2020版物理新攻略总复习北京专用课件：第十三章　第3讲　电磁场与电磁波

1、总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引 第第3 3讲电磁场与电磁波讲电磁场与电磁波 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引总纲目录 一 电磁振荡 二 电磁波的发射和接收 知知 识识 梳梳 理理 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引总纲目录 考点一 麦克斯韦电磁场理论和电磁波 考点二 电磁波和机械波的比较 深深 化化 拓拓 展展 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引知识梳理 知识梳理 一、电磁振荡一、电磁振荡 1.电磁振荡电磁振荡 (1)振荡电流:大小和方向都作周期性迅速变化的电流。 (2)振荡电路:产生振荡电流的电路。 (3)LC振荡电路:由线圈L和电容器C组成,是最简单的振 荡电路。 总

2、纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引知识梳理 (5)电磁振荡的周期T=2,频率f=。 LC 1 2LC (4)在振荡电路产生振荡电流的过程中,电容器极板上的电荷量、 电路中的电流、电容器里的电场强度、线圈里的 磁感应强度都随时间作周期性变化。 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引知识梳理 2.电磁场电磁场 (1)麦克斯韦电磁场理论:变化的电场在周围空间产生磁场,变化 的磁场在周围空间产生电场;均匀变化的电场(磁场)在周围空间 产生恒定的磁场(电场),非均匀变化的电场(磁场)在周围空间产 生变化的磁场(电场)。 (2)振荡的电场(磁场)在周围空间产生周期性变化的磁场(电场)。 (3)电磁场:变

3、化的电场在周围空间产生磁场,变化的磁场在周围空间产 生电场,变化的电场和磁场成为一个完整的整体,这就是电磁场。 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引知识梳理 二、电磁波的发射和接收二、电磁波的发射和接收 1.电磁波电磁波 (1)电磁场由近及远地传播,形成电磁波。 (2)电磁波在空间传播不需要介质;电磁波是横波,交替出 现的电场方向、磁场方向及电磁波的传播方向三者都互相垂直; 电磁波的传播过程也是传播电磁场的能量的过程。 (3)电磁波的传播速度v等于波长和频率f的乘积,即v=f。任何 频率的电磁波在真空中的传播速度都相等,都等于真空中的光速c。 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引知识梳理

4、2.无线电波的发射与接收无线电波的发射与接收 (1)无线电波的发射 a.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。 b.利用无线电波传递信号,要求发射的无线电波随信号而改变。使无线 电波随各种信号而改变的技术叫调制,常用的调制方法有调幅和 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引知识梳理 调频两种。使高频振荡的振幅随信号的强弱而改变叫做调 幅,经过调幅以后发射出去的无线电波叫做调幅波。使高频 振荡的频率随信号强弱而改变叫做调频,经过调频以后发射出 去的无线电波叫做调频波。 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目

5、索引知识梳理 c.从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程,叫做检波。检波 是调制的逆过程,也叫做解调。 (2)无线电波的接收 a.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。 b.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。 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引知识梳理 1.当代人类的生活和电磁波紧密相关,关于电磁波,下列说法正确的是 (C ) A.只要把带电体和永磁体放在一起,就会在周围空间产生电磁波 B.电磁波在传播过程中,其波速始终保持不变 C.电视机、收音机和手机所接收的信号都属于电磁波 D.微波炉内所产

6、生的微波不是电磁波,而是波长很短的机械波 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引知识梳理 解析解析 非均匀变化的磁场、电场才能产生电磁波,A错;电磁波的传播 速度与介质有关,B错;电磁波能够携带信息,用于通讯,C正确;微波炉 内的微波是波长较短的电磁波,D错。 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引知识梳理 2.关于机械波和电磁波,下列说法中错误的是(A ) A.机械波和电磁波都能在真空中传播 B.机械波和电磁波都可以传递能量 C.波长、频率和波速间的关系,即v=f,对机械波和电磁波都适用 D.机械波和电磁波都能发生衍射和干涉现象 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引知识梳理 解析解析 机械

7、波的传播需要介质,而电磁波的传播不需要介质,所以选项A 说法不正确。干涉、衍射是波特有的现象,选项D说法正确。波能传递 能量,v=f对机械波和电磁波都适用,故选项B、C说法都正确。 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引知识梳理 3.(多选)下列关于电磁波的说法中正确的是(AC ) A.麦克斯韦电磁场理论预言了电磁波的存在 B.电磁波从真空传入水中时,波长将变长 C.雷达可以利用自身发射电磁波的反射波来对目标进行定位 D.医院中用于检查病情的“B超”利用了电磁波的反射原理 解析解析 电磁波从空气进入水中,传播速度减小,而电磁波的频率不变, 由v=f可知,波长变小;“B超”是利用超声波工作,不是

