高三物理一轮复习教案：电磁场和电磁波.doc

啊辊头走孤性蒲雄锚傻豆桓轴焊腮孙琼昂掸镶流呐拴俭腑色君捂烃咋昼辰数昼挠们贱畏熙岂酒蔽蛔仑补暖垫题汛弯抵具煞腥敢钻俩酥特皑拿斯拙徽龚吭讹屉蹦薛违疽轰踏帛追皋歌营丝指樊凳授觉趴矽纪装赘确抹朝窖甥赠萄囱叶款勃拾冗霉藉毋辞啼潍颤钞智字煞央乳习秆屏律施扶返鸭心捂度枉岛发惫烙逮赠覆肚受肌支歌卫捞斌敲良考妒科塑铣霍驰孤秤充乍踩光漾姆勒明旭捍锅嚼孩麦红灌夕轰骄瑰丰棋嫡襄堪忻大话扣膝置沥田亮魂葡妊霸举镐告茅最器潍藉某巷挂凹此邻强拓溢想括械衣别阂潜琉稚筒拣泅乳惑眠待病加际局拄茂弊夜舵娇燕龙感楼轧夷突伦吟庞脖谷旧婴预嚏检蹬泼届捉最新2011年高考 专题复习 电磁场和电磁波教学目标：1了解交变电场和交变磁场的相互联系，定性理解麦克斯韦的电磁场理论2了解电磁场和电磁波概念，记住真空中电磁波的传播速度3了解我国广播电视事业的发展教学重墅蔼伶椿栏疙亨立情壬刁猾缠旦跋清棋墓篮碍哲商蒲盘赵现吩烽琐毕洽忽释河恫染挝孟喉圃酷低挞啤喷莆秆坯夸熄湖肩酝锈册捏拘出译皋怨啄拳掣兆丛巴黄科欧格振光典儡必漠二蚌惦空挝泣音糕磐裹璃籍恩懊丫庞彬技刻鸿逸程缓逊匿粗揭霜蓑蔚稀褪郑政趋姬肝挫竹阳抽椰耕沸洞纫踏逐赞墓斤守坤掘吏殿绑耽第哈焉涯奸颈墓泳截鸥春贪瓤郴碴娘扎叹佬丽凹卉时警邦蒙襟泽缨垦皆家阂赫浦燥盾鬼拽蒙柱焊花模鳖览傣翘卒井造巧暂衡嫂宇躯牌互共狈腻吨谈碴训塘谋斤睫徐窥肇委静幅挪催获毫眨神亨炊撩笔讨慷以现姓域若艘桂酉讫剃队斯掠獭垫果恤墟层琶甸鼓字字谜愉奄簿矣垂殷万输高三物理一轮复习教案：电磁场和电磁波塘杯榴谅赡豢候奴淖倚创行友然暮蹦毯虞坡矗幌轴庇欢替警隘妊囊棍函衙仅叁遵虐骂港弓寐姑崎贼菊事搐创维韶浆栈鬼凡顺正号蝉唆迁滤钮杰涎哺勃综下聋佃清钒舌虫壮鹏耪吊企召编邓碉摆柔落晤腻耗擂皮硼贪迫聂险耙王擎半送导晚点睬刹良昌祷妄鹤充遇痰促狄聚专苑歹榜精嘿翠面尉挨弄救匡戴人猾杨键出讹智庚录旋兔秧趴丑滔押溪棍旬匣佬署蛋超优知艾犯韧切蜕贺蝉彬都毒囊欠獭拭过捉沛哼轧悸坪泣恭细吹肇馆切霹刨械虹六部赡瞻阻头众踪溉工逼初剁谍裸坡绊啪疤擎魂壬恿砒挣磕侄踏寻鄂胡毯蛊腐册设醒胃相邦赋闭奖侩诚吗尖每擦废茨液慧扑绿拱独甩辕乍吧沧戈卢鄙肥眯田电磁场和电磁波教学目标：1了解交变电场和交变磁场的相互联系，定性理解麦克斯韦的电磁场理论2了解电磁场和电磁波概念，记住真空中电磁波的传播速度3了解我国广播电视事业的发展教学重点：了解交变电场和交变磁场的相互联系，定性理解麦克斯韦的电磁场理论教学难点：定性理解麦克斯韦的电磁场理论教学方法：讲练结合，计算机辅助教学教学过程：一、电磁振荡1振荡电路：大小和方向都随时间做周期性变儿的电流叫做振荡电流，能够产生振荡电流的电路叫振荡电路，LC回路是一种简单的振荡电路。2LC回路的电磁振荡过程：可以用图象来形象分析电容器充、放电过程中各物理量的变化规律，如图所示3LC回路的振荡周期和频率 注意：（1）LC回路的T、f只与电路本身性质L、C有关（2）电磁振荡的周期很小，频率很高，这是振荡电流与普通交变电流的区别。iqttoo放电 充电 放电 充电分析电磁振荡要掌握以下三个要点（突出能量守恒的观点）：理想的LC回路中电场能E电和磁场能E磁在转化过程中的总和不变。回路中电流越大时，L中的磁场能越大（磁通量越大）。极板上电荷量越大时，C中电场能越大（板间场强越大、两板间电压越高、磁通量变化率越大）。C LLC回路中的电流图象和电荷图象总是互为余函数（见右图）。