高三物理第一轮复习 电磁场和电磁波学案 新人教版

1、第三小时的电磁场和电磁波第一关：基础关展望高考基础知识一、麦斯威尔的电磁场理论知识解说变化的磁场可以产生电场，变化的电场可以产生磁场。 根据该理论，周期性变化的电场和磁场相互关联，交替发生，形成一个不可分割的统一，即电磁场理解麦斯威尔电磁波理论：一定的电场不产生磁场一定的磁场不产生电场均匀变化的磁场在周围空间产生一定的电场均匀变化的电场在周围空间产生一定的磁场振荡电场产生相同频率的振荡磁场。振荡磁场产生相同频率的振荡电场活用1 .根据麦斯威尔电磁理论，以下说法正确的是()a .在电场的周围一定会产生磁场，在磁场的周围也一定会产生电场b .在变化的电场周围一定会产生磁场，在变化的磁场周围也一定会

2、产生电场c .在变化的电场周围一定会产生变化的磁场d .真空中的电磁波传播速度为3.00108 m/s解析：根据麦斯威尔的电磁理论，只在变化的电场周围产生磁场，在变化的磁场周围产生电场，但在变化的电场周围不一定产生变化的磁场，像均匀变化的电场一样产生稳定的磁场，所以正确的选择是BD。回答： BD二、电磁波知识解说1 .电磁波的形成：空间的某个区域中有不均匀变化的电场，这个变化的电场引起空间中变化的磁场这个变化的磁场又引起新的变化的电场并且，变化的电场和变化的磁场交替发生，从近表兄弟向远表兄弟周围传播形成电磁波2 .特点(1)电磁波为横波，电场方向和磁场方向都与传播方向垂直。(2)电磁波传播不需

3、要介质，电磁波在真空中以光速c=3.00108 m/s进行传播。(3)电磁波具有波的共性，可以引起反射、折射、干扰作用、偏振光和衍射等现象(4)电磁波可以独立于“波源”而存在(5)同一种类的电磁波在不同介质中传播时，频率不变(频率由波源决定)，波速、波长变化，介质中的速度都比真空中的速度小(6)不同电磁波在同一介质中传播的情况下，传播速率不同，频率越高波速越小，频率越低波速越大活用关于电磁场和电磁波，以下说法正确的是()a .电磁波是横波b .电磁波传播需要媒体c .电磁波与干扰作用发生衍射现象d .电磁波中的电场和磁场的方向在任何地方都相互垂直解析：电磁波传输不需要介质，电磁波的振动方向垂直

4、于传播方向为横波，同其他波一样产生波的基本特征，即干扰作用和衍射现象。回答： ACD三、电磁波的发射和接收知识解说1 .电波频带的区分：电波技术中将波长大于1 mm (频率低于300 GHz )的电磁波称为电波，将电波按波长(频率)划分为几个频带频带波长频率传播方式主要用途长波30000 m米3000 m米10 kHz100 kHz地面电波超远程无线电中波3000 m米200米100 kHz1500 kHz地波和天波通讯和导航仪表中短波200米50米1500 kHz6000 kHz天波振幅调变无线播放电报通讯短波50米至10米6 MHz30 MHz微波米波十米到一米30 MHz300 MHz近

5、似直线线性传播调频收音机广播电视导航仪表分米波1米至0.1米300 MHz3000 MHz线性传播电视、雷达、导航仪表厘米波十厘米到一厘米3000 MHz30000MHz极高频10毫米1毫米30000 MHzMHz2 .电波的发射(1)发送电路的特点一盏茶需要高振荡频率。 频率越高，发射电磁波的能力就越大振荡电路的电场和磁场必须尽可能地分散在大的空间中，才能有效地放射能量。 能够通过开路有效地放射电磁波(2)调制定义：电磁波辐射技术中，使电磁波随各种信号变化的技术称为调制调制的两种方式a .振幅调变：根据信号的强弱改变射频波的电磁波的振幅，将该调制称为振幅调变(AM )b .频率调制：根据信号

