20182019學(xué)年高中物理模塊專題復(fù)習(xí)專題五電磁振蕩與電磁波相對論學(xué)案魯科選修34

20182019學(xué)年高中物理模塊專題復(fù)習(xí)專題五電磁振蕩與電磁波相對論教案魯科版選修3420182019學(xué)年高中物理模塊專題復(fù)習(xí)專題五電磁振蕩與電磁波相對論教案魯科版選修3412/12襖PAGE12罿聿袆薃羅20182019學(xué)年高中物理模塊專題復(fù)習(xí)專題五電磁振蕩與電磁波相對論教案魯科版選修34

專題五電磁振蕩與電磁波相對論

一、麥克斯韋電磁場理論

對麥克斯韋電磁場理論兩個基本見解的理解

變化的磁場產(chǎn)生電場，可從以下三個方面理解：①牢固的磁場不產(chǎn)生電場②均勻變化的磁場產(chǎn)生恒定的電場

③周期性變化的磁場產(chǎn)生同頻率的周期性變化的電場

變化的電場產(chǎn)生磁場，也可從以下三個方面理解：①恒定的電場不產(chǎn)生磁場②均勻變化的電場產(chǎn)生恒定的磁場③周期性變化的電場產(chǎn)生同頻率的周期性變化的磁場

感覺電場方向的判斷

變化的磁場產(chǎn)生的感覺電場的方向，與存在閉合回路時產(chǎn)生的感覺電流的方向是相同的.

[復(fù)習(xí)過關(guān)]

B的變化圖象，在它周圍空間產(chǎn)生的電場中的某一點場強(qiáng)E

應(yīng)是()

圖1

逐漸增強(qiáng)

逐漸減弱

不變

無法確定

答案C

剖析由題圖可知，磁場均勻增強(qiáng)，依照麥克斯韋電磁場理論，均勻變化的磁場產(chǎn)生恒定的

電場，故E不變，選項C對.

2.(多項選擇)依照麥克斯韋電磁場理論，變化的磁場可以產(chǎn)生電場.當(dāng)產(chǎn)生的電場的電場線如圖2

所示時，可能是()

圖2

1

向上方向的磁場在增強(qiáng)

向上方向的磁場在減弱

向上方向的磁場先增強(qiáng)，此后反向減弱

向上方向的磁場先減弱，此后反向增強(qiáng)答案AC

剖析在電磁感覺現(xiàn)象的規(guī)律中，當(dāng)一個閉合電路中經(jīng)過它的磁通量發(fā)生變化時，電路中就

有感覺電流產(chǎn)生，電路中并沒有電源，電流的產(chǎn)生是由于磁場的變化造成的.麥克斯韋把以上的見解實行到不存在閉合電路的情況，可利用楞次定律，只但是是用電場線方向代替了電流方向.向上方向的磁場增強(qiáng)時，感覺電流的磁場阻攔原磁場的增強(qiáng)而方向向下，依照安培定則知感覺電流方向如題圖中E的方向所示，選項A正確，B錯誤.同理，當(dāng)磁場反向即向下的磁場減弱時，也會獲取如題圖中E的方向，選項C正確，D錯誤.二、LC回路振蕩規(guī)律、周期及頻率

1.LC回路中各量的變化規(guī)律

電容器上的物理量：電荷量q、電場強(qiáng)度E、電場能EE.

線圈上的物理量：振蕩電流i、磁感覺強(qiáng)度、磁場能.BEB放電過程：q↓—E↓—EE↓―→i↑—B↑—EB↑

充電過程：q↑—E↑—EE↑―→i↓—B↓—EB↓

充電結(jié)束時q、E、EE最大，i、B、EB均為零；

放電結(jié)束時q、E、EE均為零，i、B、EB最大.

電磁振蕩的周期和頻率周期：T＝2πLC

頻率：f＝1.2πLC[復(fù)習(xí)過關(guān)]3.(多項選擇)在如圖3(a)所示的LC振蕩電路中，經(jīng)過P點的電流隨時間變化的圖線如圖(b)所示，若把經(jīng)過P點向右的電流規(guī)定為i的正方向，則()

圖3

A.0至0.5ms內(nèi)，電容器C正在充電

B.0.5ms至1ms內(nèi)，電容器上極板帶正電

C.1ms至1.5ms內(nèi)，Q點比P點電勢高

2

D.1.5ms至2ms內(nèi)，磁場能在減少

答案CD

剖析i在增大，應(yīng)為放電過程，A錯誤.0.5ms至1ms內(nèi)，電流在

減小，應(yīng)為充電過程，電流方向不變，電容器上極板帶負(fù)電，B錯誤.在1ms至1.5ms內(nèi)，為放電過程，電流方向改變，Q點比P至2ms內(nèi)為充電過程，磁場能在減少，D正確..由圖可知，電感線圈中的電流正在________(填“增大”“減小”或“不變”).若是電流的振蕩周期為T＝10－4s，電容C＝250μF，則線圈自感系數(shù)L＝________H.圖4

答案減小10－6剖析依照磁感線方向，應(yīng)用安培定則可判斷出電流方向，從而可知電容器在充電，電流會T＝2πLC，得L＝T210－42－64π2C＝2×250×10－6H≈10H.三、電磁波的流傳特點及應(yīng)用

電磁波譜

無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線等合起來，便構(gòu)成了范圍特別廣闊的

電磁波譜.