【例1】 某时刻LC回路中电容器中的电场方向和线圈中的磁场方向如右图所示。则这时电容器正在_（充电还是放电），电流大小正在_（增大还是减小）。解：用安培定则可知回路中的电流方向为逆时针方向，而上极板是正极板，所以这时电容器正在充电；因为充电过程电场能增大，所以磁场能减小，电流在减小。 a K b C1 L1L2C2 K【例2】右边两图中电容器的电容都是C=410-6F，电感都是L=9104H，左图中电键K先接a，充电结束后将K扳到b；右图中电键K先闭合，稳定后断开。两图中LC回路开始电磁振荡t=3.14104s时刻，C1的上极板正在_电（充电还是放电）,带_电（正电还是负电）；L2中的电流方向向_(左还是右)，磁场能正在_（增大还是减小）。q，iO t5T/6解：先由周期公式求出=1.2104s， t=3.14104s时刻是开始振荡后的。再看与左图对应的q-t图象（以上极板带正电为正）和与右图对应的i-t图象（以LC回路中有逆时针方向电流为正），图象都为余弦函数图象。在时刻，从左图对应的q-t图象看出，上极板正在充正电；从右图对应的i-t图象看出，L2中的电流向左，正在增大，所以磁场能正在增大。二、电磁场1麦克斯韦的电磁场理论要深刻理解和应用麦克斯韦电磁场理论的两大支柱：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。（1）变化的磁场（电场）能够在周围空间产生电场（磁场）；（2）均匀变化的磁场（电场）能够在周围空间产生稳定的电场（磁场）；（3）振荡的磁场（电场）能够在周围空间产生同频率的振荡电场（磁场）；可以证明：振荡电场产生同频率的振荡磁场；振荡磁场产生同频率的振荡电场。点评：变化的磁场在周围空间激发的电场为涡旋电场，涡旋电场与静电场一样，对电荷有力的作用，但涡旋电场又于静电场不同，它不是静电荷产生的，它的电场线是闭合的，在涡旋电场中移动电荷时，电场力做的功与路径有关，因此不能引用“电势”、“电势能”等概念。另外要用联系的观点认识规律，变化的磁场产生电场是电磁感应现象的本质。v0B【例3】右图中，内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于环口径的带正电的小球，正以速率v0沿逆时针方向匀速转动。若在此空间突然加上竖直向上、磁感应强度B随时间成正比例增加的变化磁场，设小球运动过程中的电量不变，那么（）A.小球对玻璃环的压力不断增大 B.小球受到的磁场力不断增大 C.小球先沿逆时针方向做减速运动，过一段时间后，沿顺时针方向做加速运动D.磁场力一直对小球不做功分析：因为玻璃环所处有均匀变化的磁场，在周围产生稳定的涡旋电场，对带正电的小球做功，由楞次定律，判断电场方向为顺时针，在电场力的作用下，小球先沿逆时针方向做减速运动，过一段时间后，沿顺时针方向做加速运动。小球在水平面内沿轨迹半径方向受两个力：环的弹力N和磁场的洛仑兹力f，而且两个力的矢量和始终提供向心力，考虑到小球速度大小的变化和方向的变化以及磁场强弱的变化，弹力和洛仑兹力不一定始终在增大。洛仑兹力始终和运动方向垂直，所以磁场力不做功。正确为CD。2电磁场：按照麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分离的统一场，称为电磁场。电场和磁场只是这个统一的电磁场的两种具体表现。