高考總復(fù)習(xí)物理課件46 電磁波

1、內(nèi)容要求變化的磁場產(chǎn)生電場，變化的電場產(chǎn)生磁場，電磁波及其傳播電磁波的產(chǎn)生、發(fā)射和接收電磁波譜狹義相對論的基本假設(shè)質(zhì)速關(guān)系、質(zhì)能關(guān)系相對論質(zhì)能關(guān)系式電磁振蕩和電磁波的內(nèi)容在高考中重點考查lc振蕩電路的振蕩過程及其規(guī)律，考查方式是采取論證和計算較少而概念敘述較多電磁波的發(fā)射、接收及相對論部分單獨出題的概率不大電磁振蕩和電磁波的重點和難點是：lc振蕩回路產(chǎn)生的電磁振蕩，核心內(nèi)容是麥克斯韋電磁場理論對相對論簡介要認(rèn)真看書閱讀了解課時46電磁波考點一麥克斯韋電磁理論 基礎(chǔ)梳理1麥克斯韋電磁理論的兩大支柱：變化的磁場產(chǎn)生電場，變化的電場產(chǎn)生磁場2電磁場：變化的電場和磁場總是互相聯(lián)系的，形成一個不可分離的

2、統(tǒng)一的場，這就是電磁場 疑難詳析1均勻變化是指在相等時間內(nèi)磁感應(yīng)強度或電場強度的變化量相等，或者說磁感應(yīng)強度或電場強度對時間的變化率為一定值2變化磁場在周圍空間產(chǎn)生的電場為感應(yīng)電場(也叫渦旋電場)，與由電荷激發(fā)的靜電場不同它的電場線是閉合的，它的存在與空間的無導(dǎo)體或閉合電路無關(guān) 深化拓展1均勻變化的磁場產(chǎn)生穩(wěn)定的電場，不均勻變化的磁場產(chǎn)生變化的電場，振蕩磁場產(chǎn)生同頻率的振蕩電場2均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，不均勻變化的電場產(chǎn)生變化的磁場，振蕩電場產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場考點二電磁波 基礎(chǔ)梳理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：(1)是橫波

3、，電場強度e和磁感應(yīng)強度b的方向都與傳播方向垂直(2)是一種波動，在真空中傳播的速度為3.0108 m/s，在介質(zhì)中傳播速度小于光速(3)機械波速公式vf對電磁波仍適用(4)電磁波本身是一種物質(zhì)，它具有能量，因而在傳播過程中不需要介質(zhì)(5)具有波的特征，能產(chǎn)生反射、折射、衍射、干涉等現(xiàn)象3英國物理學(xué)家麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，德國物理學(xué)家赫茲用實驗證實了電磁波的存在深化拓展1電磁波可以在真空中傳播，也可以在介質(zhì)中傳播，即電磁波可以脫離“波源”而存在；2同種電磁波在不同介質(zhì)中傳播時，頻率不變；不同頻率電磁波在同一介質(zhì)中傳播時，傳播速度不同考點三無線電波的發(fā)射和接收 基礎(chǔ)梳理1無線電波：無線電技

4、術(shù)中使用的電磁波叫做無線電波無線電波的波長從幾毫米到幾十千米根據(jù)波長(或頻率)，通常將無線電波分成幾個波段，每個波段的無線電波分別有不同的用途圖圖12無線電波的發(fā)射：無線電波的發(fā)射：(1)要有效地向外發(fā)射電磁波，必須滿足兩個條件：要有效地向外發(fā)射電磁波，必須滿足兩個條件：要有足夠高的振蕩率，要有開放電路要有足夠高的振蕩率，要有開放電路(2)開放電路由振蕩器、互感線圈、天線、地線等幾部分組開放電路由振蕩器、互感線圈、天線、地線等幾部分組成如圖成如圖1所示所示(3)把要傳遞的信號“加”到高頻等幅振蕩電流上，使電磁波隨各種信號而改變叫做調(diào)制使高頻振蕩的振幅隨信號而改變叫做調(diào)幅，使高頻振蕩的頻率隨信號