6、的强弱改变射频波电磁波的频率，将该调制称为频率调制(FM )(3)电波发射过程：从震荡器(常用LC振荡电路)产生射频波振荡电流，用调制器将应传输的电信号调制成振荡电流，再与一个开放电路耦合，激励电波，向周围发射。3 .电波的接收(1)电共振：当接收电路的固有频率与接收电磁波的频率相同时，接收电路产生的振荡电流最强，这种现象称为电共振。 电共振是电磁性上的共振现象(2)调谐：使接收电路产生电共振的过程称为调谐(3)调停：解调从接收的射频波电流中恢复携带的信号的过程。解调是调制的逆过程，调幅波的解调也称为检波。(4)电波的接收过程：无线接收的所有电磁波，通过调谐选择必要的电磁波，进一步解调取出携带

7、的信号，放大返回声音或者图像四、电视和雷达知识解说1 .电视在电视机的发送侧，用摄像管将光信号转换为电信号，用电信号调制射频波振动，通过天线放射带信号电磁波的电视机的接收侧，在调谐、检波、解调等过程中将电信号发送给阴极射线管，从阴极射线管将电信号还原为图像2 .雷达(1)雷达是利用电波测定物体位置的无线设备.(2)这是因为雷达使用微波波段，电磁波的波长越短，传播的直线性越好，自反性越强。活用3 .雷达是利用电磁波测量物体位置和速度的设备，在一定方向上发射不连续的电磁波，在碰到障碍物时反射。 雷达在发射和接收电磁波时，荧光屏上分别呈现尖锐的波浪。 在某时刻显示于雷达监视屏画面的雷达波形如图a所示

8、，30 s后在同一方向监视屏而显示于画面的雷达波形如图b所示，在雷达监视屏画面的相邻的时刻线间显示的时间间隔为10-4 s，电磁波在空气中的传播速率为3108 m/s，被监视目标的移动速度为最大a.1200米/秒b.900米/秒c.500米/秒三百米/秒解析：如图甲所示，可知某时刻的飞行目标和雷达距离为s1=(3108410-4)/2=0.6105 m，同样如图乙所示，如果修正30 s后飞行目标和雷达距离s2=0.45105 m，则被监视目标的移动速度v=(s1回答： c第二关：技法关解读高考解题技术法一、麦斯威尔电磁理论的理解技法解说麦斯威尔电磁理论是理解电磁场与电磁波的牛鼻子点，应当理解：

9、变化的磁场可以产生电场，产生的电场性质取决于磁场的变化情况：均匀变化的磁场产生稳定的电场；不均匀变化的磁场振荡的磁场具有相同的频率麦斯威尔根据自己提出的电磁场理论预言了电磁波的存在. 1888年，德意志物理学家赫兹实验证明电磁波的存在并证明电磁波同所有波一样发生反射、折射、衍射等现象典型分析例1根据麦斯威尔电磁理论，以下说法正确的是()a .在电场的周围一定会产生磁场，在磁场的周围也一定会产生电场b .在变化的电场周围一定会产生磁场，在变化的磁场周围也一定会产生电场c .在变化的电场周围一定会产生变化的磁场d .在变化的磁场周围一定会产生变化的电场解析：根据麦斯威尔的电磁理论，只在变化的电场周

10、围产生磁场，在变化的磁场周围产生电场，但在变化的电场周围不一定产生变化的磁场，像均匀变化的电场一样产生稳定的磁场，所以正确的选择是b。回答： b二、电磁波和机械波的区别和联系技法解说介质中的机械波的传播速率由介质来确定，并且与机械波的频率无关地介质中的电磁波传播速度不仅取决于介质，而且还取决于电磁波的频率，频率越大，传播速率越小电磁波本身是物质，所以电磁波传播不需要其他物质作为介质。 机械波不能在真空中传播，电磁波能在真空中传播电磁波也和机械波有相同之处，两者都有周期性，都是能量传播的过程，适用v=f的关系式典型分析例2电磁波与声波的比较a .电磁波传播不需要介质，声波的传播需要介质b .从空

11、气进入水中时，电磁波的速度变小，声波的速度变大c .从空气进入水中时，电磁波的波长变小，声波的波长变大d .电磁波和声波在介质中的传播速率与频率无关，由介质决定分析：可以从电磁波的特征和声波的特征分析的选项a、b符合事实，所以根据a、所述，电磁波的速度变小，频率不变，波长变小声波的速度变大，频率不变，波长变大，所以选项c是正确的。 电磁波在介质中的速度与介质有关，与频率有关，由于在相同介质中频率越大波速越小，所以选择项d是错误的，所以选择ABC。回答： ABC三、雷达原理的应用技法解说1 .了解雷达的工作原理，明确尖形波的意义是解题的关键2 .雷达发射了直线性能好、反射性能强的微波3 .无线电

