高考物理一轮复习资料 3－4.5 电磁场、电磁波和相对论课件 沪科版.ppt

学案5电磁场 电磁波和相对论 考点1电磁场与电磁波无线电通信 1 电磁波与机械波的区别 2 振荡的 即周期性变化的 磁场产生同频率的振荡电场 振荡的电场产生同频率的振荡磁场 3 变化的电场和变化的磁场总是相互联系着 形成一个不可分离的统一体 这就是电磁场 3 对电磁波的理解 要注意以下四个方面 1 麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在 赫兹用实验成功地证实了电磁波的存在 2 在电磁波中 电场强度和磁感应强度是互相垂直的 且都和电磁波的传播方向垂直 所以电磁波为横波 3 电磁波的传播过程 也是电磁场能量的传播过程 4 机械波的传播需要介质 但电磁波的传播不需要介质 2 麦克斯韦电磁场理论 1 理论要点 变化的磁场产生电场 磁场变化均匀 产生电场稳定磁场变化不均匀 产生电场变化 这种电场叫感应电场或涡旋电场 与由电荷激发的静电场不同 它的电场线是闭合的 它的存在与空间有无导体或闭合电路无关 变化的电场产生磁场 电场变化均匀 产生磁场稳定电场变化不均匀 产生磁场变化 4 无线电通信 1 无线电波的发射 有效发射电磁波的条件 a 高频振荡 b 开放电路 调制 在无线传播技术中 首先将声音 图像等信息通过声电转换 光电转换等方式转化为电信号 但这种电信号频率较低 不能用来直接发射电磁波 所以要把传递的低频率电信号 加 到高频电磁波上 使电磁波的频率或振幅随各种信号而改变 使高频电磁波能够驮载着低频电信号发射和传播 这种方法叫做调制 注意搞清什么叫调谐 什么叫调制 不要把二者混同 调制的两种方式 调幅和调频 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 无线电波的接收 电谐振 当接收到的电磁波的频率跟接收电路的固有频率相同时 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 调谐电路的固有频率可以在一定范围内连续改变 将调谐电路的频率调节到与需要接收的某个频率的电磁波相同 使接收电路产生电谐振 这一过程叫做调谐 检波 从接收到的高频振荡电流中分离出所携带的信号的过程叫做检波 检波是调制的逆过程 也叫解调 无线电波接收的全过程 天线接收到所有的电磁波 经调谐选择出所需要的电磁波 再经检波取出携带的信号 信号经放大后再还原成声音或图像 例1 根据麦克斯韦电磁理论 下列叙述正确的有 a 在电场周围一定产生磁场 磁场周围一定产生电场b 在变化的电场周围一定产生变化的磁场 变化的磁场周围一定产生变化的电场c 均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场d 振荡的电场一定产生同频率振荡的磁场 解析 变化的电场周围才会产生磁场 恒定的电场周围不会产生磁场 同理 恒定的磁场周围也不会产生电场 所以选项a错 随时间做均匀变化的电场 其变化率是常量 故周围产生的磁场是恒定的 同理 均匀变化的磁场周围产生的电场也是恒定的 所以选项b c不对 电场周期性变化 其周围产生的磁场一定随之周期性变化 且变化周期相同 所以选项d正确 只有变化的电 磁 场才能产生磁 电 场 周期性变化的振荡电 磁 场产生同频率变化的磁 电 场 d 1 如图所示是一个水平放置的玻璃环形小槽 槽内壁光滑 槽的宽度和深度处处相同 现将一直径略小于槽的宽度的带正电的小球放入槽内 小球以初速度v0开始逆时针运动 与此同时有一个变化的磁场竖直向下穿过小槽包围的空间 已知磁场均匀增大 小球在运动过程中带电荷量不变 则 a 小球动能不变b 小球动能增加c 磁场力对小球做功d 小球受到的磁场力增加 bd 例2 下列说法中正确的是 a 用带有地线和天线的开放电路 就可将电磁波发射出去b 在电磁波的传播空间放上一导体 即可把电磁波接收下来c 检波是调制的逆过程d 电磁波的传播方式只有两种 天波和地波 abc 解析 无线电波的传播方式大致有三种 地波 天波和直线传播波 随着人们生活水平的提高 普通手机的使用已很普遍 下列关于普通手机的说法正确的是 a 手机既可以发射电磁波 也可以接收电磁波 所以手机与手机可以直接通话b 一机一号 一号对应一个频率值c 一机一号 一号对应几个频率值d 小灵通 容易发生串线现象 造成通话失败 是因为一个频率段容纳的号多 频率密度大造成的 2 bd 考点2电磁波谱 电磁波谱的特点及应用 例3 下列关于电磁波的特性和应用 说法正确的是 a 红外线和x射线都有很高的穿透本领 常用来在医学上做透视人体b 过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康c 电磁波中频率最大的是 射线 最容易用来观察衍射现象d 紫外线和x射线都可以使照像底片感光 解析 红外线穿透能力较弱 不能用作透视用 a错 过多过强的紫外线对人体皮肤有很大的伤害 b错 射线频率最高 波长最短 最不容易发生衍射 c错 频率较低的可见光可以使底片感光 则紫外线和x射线均可 d对 d 3 关于红外线的以下说法正确的是 a 不同的物体辐射红外线的波长和强度不同 可以在较冷的背景上探测出较热物体的红外辐射b 利用红外线的热效应对物体进行烘干c 利用红外线波长较长 容易发生衍射的特点进行远距离和高空摄影d 利用不同物体辐射红外线的波长和强度的不同可以对物体进行远距离探测 abcd 考点3相对论及时空观 1 狭义相对论的两个基本假设 1 狭义相对论的两个基本原理 爱因斯坦相对性原理一切物理定律 在不同的惯性系中是相同的 光速不变原理光在真空中的传播速度在不同的惯性系中测得的数值都是相同的 与光源 观察者是否相对运动无关 2 对两个基本原理的正确理解 自然规律不仅包括力学规律 还包括电磁学规律等其他所有的物理学规律 强调真空中的光速不变 指大小既不依赖于光源或观察者的运动 也不依赖于光的传播方向 几十年来科学家采用各种先进的物理技术测量光速 结果都不违背光速不变原理 2 时间和空间的相对性 1 时间间隔的相对性 t t 2 长度的相对性 l l 3 相对论速度变换公式若火车相对地面运动速度为v 车上的人以速度u 沿着火车前进的方向相对火车运动 人相对地面的速度为u 它们之间的关系为 u u v 1 u v c2 4 相对论质量物体以速度v运动时质量m与静止时的质量m0之间的关系为 m m0 5 质能方程e mc2 e mc2 c是光速 6 广义相对论的三个结论 1 光线经过强引力场中发生弯曲 2 引力场的存在使得空间不同的位置的时间进程出现差别 如引力红移现象 3 杆的长度与引力场有关 例4 惯性系s中有一边长为l的正