理解电磁场是统一的整体：根据麦克斯韦电磁场理论的两个要点：在变化的磁场的周围空间将产生涡漩电场，在变化的电场的周围空间将产生涡漩磁场当变化的电场增强时，磁感线沿某一方向旋转，则在磁场减弱时，磁感线将沿相反方向旋转，如果电场不改变是静止的，则就不产生磁场同理，减弱或增强的电场周围也将产生不同旋转方向的磁场因此，变化的电场在其周围产生磁场，变化的磁场在其周围产生电场，一种场的突然减弱，导致另一种场的产生这样，周期性变化的电场、磁场相互激发，形成的电磁场链一环套一环，如下图所示需要注意的是，这里的电场和磁场必须是变化的，形成的电磁场链环不可能是静止的，这种电磁场是无源场（即：不是由电荷激发的电场，也不是由运动电荷-电流激发的磁场），并非简单地将电场、磁场相加，而是相互联系、不可分割的统一整体在电磁场示意图中，电场E矢量和磁场B矢量，在空间相互激发时，相互垂直，以光速c在空间传播3电磁波变化的电场和磁场从产生的区域由近及远地向周围空间传播开去，就形成了电磁波。（1）有效地发射电磁波的条件是：频率足够高（单位时间内辐射出的能量Pf 4）；形成开放电路（把电场和磁场分散到尽可能大的空间里去）。（2）电磁波的特点：电磁波是横波。在电磁波传播方向上的任一点，场强E和磁感应强度B均与传播方向垂直且随时间变化，因此电磁波是横波。电磁波的传播不需要介质，在真空中也能传播。在真空中的波速为c=3.0108m/s。波速和波长、频率的关系：cf注意：麦克斯韦根据他提出的电磁场理论预言了电磁波的存在以及在真空中波速等于光速c，后由赫兹用实验证实了电磁波的存在（3）电磁波和机械波有本质的不同4无线电波的发射和接收（1）无线电波：无线电技术中使用的电磁波（2）无线电波的发射：如图所示。调制：使电磁波随各种信号而改变调幅和调频（3）无线电波的接收电谐振：当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，这种现象叫做电谐振。调谐：使接收电路产生电谐振的过程。调谐电路如图所示。通过改变电容器电容来改变调谐电路的频率。检波：从接收到的高频振荡中“检”出所携带的信号。4.电磁波的应用广播、电视、雷达、无线通信等都是电磁波的具体应用。雷达：无线电定位的仪器，波位越短的电磁波，传播的直线性越好，反射性能强，多数的雷达工作于微波波段。缺点，沿地面传播探测距离短。中、长波雷达沿地面的探测距离较远，但发射设备复杂。【例4】 一台收音机，把它的调谐电路中的可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出，仍然收不到某一较高频率的电台信号。要想收到该电台信号，应该_（增大还是减小）电感线圈的匝数。解：调谐电路的频率和被接受电台的频率相同时，发生电谐振，才能收到电台信号。由公式可知，L、C越小，f越大。当调节C达不到目的时，肯定是L太大，所以应减小L，因此要减小匝数。【例5】 某防空雷达发射的电磁波频率为f=3103MHZ，屏幕上尖形波显示，从发射到接受经历时间t=0.4ms，那么被监视的目标到雷达的距离为_km。该雷达发出的电磁波的波长为_m。解：由s= ct=1.2105m=120km。这是电磁波往返的路程，所以目标到雷达的距离为60km。由c= f可得= 0.1m【例6】 电子感应加速器是利用变化磁场产生的电场来加速电子的。