12、波在空间中等速传播，波速可认为c=3108m/s。4 .确定从从图像上发射电磁波到接收反射波所需的时间。5 .电磁波所走的路程留心为障碍物到雷达的距离的2倍典型分析例3雷达向远方发射电波，一次发射时间为1s，二次发射时间间隔为100s，指示器荧光屏上出现的尖锐波如图所示，图中ab=bc，障碍物和雷达之间的距离是多少？解析：本问题主要考察了雷达的工作原理.图中的a和c的尖形波在雷达向目标发射电波时出现，b的尖形波在雷达接收到从障碍物反射的电波时出现，从ab=bc发射电波的时间为50s。设障碍物和雷达间的距离为s，根据题意，可以通过电波往返时间t=50s，2s=ct得到s=CT/2=3. 0108

13、5010-6/2米=7. 5103米。回答：7.5103 m米第三关：训练关笑对高考在教堂训练1 .以下关于电磁场的说法中正确的是()a .如果在空间的某处存在变化的电场或磁场，则在其周围产生电磁场，形成电磁波b .在变化的电场周围一定有变化的磁场c .振荡电场和振荡磁场交替产生，形成相互依存、不能分离的统一，即电磁场d .电磁波理论先进，实践得到证明后解析： a错误.电场变化均匀，不能形成电磁波b错误.电场变化均匀，只能形成稳定磁场的电场变化不均匀，可以形成变化的磁场.英吉利物理学家麦斯威尔理论上预言了电磁波的存在，指出了电磁波的特征回答：光盘关于电磁场和电磁波，以下记述正确的是()a .变

14、化的电场可以产生磁场，变化的磁场也可以产生电场b .电磁波和机械波都只能在介质中传播c .电磁波在空间中传播时，电磁能也一起传播d .电磁波通过两介质的界面时频率发生变化解析：从麦斯威尔电磁场理论可以看出，选择项a能够在真空中传播正确的电磁波，而机械波只能在介质中传播，如果选择项b错误的波传播，则能量随波传播，选项c在正确的电磁波通过两介质的边界面时，频率不变回答：交流3.如图所示，在内壁光滑、水平放置的玻璃圆环中，有直径稍小的带正电的小球，以速度v0向逆时针方向等速旋转，方向突然垂直上升到该空间时，磁感应强度b施加与时间成比例增加的变化磁场，如果在运动中小球带电荷量不变化()。a .小球对玻

15、璃环的压力必然增大b .球受到的磁场力一定会变大c .小球先向逆时针方向减速运动，然后向顺时针方向加速运动d磁场力对小球一直不工作解析：由于玻璃圆环处于均匀变化的磁场空间中，感应的稳定涡电场对带正电的小球起作用，使小球先逆时针减速运动后顺时针加速运动，但由于磁场力的时刻与小球的圆周运动线速度垂直，因此不对小球起作用小球在水平面内沿轨道半径方向受到两个力作用：环的压力n和磁场的洛伦兹力f=Bqv，并且两个力的矢量和时刻等于小球圆周运动的向心力总的来说，在各个选项中，c，d应该是正确的。回答：光盘4.图是表示存在于电磁波的发送接收的哪个阶段()的振幅调变振荡电流的图像a .调制后b .调整后c .

16、检波后d .正在戴耳机为了传递信号，需要将信号与射频波振荡电流相加，这是调制方法之一，使射频波振荡电流的振幅根据信号而变化，作为振幅调变振荡电流.回答： AB5.电磁辐射对人体有很大危害，很可能诱发癌症是儿童白血病的原因之一，对能加速人体癌细胞增殖的人们的视觉系统有不良影响等.根据有关规定，工作场所受到的电磁辐射强度(单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量)不得超过0.5 W/m2解析：将距离通讯装置r以外作为安全区域，来自通讯装置的电力p均匀到达半径r的球面上，得到每单位面积得到的电磁辐射量即电磁辐射强度回答：0.4 m米上课作业四十三电磁场与电磁波1.1864年，英吉利科学家麦斯威尔在总结前人