高二物理电磁波北师大版知识精讲

用心 爱心 专心 高二物理高二物理电磁波电磁波北师大版北师大版 本讲教育信息本讲教育信息 一 教学内容 电磁波 1 电磁场和电磁波 1 麦克斯韦的电磁场理论 变化的磁场能在周围空间产生电场 变化的电场能在周围空间产生磁场 变化的磁 场产生的电场叫感应电场 感应电场的电场线是闭合曲线 且感应电场的存在与空间是否 存在闭合电路无关 若磁场 或电场 的变化是均匀的 产生的电场 或磁场 是稳定的 若磁场 或 电场 的变化是振荡的 产生的电场 或磁场 也是振荡的 2 电磁波 电磁波 变化的电磁场由近及远的传播就形成了电磁波 电磁波的特点 a 电磁波是横波 在电磁波中 电场矢量和磁场矢量的振动方向互相垂直 且都与波 的传播方向垂直 b 电磁波在真空中可以传播 任何频率的电磁波在真空中的传播速度均相同 为 3 108m s 且电磁波的频率 或周期 跟产生电磁波的振荡电路的固有频率 或周期 相同 d 电磁波具有能量 电磁波向外传播的过程也是电磁能量向外传播的过程 2 无线电波的发射 发射无线电波 要采用开放电路 通过天线与地线 让电场和磁场 分散到尽可能大的空间 可有效地将能量传播出去 为了传递信息 发射的无线电波是经 调制的振幅或频率随信号而改变的调幅或调频波 3 接收无线电波 要通过调谐和解调 调谐就是通常所说的选台 使接收电路的固有频 率与被接收的电磁波频率相同而发生电谐振 电磁振荡中的共振 从而在接收电路中产 生最大的感应电流 解调是调制的逆过程 是从接收到的经调制的高频振荡中 检 出所 携带的信号的检波过程 检波后的信号再经放大 重现 就可被收看或收听 4 电视是无线电波的发射和接收的实际应用 在电视发射端 由摄像管摄取景物并将景 物反射的光转换为电信号 通过天线将带有信号的电磁波发射出去 在电视接收端 由显 像管把电信号还原成景物的像 5 雷达是利用无线电波测定物体位置的无线电设备 它利用了电磁波遇到障碍物要反射 的特性 波长越短的电磁波 传播的直线性越好 反射性越强 因此 雷达用的是微波波 段的无线电波 典型例题典型例题 例 1 关于电磁场的理论 下列说法正确的是 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 解析 根据麦克斯韦电磁场理论 如果电场的变化是均匀的 产生的磁场是稳定的 如果电场的变化是不均匀的 产生的磁场是变化的 故 A 选项错 B 选项正确 均匀变化 用心 爱心 专心 的磁场产生稳定的电场 C 选项错 振荡电场在周围空间产生同样频率的振荡磁场 故 D 选项正确 例 2 应用麦克斯韦的电磁理论判断如图所示的电场产生磁场 或磁场产生电场 的关系 图像中 每个选项中的上图是表示变化的场 下图是表示变化的场产生的另外的场 正确 的是 解析 解析 A 图中的上图磁场是稳定的 由麦克斯韦的电磁理论可知周围空间不会产生电 场 A 图中的下图是错误的 B 图中的上图是均匀变化的电场 应该产生稳定的磁场 下 图的磁场是稳定的 所以 B 图正确 C 图中的上图是振荡的磁场 它能产生同频率的振荡 电场 且相位相差 2 C 图是正确的 D 图的上图是振荡的电场 在其周围空间产生振 荡的磁场 但是下图中的图象与上图相比较 相位相差 故不正确 所以只有 B C 两 图正确 例 3 某电路中电场随时间变化的图象如图所示 能发射电磁波的电场是 解析 解析 变化的电场可产生磁场 产生的磁场的性质是由电场的变化情况决定的 均匀 变化的电场产生稳定的磁场 非均匀变化的电场产生变化的磁场 振荡的电场产生同频率 振荡的磁场 图 A 中电场不随时间变化 不会产生磁场 图 B 和图 C 中电场都随时间做 均匀的变化 在周围空间产生稳定的磁场 这个磁场不能再激发电场 所以不能激起电磁 波 图 D 中电场随时间做不均匀的变化 能在周围空间产生变化的磁场 而此磁场的变化 也是不均匀的 又能产生变化的电场 从而交织成一个不可分割的统一体 即形成电磁场 才能发射电磁波 所以 D 正确 例 4 下列说法正确的是 A 摄像机实际上是一种将光信号转变为电信号的装置 B 电视机实际上是一种将电信号转变为光信号的装置 C 摄像机在 1s 内要送出 