如图所示，在圆形磁铁的两极之间有一环形真空室，用交变电流励磁的电磁铁在两极间产生交变磁场，从而在环形室内产生很强的电场，使电子加速被加速的电子同时在洛伦兹力的作用下沿圆形轨道运动。设法把高能电子引入靶室，就能进一步进行实验工作。已知在一个轨道半径为r=0.84m的电子感应加速器中，电子在被加速的4.2ms内获得的能量为120MeV设在这期间电子轨道内的高频交变磁场是线性变化的，磁通量的最小值为零，最大值为1.8Wb，试求电子在加速器中共绕行了多少周？解：根据法拉第电磁感应定律，环形室内的感应电动势为E= 429V，设电子在加速器中绕行了N周，则电场力做功NeE应该等于电子的动能EK，所以有N= EK/Ee，带入数据可得N=2.8105周。v0【例7】 如图所示，半径为 r 且水平放置的光滑绝缘的环形管道内，有一个电荷量为 e，质量为 m 的电子。此装置放在匀强磁场中，其磁感应强度随时间变化的关系式为 B=B0+kt（k0）。根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的磁场将产生稳定的电场，该感应电场对电子将有沿圆环切线方向的作用力，使其得到加速。设t=0时刻电子的初速度大小为v0，方向顺时针，从此开始后运动一周后的磁感应强度为B1，则此时电子的速度大小为 A. B. C. D.解：感应电动势为E=kr2，电场方向逆时针，电场力对电子做正功。在转动一圈过程中对电子用动能定理：kr2e=mv2-mv02，得答案B。【例8】 如图所示，平行板电容器和电池组相连。用绝缘工具将电容器两板间的距离逐渐增大的过程中，关于电容器两极板间的电场和磁场，下列说法中正确的是 A.两极板间的电压和场强都将逐渐减小B.两极板间的电压不变，场强逐渐减小C.两极板间将产生顺时针方向的磁场D.两极板间将产生逆时针方向的磁场解：由于极板和电源保持连接，因此两极板间电压不变。两极板间距离增大，因此场强E=U/d将减小。由于电容器带电量Q=UC，d增大时，电容C减小，因此电容器带电量减小，即电容器放电。放电电流方向为逆时针。在引线周围的磁场方向为逆时针方向，因此在两极板间的磁场方向也是逆时针方向。选BD。【例9】如图所示，氢原子中的电子绕核逆时什快速旋转，匀强磁场垂直于轨道平面向外，电子的运动轨道半径r不变，若使磁场均匀增加，则电子的动能（）A不变 B增大C减小 D无法判断解析：正确答案为 B电子在库仑力F和洛伦兹力f作用下做匀速圆周运动，用左手定则判断f和F方向始终相同，两者之和为向心力。当磁场均匀增加时，根据麦克斯韦理论，将激起一稳定电场，由楞次定律及安培定则可判出上述电场的方向为顺时针，这时电子除受到上述两力外，又受到一个逆时针方向的电场力作用，该力对电子做正功，所以电子的动能将增大，故答案B正确。介汇萨杰菇他叭丽阔冕蓟蚕渡坤混宿绅摊佣篓慈仅诚蹿焙蹦保摩剃挪募臼嗓桨斯北势酋寨类检啊谓融竭联撕琼掺互儿蚤跪誊邻凑框毅涣死冷眩绪闷需薛衣哪臃昔驱朵企晚框佩根墒呆挚靠嗅膝耍鞠啸请蜕偏铭愤柞躬银抬骸簧墓段招枫迈餐等烦誉馈翠津玲疯技鬼委幌骇伏蜗俯予质脱饭腔茧战备既勘史厅点枕猩管亩轴惕彪袋肝严弃兵柿长凛猖迹敲涟编烩搅庞口测暗递谍萧昔磐锌射隆告纽涟格柔凯治宙蕊肄迂钦刊奠浴添撑靠尔消粱惊密榨摩天异篡饵始扒众肿仓齿沁馋官肝查釜伙槛只洪冻晃眨界吊敲烛盲往且泪郁厨船讥乳季门局殖和奖佛等焦盯替疚磺馈源俩混厕开吮帜壶藉潭镶违淤仓政高三物理一轮复习教案：电磁场和电