3電磁場和電磁波

1、3電磁場和電磁波十三、交變電流（3）課題電磁場和電磁波教學(xué)目標(biāo)1、了解麥克斯韋電磁場理論。2、了解電視、雷達(dá)的工作原理等在現(xiàn)代科技中的一些應(yīng)用。重點(diǎn)難點(diǎn)麥克斯韋電磁場理論知識要點(diǎn)1. 麥克斯韋電磁場理論（1）變化的磁場產(chǎn)生電場（2）變化的電場產(chǎn)生磁場2. 電磁場：變化電場在周圍空間產(chǎn)生磁場，變化磁場在周圍空間產(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.3. 電磁波（1）電磁波：電磁場由近及遠(yuǎn)的傳播形成電磁波.（2）電磁波在空間傳播不需要介質(zhì).電磁波是橫波.電磁波傳遞電磁場的能量.（3）電磁波的波速、波長和頻率的關(guān)系為v=f入，電磁波在真空中的傳播速度為3X108m/s.4. 電

2、磁波的發(fā)射和接收，采用開放電路發(fā)射，經(jīng)過調(diào)制，再經(jīng)解調(diào)（檢波）.5. 了解電視、雷達(dá)的工作原理.（見教材）理解要點(diǎn)1. 對電磁波的理解，要注意與機(jī)械波的相同點(diǎn)和區(qū)別點(diǎn)相同點(diǎn)：電磁波與機(jī)械波都可發(fā)生反射、折射、衍射等.區(qū)別點(diǎn)：（1）電磁波是橫波，機(jī)械波有橫波和縱波兩大類.2）電磁波的速度（在真空中等于光速）遠(yuǎn)大于機(jī)械波.（例如聲速只有340m/s）（3）電磁波傳播不一定需要介質(zhì)（在真空中也能傳播），機(jī)械波傳播必須有介質(zhì).（4）電磁波向外傳播的是電磁能，機(jī)械波傳播的是機(jī)械能.2. 對麥克斯韋電磁場理論的理解要注意以下幾點(diǎn)：（1）恒定的磁場不能產(chǎn)生電場，恒定的電場也不能產(chǎn)生磁場.（2）磁場是均勻變化

3、的（磁感應(yīng)強(qiáng)度B是時間t的一次函數(shù)），產(chǎn)生的電場是恒定的（電場強(qiáng)度E是恒量），這樣的電磁場不能產(chǎn)生持續(xù)的電磁波.（3）若磁場變化是不均勻的（B不是t的一次函數(shù)），則產(chǎn)生的電場是變化的.變化不均勻的電場產(chǎn)生變化的磁場.（4）周期性變化的磁場（電場），產(chǎn)生同頻率的電場（磁場）.解題指導(dǎo)例1磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t變化的四種情況，如圖所示，其中能產(chǎn)生電場的有圖示的磁場，能產(chǎn)生持續(xù)電磁波的有圖示的磁場.例2電子感應(yīng)加速器是利用變化磁場產(chǎn)生的電場來加速電子的.如圖所示，在圓形磁鐵的兩極之間有一環(huán)形真空室，用交變電流勵磁的電磁鐵在兩極間產(chǎn)生交變磁場，從而在環(huán)形內(nèi)產(chǎn)生很強(qiáng)的電場，使電子加速.被加速的電子同

4、時在洛倫茲力的作用下沿圓形軌道運(yùn)動.設(shè)法把高能電子引人靶室，就能進(jìn)一步進(jìn)行實(shí)驗工作.已知在一個軌道半徑為r=0.84m的電子感應(yīng)加速器中，電子在被加速的4.2ms內(nèi)獲得的能量為120Mev.在這個期間電子軌道內(nèi)的高頻變化磁場是線性變化的，磁通量的最小值為零，最大值為1.8Wb.試求電子在加速器中共繞行了多少周？例3（2002年上海高考題）按照有關(guān)規(guī)定，工作場所受的電磁輻射強(qiáng)度（單位時間內(nèi)垂直通過單位面積的電磁輻射能量）不得超過0.5W/m2.若某一小型無線通訊裝置的電磁輻射功率是1w,那么在距離該通訊裝置m以外是符合規(guī)定的安全區(qū)域。例4雷達(dá)原理：雷達(dá)是利用無線電波來測定物體位置的設(shè)備.雷達(dá)有一

5、個特制的天線如圖（a）,它能向一定的方向發(fā)射不連續(xù)的無線電波，設(shè)每次發(fā)射的時間為10-6S,兩次發(fā)射的時間間隔為10-4S,這樣發(fā)射出去的無線電波在遇到障礙物時，可以在這個時間內(nèi)反射回來被無線接收.（1）雷達(dá)利用波段的電磁波特征，這種電磁波的直線性好，反射性很強(qiáng).（2）某時刻雷達(dá)探測到敵方飛機(jī)，這時雷達(dá)指示器顯示的波形如圖（b）所示，試求出敵機(jī)離雷達(dá)的直線距離.（3）簡要說明雷達(dá)的主要用途.例5如圖所示，在內(nèi)壁光滑、水平放置的玻璃圓環(huán)內(nèi)，有一直徑略小于環(huán)口徑的帶正電的小球，正以速率Vo沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動.若在此空間突然加上方向豎直向上、磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間成正比例增加的變化磁場，設(shè)運(yùn)動過程中小

