第3章 章末總結 內容索引 知識網(wǎng)絡構建 重點題型探究 當堂達標檢測 知識網(wǎng)絡構建 變化的磁場產生 變化的電場產生 磁場 電磁場與電磁波 電磁場 麥克斯韋電磁場理論 發(fā)現(xiàn) 電場 電磁波 預言 麥克斯韋證實 赫茲 t f 產生 電磁振蕩 振蕩電路lc振蕩電路的周期和頻率 調頻 調幅 傳播 三種方式 天波 有效發(fā)射電磁波的條件調制 與 成員 無線電波 可見光 x射線 特性及應用 特點 1 橫波 2 傳播不需介質 3 真空中傳播速度 光速 4 v 發(fā)射 傳播與接收 接收 調諧 電諧振 解調 檢波 電磁波 電磁場與電磁波 直線傳播 地波 電磁波譜 發(fā)射 應用 廣播 電視 雷達 移動電話 因特網(wǎng)等 等于 f 紅外線 紫外線 射線 重點題型探究 一 麥克斯韋的電磁場理論 1 兩個基本論點 1 變化的磁場產生電場 可從以下三個方面理解 恒定的磁場不產生電場 均勻變化的磁場產生恒定的電場 周期性變化的磁場產生同頻率的周期性變化的電場 2 變化的電場產生磁場 也可從以下三個方面理解 恒定的電場不產生磁場 均勻變化的電場產生恒定的磁場 周期性變化的電場產生同頻率的周期性變化的磁場 2 感應電場方向的判定變化的磁場產生的感應電場的方向 與存在閉合回路時產生的感應電流的方向是相同的 例1關于麥克斯韋的電磁場理論 下列說法正確的是a 穩(wěn)定的電場產生穩(wěn)定的磁場b 均勻變化的電場產生均勻變化的磁場 均勻變化的磁場產生均勻變化的電場c 變化的電場產生的磁場一定是變化的d 振蕩的電場周圍空間產生的磁場也是振蕩的 解析 答案 解析麥克斯韋的電磁場理論要點是 變化的磁場 電場 要在周圍空間產生電場 磁場 若磁場 電場 的變化是均勻的 產生的電場 磁場 是穩(wěn)定的 若磁場 電場 的變化是振蕩的 產生的電場 磁場 也是振蕩的 由此可判定正確答案為d項 二 lc回路的電磁振蕩規(guī)律 1 兩個過程電磁振蕩過程按電容器的電荷量變化可分為充 放電過程 如圖1所示 1 充電 當電容器的電荷量增加時為充電過程 這個過程電路中的電流減小 2 放電當電容器的電荷量減小時為放電過程 這個過程電路中的電流增加 注意 在任意兩個過程的分界點對應的時刻 各物理量取特殊值 零或最大值 圖1 2 兩類物理量一類是與電場有關的物理量 一類是與磁場有關的物理量 1 電流i 它決定了磁場能的大小 振蕩電流i在電感線圈中形成磁場 因此 線圈中的磁感應強度b 磁通量 和磁場能e磁具有與之相同的變化規(guī)律 2 電荷量q 它決定了電場能的大小 電容器兩極板間的電壓u 電場強e 電場能e電 線圈的自感電動勢e具有與之相同的變化規(guī)律 注意 電流i和電荷量q的變化不同步 規(guī)律如圖1所示 圖1 例2 多選 如圖2所示的lc振蕩電路 當開關s轉向右邊發(fā)生振蕩后 下列說法中正確的是a 振蕩電流達到最大值時 電容器上的帶電荷量為零b 振蕩電流達到最大值時 磁場能最大c 振蕩電流為零時 電場能為零d 振蕩電流相鄰兩次為零的時間間隔等于振蕩周期的一半 圖2 解析 答案 解析由lc電路電磁振蕩的規(guī)律知 振蕩電流最大時 即是放電剛結束時 電容器上電荷量為零 a對 電路中電流最大時 線圈中磁場最強 磁場能最大 b對 振蕩電流為零時 充電結束 極板上電荷量最大 電場能最大 c錯 振蕩電流相鄰兩次為零的時間間隔恰好等于半個周期 d對 三 電磁波的傳播特點及應用 1 電磁波譜無線電波 紅外線 可見光 紫外線 倫琴射線 x射線 射線等合起來 便構成了范圍非常廣闊的電磁波譜 2 各種不同的電磁波既有共性 又有個性 1 共性 它們在本質上都是電磁波 它們的行為服從相同的規(guī)律 都滿足公式v f 它們在真空中的傳播速度都是c 3 0 108m s 它們的傳播都不需要介質 各波段之間的區(qū)別并沒有絕對的意義 2 個性 不同電磁波的頻率或波長不同 表現(xiàn)出不同的特性 波長越長越容易產生干涉 衍射現(xiàn)象 波長越短觀察干涉 衍射現(xiàn)象越困難 正是這些不同的特性決定了它們不同的用途 例3 多選 下列有關電磁波的說法中正確的是a 電磁波譜中最難發(fā)生衍射的是無線電波b 電磁波譜中最難發(fā)生衍射的是 射線c 頻率大于可見光的電磁波表現(xiàn)為沿直線傳播d 雷達用的是微波 因為微波傳播的直線性好 解析 答案 解析波長越長 