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1、第3講電磁場與電磁波知識梳理知識梳理一、電磁振蕩一、電磁振蕩1.電磁振蕩電磁振蕩(1)振蕩電流:大小大小和方向方向都作周期性迅速變化的電流。(2)振蕩電路:產(chǎn)生振蕩電流振蕩電流的電路。(3)LC振蕩電路:由線圈線圈L和電容器電容器C組成,是最簡單的振蕩電路。(4)在振蕩電路產(chǎn)生振蕩電流的過程中,電容器極板上的電荷量電荷量、電路中的電流電流、電容器里的電場強度電場強度、線圈里的磁感應強度磁感應強度都隨時間作周期性變化。(5)電磁振蕩的周期T=2,頻率f=。LC12LC2.電磁場電磁場(1)麥克斯韋電磁場理論:變化的電場在周圍空間產(chǎn)生磁場磁場,變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生電場電場;均勻變化的電場(磁場
2、)在周圍空間產(chǎn)生恒定恒定的磁場(電場),非均勻變化的電場(磁場)在周圍空間產(chǎn)生變化變化的磁場(電場)。(2)振蕩的電場(磁場)在周圍空間產(chǎn)生周期性變化周期性變化的磁場(電場)。(3)電磁場:變化的電場在周圍空間產(chǎn)生磁場,變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生電場,變化的電場和磁場成為一個完整的整體,這就是電磁場電磁場。1.電磁波電磁波(1)電磁場由近及遠地傳播,形成電磁波電磁波。(2)電磁波在空間傳播不需要介質(zhì)介質(zhì);電磁波是橫橫波,交替出現(xiàn)的電場方向、磁場方向及電磁波的傳播方向三者都互相垂直垂直;電磁波的傳播過程也是傳播電磁場的能量能量的過程。(3)電磁波的傳播速度v等于波長和頻率f的乘積,即v=f。任何頻
3、率的電磁波在真空中的傳播速度都相等,都等于真空中的光速c。二、電磁波的發(fā)射和接收二、電磁波的發(fā)射和接收2.無線電波的發(fā)射與接收無線電波的發(fā)射與接收(1)無線電波的發(fā)射a.要向外發(fā)射無線電波,振蕩電路必須具有如下特點:第一,要有足夠高足夠高的振蕩頻率;第二,采用開放開放電路,使電場和磁場分散到盡可能大的空間。b.利用無線電波傳遞信號,要求發(fā)射的無線電波隨信號而改變。使無線電波隨各種信號而改變的技術叫調(diào)制,常用的調(diào)制方法有調(diào)幅調(diào)幅和調(diào)頻調(diào)頻兩種。使高頻振蕩的振幅隨信號的強弱而改變叫做調(diào)幅調(diào)幅,經(jīng)過調(diào)幅以后發(fā)射出去的無線電波叫做調(diào)幅波調(diào)幅波。使高頻振蕩的頻率隨信號強弱信號強弱而改變叫做調(diào)頻,經(jīng)過調(diào)頻
4、以后發(fā)射出去的無線電波叫做調(diào)頻波調(diào)頻波。(2)無線電波的接收a.當接收電路的固有頻率跟接收到的無線電波的頻率相同相同時,激起的振蕩電流最強最強,這就是電諧振現(xiàn)象。b.使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫做調(diào)諧調(diào)諧。能夠調(diào)諧的接收電路叫做調(diào)諧調(diào)諧電路。c.從經(jīng)過調(diào)制的高頻振蕩中“檢”出調(diào)制信號的過程,叫做檢波。檢波是調(diào)制調(diào)制的逆過程,也叫做解調(diào)解調(diào)。1.當代人類的生活和電磁波緊密相關,關于電磁波,下列說法正確的是()A.只要把帶電體和永磁體放在一起,就會在周圍空間產(chǎn)生電磁波B.電磁波在傳播過程中,其波速始終保持不變C.電視機、收音機和手機所接收的信號都屬于電磁波D.微波爐內(nèi)所產(chǎn)生的微波不是電磁波,而是波
5、長很短的機械波C答案答案C非均勻變化的磁場、電場才能產(chǎn)生電磁波,A錯;電磁波的傳播速度與介質(zhì)有關,B錯;電磁波能夠攜帶信息,用于通訊,C正確;微波爐內(nèi)的微波是波長較短的電磁波,D錯。2.關于機械波和電磁波,下列說法中錯誤的是()A.機械波和電磁波都能在真空中傳播B.機械波和電磁波都可以傳遞能量C.波長、頻率和波速間的關系,即v=f,對機械波和電磁波都適用D.機械波和電磁波都能發(fā)生衍射和干涉現(xiàn)象答案答案A機械波的傳播需要介質(zhì),而電磁波的傳播不需要介質(zhì),所以選項A說法不正確。干涉、衍射是波特有的現(xiàn)象,選項D說法正確。波能傳遞能量,v=f對機械波和電磁波都適用,故選項B、C說法都正確。A3.(多選)