各種不相同的電磁波既有共性，又有個性

(1)共性：流傳不需要介質(zhì)，真空中流傳速度c＝3.0×108v＝fλ.m/s，滿足公式(2)個性：不相同電磁波的頻率或波長不相同，表現(xiàn)出不相同的特點.波長越長越簡單產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象，波長越短觀察干涉、衍射現(xiàn)象越困難.正是這些不相同的特點決定了它們不相同的用途.

[復(fù)習(xí)過關(guān)]

5.(多項選擇)關(guān)于無線電波的接收，以下說法正確的選項是()

調(diào)諧就是把接收到的電磁波的頻率調(diào)到某一特定的值

當(dāng)電磁波的頻率與接收電路的固有頻率相等時，發(fā)生電諧振

檢波就是從天線接收到的眾多頻率的電磁波中選擇出某一特定頻率的波

檢波就是從高頻信號上“檢”出所承載的低頻信號

答案BC

6.某雷達(dá)工作時，發(fā)射電磁波的波長λ＝20cm，每秒脈沖數(shù)＝5000，每個脈沖連續(xù)時間tn3

0.02μs.求：

該電磁波的頻率；

此雷達(dá)的最大偵探距離.

答案(1)1.5×109Hz(2)3×104m剖析(1)電磁波在空氣中流傳的速度一般認(rèn)為等于光速c＝3×108m/s，因此f＝c＝λ3×108920×10－2Hz＝1.5×10Hz(2)雷達(dá)工作時發(fā)射電磁脈沖，每個電磁脈沖連續(xù)時間t＝0.02μs，在兩個脈沖時間間隔內(nèi)，雷達(dá)必定接收到反射回來的電磁脈沖，否則會與后邊的電磁脈沖重疊而影響測量.設(shè)最大偵探距離為x，兩個脈沖時間間隔為t＝50001s＝2×10－4s?0.02μs，故脈沖連續(xù)時間可以略去

不計，則2x＝vt，v＝c＝3×108m/s，

因此＝vt＝3×104m.x2四、時間和空間的相對性τ，地面觀察者測得的時間間隔t，則兩者之間關(guān)系為t＝τ為v2.1－c2l尺子的長度為l，則有l(wèi)＝l0v20，觀察者與尺子有相對運(yùn)動時，1－c2，即沿運(yùn)動方向上的長度縮短了.這就是相對論中長度的相對性.

[復(fù)習(xí)過關(guān)]

7.地面上長100km的鐵路上空有一火箭沿鐵路方向以30km/s的速度掠過，則火箭上的人看到

鐵路的長度應(yīng)該為多少？若是火箭的速度達(dá)到c，則火箭上的人看到的鐵路的長度又是多

少？

答案100km80km

剖析當(dāng)火箭速度較低時，長度基本不變，還是c時，由相對

v22論長度公式l＝l01－c代入相應(yīng)的數(shù)據(jù)解得：l＝100×1－0.6km＝80km.

若是一對孿生兄弟A和B，其中B乘坐速度vc的飛船飛往大角星，此后又飛回地球.

依照A在地球上的觀察，大角星離地球有40光年，此次B

B在走開地球時，他們的年齡都為20歲，試問當(dāng)B回到地球時，他們的年齡各有多大？

答案AB4剖析設(shè)B在飛船慣性系中經(jīng)歷的時間為t′，依照鐘慢效應(yīng)得t＝t′，即80.8＝v21－c2′

2

解得t

因此B回到地球時的年齡為tB＝20＋35.2(歲)＝55.2(歲).

A的年齡為tA＝80.8＋20(歲)＝100.8(歲).

五、質(zhì)速關(guān)系和質(zhì)能方程

質(zhì)速關(guān)系

物體的質(zhì)量會隨物體的速度的增大而增大，物體以速度v運(yùn)動時的質(zhì)量與靜止時的質(zhì)量mm0m之間的關(guān)系m＝0.v21－c(1)相關(guān)于一個慣性參照系，以速度v運(yùn)動的物體其擁有的相對論能量2020mc＝EE＝mc＝v2.v21－c1－c其中0＝02為物體相關(guān)于參照系靜止時的能量.Emc(2)物體的能量變化E與質(zhì)量變化m的對應(yīng)關(guān)系為2E＝mc.[復(fù)習(xí)過關(guān)]9.已知太陽內(nèi)部進(jìn)行著激烈的熱核反應(yīng)，每秒鐘輻射的能量為3.8×1026J，則可算出()4.2×106t68.4×10t4.2×106t8.4×106t答案C剖析由質(zhì)能方程知太陽每秒鐘因輻射能量而失去的質(zhì)量為＝E92≈4.2×10kg＝mc4.2×106t.c的速率翱翔，其運(yùn)動質(zhì)量為靜止質(zhì)量的多少倍？

5答案3倍5剖析設(shè)星際火箭的靜止質(zhì)量為m0，其運(yùn)動時的質(zhì)量m＝m0＝m0＝5m0，即其v2231－c5運(yùn)動質(zhì)量為靜止質(zhì)量的倍.3

一個靜止的電子(m0＝9.1×10－31kg)被電壓為106V的電場加速