高考复习《电磁场和电磁波》.doc

高考复习电磁场和电磁波课前考点自清一、麦克斯韦电磁场理论和电磁波1麦克斯韦理论：(1)变化的磁场产生电场(2)变化的电场产生磁场(3)电磁场：变化的电场和磁场总是交替产生的，形成一个不可分离的场2电磁波的特点：(1)电磁波在空间传播不需要介质；(2)电磁波是横波；(3)电磁波传播电磁场的能量；(4)电磁波在真空中的传播速度为3108m/s.二、无线电波的发射和接收1无线电波的发射(1)要向外发射无线电波，振荡电路必须具有如下特点：第一，要有足够高的振荡频率；第二，采用开放电路，使电场和磁场分散到尽可能大的空间(2)利用无线电波传递信号，要求发射的电磁波随信号而改变使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制常用的调制方式有调幅和调频两种使高频电流或电压的振幅随信号改变叫调幅，经过调幅以后发射出去的无线电波叫调幅波使高频电流或电压的频率随信号改变的调制方式叫调频，经过调频以后发射出去的无线电波叫调频波在无线电波的发送中必须有振荡器、调制器、天线和地线，还要用到放大器2无线电波的接收(1)当接收电路的固有频率跟接收到的无线电波的频率相同时，激起的振荡电流最强，这就是电谐振现象(2)使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐能够调谐的接收电路叫做调谐电路，收音机的调谐电路，是通过调节可变电容器的电容来改变电路的频率而实现调谐的(3)从经过调制的高频振荡电流中“检”出调制信号的过程，叫做检波检波是调制的逆过程，也叫解调(4)简单的收音机通常包括调谐、高频放大、检波、低频放大四个主要部分3电磁波的应用：电视机和雷达核心考点突破考点一对麦克斯韦电磁场理论与电磁波的理解1对麦克斯韦电磁场理论的理解2对电磁波的理解(1)电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播，在真空中不同频率的电磁波传播速度是相同的(都等于光速)(2)不同频率的电磁波，在同一介质中传播，其速度是不同的，频率越高，速度越小(3)vf，f是电磁波的频率，即为发射电磁波的LC振荡电路的频率f，改变L或C即可改变f，从而改变电磁波的波长.特别提醒：1.恒定的电场和磁场都是静止的，但电磁场一定是运动的，没有静止的电磁场2电磁场一定是周期性变化的考点二电磁波与机械波的传播特点1电磁波与机械波的相同点：(1)都具有周期性(2)都具备波的特性，如反射、折射、干涉和衍射(3)波长、波速、频率关系式相同，即vf.2电磁波与机械波的区别区别电磁波机械波研究对象电磁现象力学现象产生由周期性变化的电场、磁场产生由质点(波源)的振动产生纵、横波横波纵波或横波波速在真空中等于光速(很大)在透明介质中传播速度比真空中小，且频率越大，波速越小在空气中较小(如声波为340m/s)在固体、液体中传播速度比在空气中大，与频率无关传播特点不需要介质(在真空中仍可传播)必须有介质(真空中不能传播)能量传播电磁能机械能特别提醒：1.电磁场理论通常结合电磁感应现象考查；2利用电磁波的反射测定距离是高考中经常考查的问题；3电磁波不需要介质，且在透明介质中的传播速度比真空中小，波速与频率有关，是非常重要的特点，高考中经常考查题型互动探究题型一电磁场理论及波长、波速的关系应用例1 (1)某空间出现了如图1所示的一组闭合的电场线，这可能是()A沿AB方向磁场在迅速减弱B沿AB方向磁场在迅速增强C沿BA方向磁场在迅速增强D沿BA方向磁场在迅速减弱 (2)目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz至1 000 MHz的范围内请回答下列关于雷达和电磁波的有关问题雷达发射电磁波的波长范围是多少？能否根据雷达发出的电磁波确定雷达和目标间的距离？解析(1)根据电磁感应理论，闭合回路中磁通量变化时，使闭合回路中产生感应电流，该电流可用楞次定律判断，其中感应电流的方向和电场线方向一致，根据麦克斯韦电磁场理论，这是因为闭合回路中电荷受到电场力的作用，而变化的磁场产生电场，与是否有闭合回路无关，故空间中磁场变化产生的电场方向，仍可用楞次定律判断故正确答案为A、C.(2)由cf可得：1 m1.5 m，2 m0.3 m.电磁波测距的原理就是通过发射和接收的时间间隔来确定距离，所以可根据svt确定雷达和目标间的距离答案(1)AC(2)0.3 m1.5 m见解析探究所得1.