6、下列關于電磁波的說法中正確的是()A.麥克斯韋電磁場理論預言了電磁波的存在B.電磁波從真空傳入水中時,波長將變長C.雷達可以利用自身發(fā)射電磁波的反射波來對目標進行定位D.醫(yī)院中用于檢查病情的“B超”利用了電磁波的反射原理答案答案AC電磁波從空氣進入水中,傳播速度減小,而電磁波的頻率不變,由v=f可知,波長變小;“B超”是利用超聲波工作,不是電磁波。AC深化拓展深化拓展考點一考點一麥克斯韋電磁場理論和電磁波麥克斯韋電磁場理論和電磁波考點二考點二電磁波和機械波的比較電磁波和機械波的比較深化拓展深化拓展考點一麥克斯韋電磁場理論和電磁波考點一麥克斯韋電磁場理論和電磁波1.麥克斯韋電磁場理論麥克斯韋電磁
7、場理論2.電磁波電磁波(1)產(chǎn)生:變化的電場和變化的磁場總是交替產(chǎn)生,由發(fā)生區(qū)域向周圍空間傳播開去,就形成電磁波。(2)特點:電磁波是橫波,電場強度E和磁感應強度B的方向都與傳播方向垂直。電磁波傳播時不需要任何介質(zhì),在真空中傳播的速度最大,c=3108m/s。電磁波本身是一種物質(zhì),它具有能量。具有波的特征,能產(chǎn)生反射、折射、衍射、干涉等現(xiàn)象?！厩榫八夭慕處焸溆谩?-1下列關于電磁波的說法正確的是()A.均勻變化的磁場能夠在空間產(chǎn)生電場B.電磁波在真空和介質(zhì)中傳播速度相同C.只要有電場和磁場,就能產(chǎn)生電磁波D.電磁波在同種介質(zhì)中只能沿直線傳播答案答案A若只有電場和磁場而電場和磁場都恒定或電場、磁
8、場僅均勻變化都不能產(chǎn)生電磁波,C錯。光也是電磁波,在真空和介質(zhì)中傳播的速度不同,B錯。D選項中沒強調(diào)是“均勻”介質(zhì),若介質(zhì)各處密度不均勻會發(fā)生折射,故D錯。A1-2(2017北京理綜,20,6分)物理學原理在現(xiàn)代科技中有許多重要應用。例如,利用波的干涉,可將無線電波的干涉信號用于飛機降落的導航。如圖所示,兩個可發(fā)射無線電波的天線對稱地固定于飛機跑道兩側,它們類似于楊氏干涉實驗中的雙縫。兩天線同時都發(fā)出波長為1和2的無線電波。飛機降落過程中,當接收到1和2的信號都保持最強時,表明飛機已對準跑道。下列說法正確的是()A.天線發(fā)出的兩種無線電波必須一樣強B.導航利用了1與2兩種無線電波之間的干涉C.
9、兩種無線電波在空間的強弱分布穩(wěn)定D.兩種無線電波各自在空間的強弱分布完全重合答案答案C波的干涉產(chǎn)生與否與波的強弱無關,故A錯;導航利用了同頻率的兩列波的干涉,而波長為1和2的兩列波頻率不同,B錯;1與1干涉,2與2干涉,兩個干涉圖樣在空間的強弱分布穩(wěn)定,故C正確;由于1與2兩列波的波長不同,故兩干涉圖樣在空間強弱分布不重合,D錯。C考點二電磁波和機械波的比較考點二電磁波和機械波的比較電磁波機械波本質(zhì)不同電磁現(xiàn)象力學現(xiàn)象傳播介質(zhì)不需要介質(zhì),真空中也可傳播彈性介質(zhì)中才可傳播傳播速度在真空中v=c=3.0108m/s,介質(zhì)中v=f真空中v=0,介質(zhì)中v=f波的性質(zhì)橫波橫波或縱波,或二者的混合波產(chǎn)生機
10、理電磁振蕩機械振動周期性變化的物理量電場E、磁場B隨時間和空間周期性變化質(zhì)點位移、加速度、速度隨時間和空間周期性變化共有現(xiàn)象反射、折射、衍射、干涉2-1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(nèi)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(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象C.機械波的傳播依賴于介質(zhì),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D . . .答案答案D無論機械波還是電磁波,波速、波長和頻率間
11、的關系都滿足v=f,說法A是正確的。干涉和衍射現(xiàn)象是一切波具有的特性,說法B是正確的。機械波只能在介質(zhì)中傳播,而電磁波可以在真空中傳播,說法C是正確的。機械波既有橫波又有縱波,電磁波只有橫波,說法D是錯誤的。故答案為D。2-2我國成功研發(fā)的反隱身先進米波雷達堪稱隱身飛機的克星,它標志著我國雷達研究又創(chuàng)新的里程碑。米波雷達發(fā)射無線電波的波長在110m范圍內(nèi),則對該無線電波的判斷正確的是()A.米波的頻率比厘米波頻率高B.和機械波一樣須靠介質(zhì)傳播C.同光波一樣會發(fā)生反射現(xiàn)象D.不可能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象C答案答案C無線電波與光波均為電磁波,均能發(fā)生反射、干涉、衍射現(xiàn)象,故C正確、D錯。電磁波在真空中傳播速度最快,故B錯。由c=f可知,頻率與波長成反比,故A錯。
物理第十三章 交變電流電磁場與電磁波 第3講 電磁場與電磁波