8、电磁波。 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引深化拓展 深化拓展 考点一麦克斯韦电磁场理论和电磁波考点一麦克斯韦电磁场理论和电磁波 1.麦克斯韦电磁场理论麦克斯韦电磁场理论 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引深化拓展 2.电磁波电磁波 (1)产生:变化的电场和变化的磁场总是交替产生,由发生区域向周围空 间传播开去,就形成电磁波。 (2)特点:电磁波是横波,电场强度E和磁感应强度B的方向都与传播方 向垂直。电磁波传播时不需要任何介质,在真空中传播的速度最大,c =3108m/s。电磁波本身是一种物质,它具有能量。具有波的特征, 能产生反射、折射、衍射、干涉等现象。 总纲目录 知识梳理 深化

9、拓展 栏目索引深化拓展 【情景素材【情景素材教师备用】教师备用】 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引深化拓展 1-1下列关于电磁波的说法正确的是(A ) A.均匀变化的磁场能够在空间产生电场 B.电磁波在真空和介质中传播速度相同 C.只要有电场和磁场,就能产生电磁波 D.电磁波在同种介质中只能沿直线传播 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引深化拓展 解析解析 若只有电场和磁场而电场和磁场都恒定或电场、磁场仅均匀变 化都不能产生电磁波,C错。光也是电磁波,在真空和介质中传播的速度 不同,B错。D选项中没强调是“均匀”介质,若介质各处密度不均匀会 发生折射,故D错。 总纲目录 知识梳理 深化

10、拓展 栏目索引深化拓展 1-2 (2017北京理综,20,6分)物理学原理在现代科技中有许多重要应用。 例如,利用波的干涉,可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航。 如图所示,两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧,它 们类似于杨氏干涉实验中的双缝。两天线同时都发出波长为1和2的 无线电波。飞机降落过程中,当接收到1和2的信号都保持最强时,表明 飞机已对准跑道。下列说法正确的是() 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引深化拓展 A.天线发出的两种无线电波必须一样强 B.导航利用了1与2两种无线电波之间的干涉 C.两种无线电波在空间的强弱分布稳定 D.两种无线电波各自在空间的强弱分

11、布完全重合 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引深化拓展 答案答案C波的干涉产生与否与波的强弱无关,故A错;导航利用了同频 率的两列波的干涉,而波长为1和2的两列波频率不同,B错;1与1干涉,2 与2干涉,两个干涉图样在空间的强弱分布稳定,故C正确;由于1与2两列 波的波长不同,故两干涉图样在空间强弱分布不重合,D错。 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引深化拓展 考点二电磁波和机械波的比较考点二电磁波和机械波的比较 电磁波机械波 本质不同电磁现象力学现象 传播介质不需要介质,真空中也可传播弹性介质中才可传播 传播速度在真空中v=c=3.0108m/s,介质中v=f真空中v=0,介质中v=

12、f 波的性质横波横波或纵波,或二者的混合波 产生机理电磁振荡机械振动 周期性变化的物理量电场E、磁场B随时间和空间周期性变化 质点位移、加速度、速度随时间 和空间周期性变化 共有现象反射、折射、衍射、干涉 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引深化拓展 2-1(2016北京理综,14,6分)下列说法正确的是(A ) A.电磁波在真空中以光速c传播 B.在空气中传播的声波是横波 C.声波只能在空气中传播 D.光需要介质才能传播 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引深化拓展 解析解析 声波是机械波,是纵波,在气体、固体、液体中都能传播,故B、 C两项均错误;电磁波的传播不需要介质,能在真空中以光

13、速传播,A项 正确,D项错误。 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引深化拓展 2-2(2018北京理综,24节选)观测宇宙中辐射电磁波的天体,距离越远 单位面积接收的电磁波功率越小,观测越困难。为了收集足够强的来自 天体的电磁波,增大望远镜口径是提高天文观测能力的一条重要途径。 2016年9月25日,世界上最大的单口径球面射电望远镜FAST在我国贵州 落成启用,被誉为“中国天眼”。FAST直径为500m,有效提高了人类 观测宇宙的精度和范围。 a.设直径为100m的望远镜能够接收到的来自某天体的电磁波功率为P1, 计算FAST能够接收到的来自该天体的电磁波功率P2; 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引深化拓展 b.在宇宙大尺度上,天体的空间分布是均匀的。仅以辐射功率为P的同 类天体为观测对象,设直径为100m望远镜能够观测到的此类天体数目 是N0,计算FAST能够观测到的此类天体数目N。 答案答案a.25P1b.125N0 总纲目录 知识梳理 深化拓展 栏目索引深化拓展 解析解析a.地球上不同望远镜观测同一天体,单位面积上接收的功率应该 相同,因此 P2=P1=25P1 b.在宇宙大尺度上,天体的空间分布是均匀的。因此,一个望