将楞次定律和麦克斯韦理论相结合来判断电磁场的大小及方向2vf不只适用于机械波，也适用于电磁波即学即练1 某电路中电场随时间变化的图象如下图所示，能产生电磁波的电场是()解析由麦克斯韦电磁场理论知，当空间出现恒定的电场时(如A图)，由于其不激发磁场，故无电磁波产生；当出现均匀变化的电场(如B图、C图)，会激发出磁场，但磁场恒定，不会再在较远处激发起电场，故也不会产生电磁波；只有周期性变化的电场(如D图)，才会激发出周期性变化的磁场，其又激发出周期性变化的电场，如此不断激发，便会形成电磁波答案：D题型二电磁波的应用例2 某雷达工作时，发射电磁波的波长为20cm，每秒脉冲数n5000，每个脉冲持续时间t0.02 s，求：(1)电磁波的频率为多少？(2)最大的侦察距离是多少？解析(1)雷达工作时，电磁波在空气中传播，传播速度可认为等于光速c3.0108 m/s，因此f Hz1.5109 Hz.(2)雷达工作时发射电磁脉冲，每个电磁脉冲持续时间t0.02 s，在两个脉冲时间间隔内，雷达必须接收到反射回来的电磁脉冲，否则会与后面的电磁脉冲重叠而影响测量设最大侦察距离为s，则2sct，而t s2104 s0.02 s(故脉冲持续时间可以略去不计)，所以s3104 m.答案(1)1.5109 Hz(2)3104 m即学即练2 如图2所示为某雷达的荧光屏，屏上标尺的最小刻度对应的时间为2104 s雷达天线朝东方时，屏上的波形如图甲；雷达天线朝西方时，屏上的波形如图乙问：雷达在何方发现了目标？目标与雷达相距多远？解析雷达向东方发射电磁波时，没有反射回来的信号，向西方发射时，有反射回来的信号，所以目标在西方目标到雷达的距离d m270 km.答案西方270 km随堂巩固训练1对于机械波和电磁波的比较，下列说法中正确的是()A它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象B它们在本质上是相同的，只是频率不同而已C它们可能是横波，也可能是纵波D机械波的传播速度只取决于介质，跟频率无关；电磁波的传播速度与介质无关，只跟频率有关解析机械波与电磁波都具有波的一切特性，故A正确；机械波是机械振动在介质中的传播，可以是横波，也可以是纵波，电磁波是电磁场在空间的传播，是横波，二者的本质不同，B、C错误；机械波的传播速度由介质唯一决定，电磁波的传播不需要介质，但在介质中传播时速度与介质有关，也与频率有关，故D错误答案A2关于电磁场理论下列说法中不正确的是 ()A变化的电场周围产生的磁场一定是变化的B变化的电场周围产生的磁场不一定是变化的C均匀变化的磁场周围产生的电场也是均匀变化的D振荡电场周围产生的磁场也是振荡的解析根据麦克斯韦电磁场理论，如果电场(或磁场)的变化是均匀的，则产生的磁场(或电场)是稳定的；如果电场(或磁场)的变化是不均匀的，那么产生的磁场(或电场)就会是变化的，因而B、D是正确的，题目要求选出不正确的，故A、C符合题意答案A、C3如图3所示，一个带正电的离子在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动，当磁场的磁感应强度均匀增大时，有关离子某些情况的变化描述，正确的内容是()A动能不变B动能增大C动能减小D动能的变化不确定解析根据麦克斯韦电磁场理论，磁感应强度均匀增大时，在空间会产生稳定的电场，由法拉第电磁感应定律判断出所产生的电场方向沿逆时针方向，与离子的运动方向一致，由于离子带正电，所以激发电场的电场力对离子做正功，离子的动能增大答案B41864年，英国科学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象的基础上，建立了完整的电磁波理论，他断定电磁波的存在，推导出电磁波与光具有同样的传播速度.1887年德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在下列有关电磁波传播过程的叙述中正确的是()A电磁波在真空中的传播速度等于真空中的光速B电磁波和机械波一样依赖于介质传播C电磁波中每一处电场强度方向和磁感应强度方向总是相互垂直，并且与波的传播方向也垂直D只要空间中某个区域有变化的电场或变化的磁场，就一定能产生电磁波解析电磁波是电磁场由近及远在空间传播形成的，电磁波可以不依赖介质而独立传播，在真空中的传播速度等于真空中的光速，A正确、B错误；电磁波是横波，传播过程中电场强度和磁感应强度总是相互垂直的，且与波的传播方向垂直，C正确；均匀变化的电场或磁场不能产生电磁波，D错误答案AC5过强的电磁辐射对人体有很大危害，影响人的心血管系统,使人心悸、失眠、白细胞减少、免疫功能下降等按照有关规定，工作场所的电磁辐射强度(单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量)不