模拟 某高速公路自动测速仪装置如图甲所示 雷达向匀速驶来的汽车发射不连续的电磁波 每次发射时间约为百万分之一秒 相邻两次发射时间间隔为t 当雷达向汽车发射电磁波时 在指示荧光屏上呈现出一个尖波 根据两个波的距离 可以计算出汽车距雷达的距离 根据自动打下的纸带 如图乙所示 可求出该汽车的车速 请根据给出的t1 t t2 c求出汽车车速表达式 命题规律考查时间相对性 空间相对性的简单计算 狭义相对论的简单应用 一枚静止时长30m的火箭以3km s的速度从观察者的身边掠过 火箭上的人测得火箭的长度为多少 如果火箭的速度为光速的二分之一时 观察者测得火箭的长度为多少 答案 30m26m 命题规律考查质能方程的简单应用 质能方程的简单应用 答案 1 5 8 10 13j 2 0 08 总结评述 质能方程e mc2表明物体具有的总能量与它的质量之间存在正比关系 运动物体动能为总能量与静止时的能量差 即ek e e0 mc2 m0c2 联合国将2005年定为 国际物理年 以纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献 对于爱因斯坦提出的质能方程e mc2 以下看法中正确的是 a e mc2表明物体的能量与其质量成正比b e mc2中的e表示发生核反应过程中释放的核能 c 根据 e mc2可以计