越容易發(fā)生衍射現(xiàn)象 在電磁波中 無線電波波長最長 射線的波長最短 故選項a錯誤 b正確 波長越短 頻率越大的電磁波 其衍射現(xiàn)象越不明顯 傳播的直線性越好 遇到障礙物反射性越好 故c d正確 四 電磁波和機械波的比較 電磁波和機械波都是波 但又各有自己的特點 如能正確比較電磁波和機械波的異同 就能全面 透徹理解這兩個知識點 1 電磁波和機械波的共同點 1 二者都能產生干涉和衍射 2 介質決定二者的傳播速度 3 二者在不同介質中傳播時頻率不變 2 電磁波和機械波的區(qū)別 1 二者本質不同電磁波是電磁場的傳播 機械波是質點機械振動的傳播 2 傳播機理不同電磁波的傳播機理是電磁場交替感應 機械波的傳播機理是質點間的機械作用 3 電磁波傳播不需要介質 而機械波傳播需要介質 4 電磁波是橫波 機械波既有橫波又有縱波 甚至有的機械波同時有橫波和縱波 例如地震波 例4聲吶向水中發(fā)射的超聲波遇到障礙物后被反射 測出從發(fā)出超聲波到接收到反射波的時間及方向 即可測算出障礙物的方位 雷達則向空中發(fā)射電磁波 遇到障礙物后被反射 同樣根據(jù)發(fā)射電磁波到接收到反射波的時間及方向 即可測算出障礙物的方位 超聲波和電磁波相比較 下列說法中正確的是a 超聲波與電磁波傳播時 都向外傳遞了能量b 超聲波與電磁波都既可以在真空中傳播 又可以在介質中傳播c 在空氣中傳播的速度與在其他介質中傳播的速度相比 均在空氣中傳播時具有較大的傳播速度d 超聲波與電磁波相遇時可能會發(fā)生干涉 解析 答案 解析超聲波與電磁波傳播時 都向外傳遞了能量 信息 故選項a正確 聲吶發(fā)出的超聲波是機械波 需要傳播介質 不可以在真空中傳播 故選項b錯誤 機械波在空氣中傳播時速度較小 在其他介質中傳播時速度大 而電磁波恰相反 故選項c錯誤 超聲波和電磁波不是同一類波 不可能發(fā)生干涉 故選項d錯誤 當堂達標檢測 1 多選 下列關于電磁場的說法正確的是a 只要空間某處有變化的電場或磁場 就會在其周圍產生電磁場 從而形成電磁波b 勻速運動的電子束周圍一定存在電磁場 即能產生電磁場c 周期性變化的電場和周期性變化的磁場交替產生 相互依存 形成不可分離的統(tǒng)一體 即電磁場d 歷史上 電磁場的理論在先 實踐證明在后 1 2 3 答案 4 5 2 關于電磁場和電磁波 下列說法中正確的是a 電磁波是縱波b 靜止的電荷放在變化的磁場中不會受到力的作用c 當電磁波在空間中傳播時 電磁能也隨著一起傳播d 電磁波的傳播速度與介質無關 解析 答案 1 2 3 4 5 解析電磁波是變化的電場和磁場交替出現(xiàn)產生的 電場 磁場的傳播方向相互垂直 因此電磁波是橫波 故選項a錯 變化的磁場產生電場 電場對電荷有力的作用 故選項b錯 電磁波傳播過程中 遇到導體能產生感應電流 說明電磁波在傳播過程中也傳播能量 故c正確 電磁波傳播的速度與介質有關 在不同介質中傳播的速度不同 故選項d錯 1 2 3 4 5 3 類比是一種有效的學習方法 通過歸類和比較 有助于掌握新知識 提高學習效率 在類比過程中 既要找出共同之處 又要抓住不同之處 某同學對機械波和電磁波進行類比 總結出下列內容 其中不正確的是a 機械波的頻率 波長和波速三者滿足的關系 對電磁波也適用b 機械波和電磁波都能產生干涉和衍射現(xiàn)象c 機械波的傳播依賴于介質 而電磁波可以在真空中傳播d 機械波既有橫波又有縱波 而電磁波只有縱波 解析 答案 1 2 3 4 5 解析機械波和電磁波有相同之處 也有本質區(qū)別 如v f都適用 a說法對 機械波和電磁波都可以產生干涉和衍射現(xiàn)象 b說法對 機械波的傳播依賴于介質 電磁波可以在真空中傳播 c說法對 機械波有橫波和縱波 而電磁波是橫波 d說法錯 1 2 3 4 5 4 多選 關于電磁波譜中各波段的特性及應用的特性 下列說法正確的是a 紅外遙感是利用了紅外線波長較長的特點b 一切物體都在不停地輻射紅外線 溫度越高 輻射越強c 驗鈔機檢驗鈔票真?zhèn)卫昧俗贤饩€的熒光作用d x射線可深入人的骨骼 殺死病變細胞 解析 答案 解析在人體內殺死病變細胞是利用了 射線的放射作用 1 2 3 4 5 5 如圖3所示 i t圖像表示lc振蕩回路的電流隨時間變化的圖像 在t 0時刻 回路中電容器的m板帶正電 在某段時間里 回路的磁場能在減小 而m板仍帶正電 則這段時間是圖中a oa段b ab段c bc段d cd