高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十三章 交變電流電磁場與電磁波 第3講 電磁場與電磁波課件

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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(qiáng)度電場強(qiáng)度、線圈里的磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)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(yuǎn)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(diǎn):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(shù)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(qiáng)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(qiáng)弱信號強(qiáng)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(dāng)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(qiáng)最強(qiáng),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(dāng)代人類的生活和電磁波緊密相關(guān),關(guān)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(jī)、收音機(jī)和手機(jī)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(jī)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(guān),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(guān)于機(jī)械波和電磁波,下列說法中錯誤的是()A.機(jī)械波和電磁波都能在真空中傳播B.機(jī)械波和電磁波都可以傳遞能量C.波長、頻率和波速間的關(guān)系,即v=f,對機(jī)械波和電磁波都適用D.機(jī)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(jī)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(xiàng)A說法不正確。干涉、衍射是波特有的現(xiàn)象,選項(xiàng)D說法正確。波能傳遞能量,v=f對機(jī)械波和電磁波都適用,故選項(xiàng)B、C說法都正確。A3.(多選)

6、下列關(guān)于電磁波的說法中正確的是()A.麥克斯韋電磁場理論預(yù)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(dá)可以利用自身發(fā)射電磁波的反射波來對目標(biāo)進(jìn)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(jìn)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(diǎn)一考點(diǎn)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(diǎn)二考點(diǎn)二電磁波和機(jī)械波的比較電磁波和機(jī)械波的比較深化拓展深化拓展考點(diǎn)一麥克斯韋電磁場理論和電磁波考點(diǎn)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(diǎn):電磁波是橫波,電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)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(guān)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(xiàng)中沒強(qiáng)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(xué)原理在現(xiàn)代科技中有許多重要應(yīng)用。例如,利用波的干涉,可將無線電波的干涉信號用于飛機(jī)降落的導(dǎo)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(jī)跑道兩側(cè),它們類似于楊氏干涉實(shí)驗(yàn)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(jī)降落過程中,當(dāng)接收到1和2的信號都保持最強(qiáng)時,表明飛機(jī)已對準(zhǔn)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(qiáng)B.導(dǎo)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(qiáng)弱分布穩(wěn)定D.兩種無線電波各自在空間的強(qiáng)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(qiáng)弱無關(guān),故A錯;導(dǎo)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(qiáng)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(qiáng)弱分布不重合,D錯。C考點(diǎn)二電磁波和機(jī)械波的比較考點(diǎn)二電磁波和機(jī)械波的比較電磁波機(jī)械波本質(zhì)不同電磁現(xiàn)象力學(xué)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(jī)

10、理電磁振蕩機(jī)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(diǎn)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(xué)習(xí)方法,通過歸類和比較,有助于掌握新知識,提高學(xué)習(xí)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(xué)對機(jī)械波和電磁波進(jìn)行類比,總結(jié)出下列內(nèi)容,其中不正確的是()A.機(jī)械波的頻率、波長和波速三者滿足的關(guān)系,對電磁波也適用B.機(jī)械波和電磁波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象C.機(jī)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(jī)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(jī)械波還是電磁波,波速、波長和頻率間

11、的關(guān)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(jī)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(jī)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(jìn)米波雷達(dá)堪稱隱身飛機(jī)的克星,它標(biāo)志著我國雷達(dá)研究又創(chuàng)新的里程碑。米波雷達(dá)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(jī)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。