5、而改變叫做調(diào)頻3無線電波的接收：無線電波采用調(diào)諧電路接收，當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時，接收電路產(chǎn)生電諧振電流最強，這種現(xiàn)象叫電諧振使接收電路產(chǎn)生的振蕩的過程叫做調(diào)諧從接收到的高頻振蕩電流中“檢”出所攜帶的調(diào)制信號過程，叫做檢波檢波是調(diào)制的逆過程，因此也叫解調(diào)考點四電視和雷達(dá) 基礎(chǔ)梳理1電視在電視的發(fā)射端，用攝像管將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，利用電信號對高頻振蕩進(jìn)行調(diào)制然后通過天線把帶有信號的電磁波發(fā)射出去；在電視的接收端，通過調(diào)諧、檢波、解調(diào)等過程將電信號送到顯像管，再由顯像管將電信號還原成圖象2雷達(dá)(1)雷達(dá)是利用無線電波來測定物體位置的無線電設(shè)備(2)雷達(dá)用的是微波波段，因

6、為電磁波波長越短，傳播的直線性越好，反射性能越強考點五電磁波譜 基礎(chǔ)梳理1電磁波譜：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、倫琴射線、射線合起來構(gòu)成了范圍廣闊的電磁波譜從無線電波到射線，都是本質(zhì)相同的電磁波，它們的行為服從共同的規(guī)律，另一方面由于頻率或波長的不同而又表現(xiàn)出不同的特征，如波長越長的無線電波，很容易表現(xiàn)出干涉、衍射等現(xiàn)象，隨波長越來越短的可見光、紫外線、x射線、射線要觀察到它們的干涉、衍射現(xiàn)象，就越來越困難了2電磁波產(chǎn)生的機理：無線電波：產(chǎn)生于振蕩電路中；紅外線、可見光、紫外線：原子的外層電子受到激發(fā)后產(chǎn)生的；倫琴射線：原子內(nèi)層電子受到激發(fā)而產(chǎn)生的；射線：原子核受到激發(fā)后產(chǎn)生的3電磁波的

7、特點及應(yīng)用：(1)紅外線特點：最顯著的是熱作用應(yīng)用：紅外線加熱，紅外攝影，紅外線成像(夜視儀)，紅外遙感(2)紫外線特性：主要作用是化學(xué)作用，還有很強的熒光效應(yīng)和殺菌消毒作用應(yīng)用：紫外照相，照明和誘殺害蟲的日光燈、黑光燈，醫(yī)院里病房和手術(shù)室的消毒，治療皮膚病、硬骨病 (3)倫琴射線一般由倫琴射線管產(chǎn)生的，也可由高速電子流轟擊金屬靶產(chǎn)生特性：穿透本領(lǐng)很強應(yīng)用：工業(yè)上金屬探傷，醫(yī)療上透視人體此外還有比倫琴射線波長更短的電磁波，如放射性元素放出的射線題型一對麥克斯韋電磁場理論的理解例1某空間出現(xiàn)了如圖2所示的一組閉合的電場，這可能是 ()a沿ab方向磁場在迅速減弱b沿ab方向磁場在迅速增強c沿ba方

8、向磁場在迅速增強d沿ba方向磁場在迅速減弱圖圖2解析根據(jù)電磁感應(yīng)理論，閉合回路中磁通量變化時，使閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，該電流可用楞次定律判斷，其中感應(yīng)電流的方向和電場線方向一致答案ac題后反思：根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，是因為閉合電路中電荷受到了電場作用，而變化的磁場產(chǎn)生電場，與是否存在閉合電路無關(guān)，故空間內(nèi)磁場變化產(chǎn)生的電場方向，仍可用楞次定律判斷 下列關(guān)于電磁場的說法中正確的是 ()a只要空間某處有變化的電場或磁場，就會在其周圍產(chǎn)生電磁場，從而形成電磁波b任何變化的電場周圍一定有磁場c振蕩電場和振蕩磁場交替產(chǎn)生，相互依存，形成不可分離的統(tǒng)一體，即電磁場d電磁波的理論

9、在先，實踐證明在后解析：根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論可知選項a錯誤；若電場或磁場的變化是均勻的，則不能形成電磁波；b項正確若電場的變化是均勻的，則只能形成穩(wěn)定的磁場；若電場的變化是非均勻的，則可形成電磁場，由電磁場的定義可知c正確英國物理學(xué)家麥克斯韋從理論上預(yù)見了電磁波的存在，并指出電磁波的特點例如：電磁波的傳播不需要介質(zhì)，它在真空中的速度等于光速，電磁波是橫波等，進(jìn)而說明光是電磁波家庭中的一員二十多年后由德國物理學(xué)家赫茲驗證，所以d正確答案：bcd題型二電磁波和機械波的比較例2(2009北京高考)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