25 张画面 D 电视机接收的画面是连续的 解析 解析 摄像机通过摄像镜头摄到景物的光信号 再通过特殊装置 扫描 转变为电信 号 在 1s 内要传送 25 张画面 电视机通过显像管将接收到的电信号再转变为光信号 最 后还原成图像和景物 每秒要接收到 25 张画面 由于画面更换迅速和视觉暂留 我们感觉 到的便是活动的图像 所以 A B C 选项正确 模拟试题模拟试题 1 任何电磁波在真空中传播时 具有相同的物理量应是 A 频率B 波长 C 振幅D 波速 2 电磁波和声波相比较 下述说法中正确的是 A 电磁波是电磁场由发生的区域向远处传播 声波是声源的振动向远处传播 B 电磁波可在真空中传播 声波不能在真空中传播 C 由空气进入水中传播时 电磁波的传播速度变小 声波的传播速度变大 D 由空气进入水中传播时 电磁波的波长变小 声波的波长变大 用心 爱心 专心 3 一台最简单的收音机 除了接收天线和扬声器外 至少必备的还有 A 开放电路B 调谐电路 C 调制电路D 检波电路 4 下列方法中能使平行板电容器极板间产生磁场的是 A 把电容器接在直流电源的两端 B 把电容器接在交流电源的两端 C 给电容器充电后保持电量不变 将两板间距离匀速增大 D 给电容器充电后保持电压不变 将两板间距离匀速减小 5 下列关于电磁波的叙述中 正确的是 A 电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播 B 电磁波在任何介质中的传播速度均为 3 0 108m s C 电磁波由真空进入介质中传播时 波长将变短 D 电磁波不能产生干涉 衍射现象 6 关于电磁场 下列说法正确的是 A 静止的电荷产生电场 定向移动的电荷产生磁场 振动的电荷产生电磁场 B 变化的磁场可以产生电场 变化的电场也可以产生磁场 所以变化的电场或磁场一 定能产生电磁场 C 磁场的变化越快 产生的电场就越强 同理 电场的变化越快 产生的磁场也越强 D 均匀变化的磁场不能产生电磁波 只能产生稳定的电场 7 如图 1 所示的四种电场 哪一种能产生电磁波 图 1 8 雷达是利用无线电波来测定 的无线电设备 雷达是利用电磁波 的特性工作的 是根据动物中的 的生活习性 利用仿生学制成的 一种高科技的无线电仪器设备 9 关于电磁波和声波的比较 下列说法中正确的是 A 它们都可以在真空中传播 B 它们都能够发生反射 干涉 衍射现象 C 它们在空气中的传播速度相同 D 它们都是本质相同的波 只是频率不同 10 关于变化的磁场产生的电场有以下说法 其中正确的是 A 只有在垂直于磁场的平面内存在闭合回路时 才可在闭合回路中有电场产生 B 不论是否存在闭合回路 只要磁场发生了变化 就会产生电场 C 变化的磁场产生的电场的电场线是不闭合的曲线 D 变化的磁场产生的电场的电场线是闭合曲线 11 关于移动电话 下列说法正确的是 A 随身携带的移动电话 手机 内 只有无线电接收装置 没有无线电发射装置 B 随身携带的移动电话 手机 内 既有无线电接收装置 又有无线电发射装置 C 两个携带手机的人 必须通过固定的基地台转接 才能相互通话 D 无线寻呼机 BP 机 内只有无线电接收装置 没有无线电发射装置 12 某空间中出现如图 2 所示的一组闭合的电场线 这可能是 图 2 A 在中心点有一静止的点电荷 用心 爱心 专心 B 沿 AB 方向有一段通有恒定电流的直导线 C 沿 BA 方向的磁场在减弱 D 沿 AB 方向的磁场在减弱 13 真空中波长为 10m 的电磁波 进入某介质中传播时 若传播速度为 2 108m s 那 么电磁波在该介质中的波长为 m 此电磁波的频率为 Hz 14 无线电广播的中波段波长的范围是 187 560m 为了避免邻近电台干扰 两个电台 的频率范围至少应差 104Hz 则在此波段中最多所容纳的电台数约为多少个 15 若你用通过同步卫星转发的无线电话与对方通话 则在你讲完话后 至少要等多长 时 间才能听到对方的回话 已知地球质量 M 6 0 1024kg 地球半径 R 6 4 106m 万有引力恒量 G 6 67 10 11N m3 kg2 试题答案试题答案 1 AD2 BC3 B4 BC 5 AC