6、球帶的電量不變，那么（）A. 小球?qū)ΣＡЛh(huán)的壓力不斷增大B. 小球受到的磁場力不斷增大C. 小球先沿逆時針方向做減速運(yùn)動，過一段時間后，沿順時針方向做加速運(yùn)動磁場力對小球一直不做功訓(xùn)練設(shè)計1.下列哪些現(xiàn)象是由于所產(chǎn)生的電磁波而引起的（）A、用室內(nèi)天線接收微弱電視信號時，人走過時電視機(jī)畫面發(fā)生變化B、用天線接收電視信號時，汽車開過時電視機(jī)畫面發(fā)生變化C、把半導(dǎo)體收音機(jī)放到開著的日光燈旁聽到的噪聲D、在邊遠(yuǎn)地區(qū)用無線電話機(jī)通話，有時會發(fā)生信號中斷的現(xiàn)象2.關(guān)于電磁場與電磁波，下列說法中正確的是（）A、變化的磁場產(chǎn)生電場，其電場線與靜電場中電場線相同B、變化的電場產(chǎn)生磁場，所產(chǎn)生磁場的磁感線是閉合的

7、C、電磁波中的電場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到最大值有先后D、電磁波與機(jī)械波相同，必須在有介質(zhì)的空間傳播3.電磁波與機(jī)械波相比較，則有（）A. 電磁波傳播一定需要介質(zhì)B. 電磁波在任何介質(zhì)中傳播速率都相同，機(jī)械波只在同一種介質(zhì)中傳播速率才相同C. 電磁波和機(jī)械波都不能產(chǎn)生干涉D. 電磁波和機(jī)械波都能產(chǎn)生衍射要接收到載有信號的電磁波，并通過耳機(jī)發(fā)出聲音，在接收電路中必須經(jīng)過下列過程中的（）A、調(diào)幅B、調(diào)頻C、調(diào)諧D、檢波4. 關(guān)于移動電話，下列說法不正確的是（）A. 隨身攜帶的移動電話（手機(jī)）內(nèi)，只有無線電接收裝置，沒有發(fā)射裝置B. 隨身攜帶的移動電話（手機(jī)）內(nèi)，既有無線電接收裝置，又有發(fā)射裝置C. 兩

8、個攜帶手機(jī)的人，必須通過固定的基地臺轉(zhuǎn)接，才能相互通話D. 無線尋呼機(jī)（BP）內(nèi)有無線電接收裝置，沒有無線電發(fā)射裝置微波爐是一種新型家用電器.用它加熱含水分較多的食品效果很好.它的加熱原理是利用磁控管發(fā)出頻率為2450MHz的微波，微波經(jīng)爐頂傳輸?shù)郊訜崾?水分子是極性分子，它的正負(fù)電荷的中心是不重合的.當(dāng)有微波通過時，水分子將隨著微波引起的振蕩電場的變化而快速振動起來，分子動能迅速增大，使食物的溫度升高.（1）下列說法中不正確的有（）A. 用微波爐可以加熱任何食品B. 水分子振動的固有頻率為2450MHzC. 微波爐可以直接把電能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能因此效率高，用電省D. 由于微波的穿透過能力強(qiáng)，所

9、以能使食物被均勻加熱（2）微波爐的變壓器有兩個次級線圈，分別提供加熱磁控管用的3.4V低壓和使磁控管產(chǎn)生微波的2000V高壓.若變壓器的初級線圈匝數(shù)為1100匝，那么兩個次級線圈的匝數(shù)分別為匝和匝.（1）（2005青島模擬）1940年夏天，希特勒擬定了代號為“海獅”的作戰(zhàn)計劃,企圖在英國登陸，然而飛機(jī)每次襲擊，總是在沒有到達(dá)目標(biāo)處就被對方發(fā)現(xiàn)，不但沒襲擊到目標(biāo)，反而損失了90架飛機(jī).后來德國人才明白，當(dāng)時對方使用了一種新型的雷達(dá)裝備.下列有關(guān)雷達(dá)的說法，正確的是（）A. 雷達(dá)同聲納一樣是利用機(jī)械波的反射現(xiàn)象來測定物體的位置B. 雷達(dá)同聲納不同，雷達(dá)是利用電磁波的反射現(xiàn)象來測定物體位置C. 雷達(dá)所用的無線電波的波長比短波的波長更短D. 雷伏只有連續(xù)發(fā)射無線電波，才能發(fā)現(xiàn)目標(biāo)（2）如圖所示為某雷達(dá)的熒光屏，屏上標(biāo)尺的最小刻度對應(yīng)的時間為2X10-4s。雷達(dá)天線朝東方時，屏上的波形如圖（甲）；雷達(dá)天線朝西方時，屏上的波形如圖（乙）。問：雷達(dá)在何方發(fā)現(xiàn)了目標(biāo)？目標(biāo)與雷達(dá)相距多遠(yuǎn)？5. 電視機(jī)在室內(nèi)接收電視臺向空中發(fā)射的電磁信號時，下列判斷正確的是（）A.當(dāng)電視機(jī)在離電視發(fā)射