新教材同步系列2024春高中物理第4章电磁振荡与电磁波章末综合提升学生用书粤教版选择性必修第二册

第4章电磁振荡与电磁波主题1理解电磁振荡的三个“两”1．两类物理量一类是与电场有关的物理量，一类是与磁场有关的物理量。(1)电流i，它确定了磁场能的大小。振荡电流i在电感线圈中形成磁场，因此，线圈中的磁感应强度B、磁通量Φ和磁场能E磁具有与之相同的改变规律。(2)电量q，它确定了电场能的大小。电容器两极板间的电压U、场强E、电场能E电、线圈的自感电动势E的改变规律与q的相同。留意：电流i和电量q的改变不同步，规律如图所示。2．两个过程(1)充电：当电容器的电量增加时为充电过程，这个过程中电路的电流减小。(2)放电：当电容器的电量减小时为放电过程，这个过程中电路的电流增加。留意：在随意两个过程的分界点对应的时刻，各物理量取特别值(零或最大值)。3．两类初始条件图甲和图乙所示电路，表示了电磁振荡的两类不同初始条件。(1)图甲中开关S从1合向2时，振荡的初条件为电容器起先放电。(2)图乙中开关S从1合向2时，振荡的初始条件为电容器起先充电。学习中应留意区分这两类初始条件，否则会得出相反的结论。【典例1】(多选)如图所示，甲为LC振荡电路，通过P点的电流如图乙所示，规定逆时针方向为正方向，下列说法正确的是()A．0至t1，电容器正在充电，上极板带正电B．t1到t2，电容器正在放电，上极板带负电C．在t3时刻，线圈中的自感电动势最大，且P为正极D．在t4时刻，线圈中的自感电动势最大，且P为正极[听课记录]紧抓住能量转化这条线，理解电磁振荡过程。在电容器充电过程中，q↑→电场↑→电场能↑→线圈中的电流i↓→磁场能↓→磁场↓。在电容器放电过程中，q↓→电场↓→电场能↓→线圈中的电流i↑→磁场能↑→磁场↑。主题2电磁波与机械波的区分和联系电磁波与机械波都是波，但又各有自己的特点，如能正确比较电磁波和机械波的异同，就能全面、透彻地理解这两个学问点。1．不同点比较项机械波电磁波对象探讨力学现象探讨电磁现象周期性改变的物理量位移随时间和空间做周期性改变电场强度E和磁感应强度B随时间和空间做周期性改变传播传播须要介质，波速与介质有关，与频率无关传播无需介质，在真空中波速总是c，在介质中传播时，波速与介质及频率都有关系产生由质点(波源)的振动产生由周期性改变的电流(电磁振荡)激发横波可以是是纵波可以是否2．相同点(1)都具有波的特性，能发生反射、折射、干涉和衍射等物理现象。(2)都满意v＝λT＝λf(3)波从一种介质传播到另一种介质，频率都不变。【典例2】(多选)关于机械波和电磁波，下列说法正确的是()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．机械波和电磁波都能发生衍射和干涉现象D．电磁波的波速与介质无关[听课记录](1)频率由波源确定，与介质无关。(2)电磁波可以在真空中传播也可以在介质中传播，机械波只能在介质中传播。(3)电磁波的波速与频率和介质均有关，机械波的波速仅与介质有关，与频率无关。主题3雷达的原理和应用1．利用雷达测定物体的距离：解决这类问题的关键是区分放射脉冲波形和反射脉冲波形，找出从放射电磁波和接收到回来的电磁波的时间差，再利用s＝12vt2．利用雷达测定物体的速度：这类问题往往要有两个(或两个以上)的放射脉冲与反射脉冲，可以确定一段时间前后物体的两个位置或一段时间的位移，从而测出物体的速度。3．利用雷达确定物体的位置：雷达有一个可以转动的天线，它能向肯定方向放射无线电(微波)脉冲，雷达可依据放射无线电波的方向和仰角，再参考所测得物体的距离，从而确定某一时刻物体的位置。事实上，这一切数据都由电子电路自动计算并在荧光屏上显示出来。【典例3】某一战斗机正以肯定的速度朝雷达的正上方水平匀速飞行，已知雷达放射相邻两次电磁波之间的时间间隔为5×10-4s，某时刻在雷达荧光屏上显示的波形如图甲所示，t＝173s后雷达向正上方放射和接收的波形如图乙所示，雷达荧光屏上相邻刻线间表示的时间间隔为10-4s，电磁波的传播速度为c＝3×108m/s，则该战斗机的飞行速度大约为多少？[听课记录](1)通过雷达测量距离实际是测量放射脉冲与回波脉冲之间的时间差，因电磁波以光速传播，据此就能换算成目标的精确距离。(2)通过雷达测量目标方位是利用天线的尖锐方位波束测量。测量仰角靠窄的仰角波束测量。依据仰角和距离就能计算出目标高度。章末综合提升典例1BC[0到t1，电流为正，且在减小，即电流为逆时针方向减小，说明电容器正在充电，电流方向为正电荷的运动方向，所以上极板带负电荷；t1到t2，电流为负且在增大，即电流为顺时针方向增大，说明电容器在放电，上极板带负电荷；在t3时刻，电流的改变率(ΔiΔt)最大，所以自感电动势(E＝LΔiΔt)最大，t2～t3的电流为负且减小，即顺时针减小，线圈中的感应电动势阻碍电流的减小，电容器充电，因此上极板带正电，即P典例2BC[机械波的传播须要介质，而电磁波的传播不须要介质，选项A错误；干涉、衍射是波特有的现象，选项C正确；波能传递能量，选项B正确；电磁波在不同介质中，传播速度一般不同，选项D错误。]典例3解析：由题意知荧光屏相邻刻线间的时间间隔t0＝10-4s，题图甲放射波和接收波的时间间隔t