10、處，又要抓住不同之處某同學(xué)對機械波和電磁波進(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，而電磁波只有縱波解析本題考查機械波和電磁波的區(qū)別和聯(lián)系，意在考查考生對基本概念的理解和辨析d中，電磁波是橫波，不是縱波，其他選項的表述是對的答案d題后反思：解決此類問題應(yīng)注意：(1)電磁波的波速不同電磁波在同一介質(zhì)中傳播時，傳播速度不同，頻率越高波速越小，頻率越低波速越大在真空中傳播時，不同頻率的電磁波的速度相同，vc.(2)電磁波與機械波

11、不同，機械波在介質(zhì)中傳播的速度只與介質(zhì)有關(guān)，電磁波在介質(zhì)中傳播的速度與介質(zhì)和頻率均有關(guān)對于機械波和電磁波的比較，下面說法正確的是()a它們都能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象b它們在本質(zhì)上是相同的，只是頻率不同而已c它們都可能是橫波，也可能是縱波d機械波的傳播速度只取決于介質(zhì)，與頻率無關(guān)，而電磁波的傳播速度與介質(zhì)無關(guān)，只與頻率有關(guān)解析：機械波和電磁波都是一種波，都具有波的共同特征，即都能發(fā)生干涉、衍射、反射、折射等現(xiàn)象，故a選項正確機械波傳播的是一種振動形式，可能是橫波，也可能是縱波，而電磁波是一種物質(zhì)波，是橫波不可能是縱波，故b，c選項錯誤電磁波的傳播速度不僅與介質(zhì)有關(guān)(折射率)，還與其本身的

12、頻率有關(guān)，故d選項錯誤答案：a1(2009天津高考)下列關(guān)于電磁波的說法正確的是 ()a電磁波必須依賴介質(zhì)傳播b電磁波可以發(fā)生衍射現(xiàn)象c電磁波不會發(fā)生偏振現(xiàn)象d電磁波無法攜帶信息傳播解析：本題考查了電磁波的相關(guān)知識，意在考查考生對所學(xué)知識的理解及遷移能力根據(jù)電磁波的產(chǎn)生機理及傳播特性可知，電磁波傳播不需要介質(zhì)，選項a錯誤；干涉、衍射是電磁波和所有波都具有的共同特性，選項b正確；由于電磁波是橫波，故能發(fā)生偏振現(xiàn)象，選項c錯誤；電磁波能夠攜帶圖象、聲音等信息進(jìn)行傳播，選項d錯誤答案：b2目前雷達(dá)發(fā)射的電磁波頻率多在200 mhz至1000 mhz的范圍內(nèi)，下列關(guān)于雷達(dá)和電磁波的說法正確的是 ()a

13、真空中上述雷達(dá)發(fā)射的電磁波的波長范圍在0.3 m至1.5 m之間b電磁波是由恒定不變的電場或磁場產(chǎn)生的c測出從發(fā)射電磁波到接收反射波的時間間隔可以確定雷達(dá)和目標(biāo)的距離d波長越短的電磁波，反射性能越強解析：據(jù) ，電磁波頻率在200 mhz至1000 mhz的范圍內(nèi)，則電磁波的波長范圍在0.3 m至1.5 m之間，故a正確雷達(dá)是利用電磁波的反射原理，電磁波的產(chǎn)生是依據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，變化的磁場產(chǎn)生電場，變化的電場產(chǎn)生磁場，故cd正確答案：acd3紅外遙感衛(wèi)星通過接收地面物體發(fā)出的紅外輻射來探測地面物體的狀況地球大氣中的水汽(h2o)、二氧化碳(co2)能強烈吸收某些波長范圍的紅外輻射，即地面

14、物體發(fā)出的某些波長的電磁波，只有一部分能夠通過大氣層被遙感衛(wèi)星接收下圖為水和二氧化碳對某一波段不同波長電磁波的吸收情況，由圖可知，在該波段紅外遙感大致能夠接收到的波長范圍為 ()圖3a2.53.5 mb44.5 mc57 m d813 m解析：由圖象可知，813 m波段的紅外線，水和co2均不吸收，故選d，a、b、c錯誤答案：d4生活中經(jīng)常用“呼嘯而來”形容正在駛近的車輛，這是聲波在傳播過程中對接收者而言頻率發(fā)生變化的表現(xiàn)，無線電波也具有這種效應(yīng)圖中的測速雷達(dá)正在向一輛接近的車輛發(fā)出無線電波，并接收被車輛反射的無線電波由于車輛的運動，接收的無線電波頻率與發(fā)出時不同，利用頻率差f接收f發(fā)出就能計算出車輛的速度已知發(fā)出和接收的頻率間關(guān)系為f接收(1 )f發(fā)出，式中c是真空中的光速，