高中物理高考一輪復習一輪復習 第14章 電磁場與電磁波-2022屆高考物理一輪復習講義

第3講電磁場與電磁波一、電磁場1．麥克斯韋電磁場理論的兩個基本假設(1)變化的磁場能夠在周圍空間產生電場。(2)變化的電場能夠在周圍空間產生磁場。圖甲：變化的磁場在其周圍空間產生電場。圖乙：變化的電場在其周圍空間產生磁場。2．電磁場變化的電場和變化的磁場交替產生，形成不可分割的統(tǒng)一體，稱為電磁場。思考辨析1．電場周圍一定存在磁場，磁場周圍一定存在電場。 (×)提示：變化的電場(磁場)才能在周圍產生磁場(電場)。2．麥克斯韋第一次用實驗證實了電磁波的存在。 (×)提示：赫茲用實驗證實了電磁波的存在。二、電磁波與電磁波譜1．電磁波：電磁場(電磁能量)由近及遠地向周圍傳播形成電磁波。(1)電磁波是橫波，在空間傳播不需要介質。(2)真空中電磁波的速度為×108m/s。(3)電磁波能發(fā)生干涉、衍射、反射和折射等現象。2．電磁波的發(fā)射(1)發(fā)射條件：足夠高的頻率和開放電路。(2)調制分類：調幅和調頻。3．電磁波的接收(1)調諧：使接收電路產生電諧振的過程。(2)解調：使聲音或圖像信號從高頻電流中還原出來的過程。4．電磁波譜：按照電磁波的波長大小或頻率高低的順序把它們排列成的譜。按波長由長到短排列的電磁波譜為：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線，如圖所示。思考辨析1．無線電波不能發(fā)生干涉和衍射現象。 (×)提示：干涉和衍射是波特有的現象。2．電磁波和機械波比較，有哪些不同點？提示：項目電磁波機械波研究對象電磁現象力學現象產生由周期性變化的電場、磁場產生由質點(波源)的振動產生本質是物質，是電磁現象的傳播不是物質，是機械振動在介質中的傳播傳播原理電場、磁場交替感應質點間的相互作用考點1電磁波的產生、發(fā)射和接收(基礎考點)1．(多選)關于電磁波，下列說法正確的是()A.電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無關B.周期性變化的電場和磁場可以相互激發(fā)，形成電磁波C.電磁波在真空中自由傳播時，其傳播方向與電場強度、磁感應強度方向均垂直D.利用電磁波傳遞信號可以實現無線通信，但電磁波不能通過電纜、光纜傳輸ABC解析：電磁波在真空中的傳播速度等于光速，與電磁波的頻率無關，選項A正確；周期性變化的電場和磁場可以相互激發(fā)，形成電磁波，選項B正確；電磁波的傳播方向與電場強度、磁感應強度方向均垂直，選項C正確；電磁波可以通過光纜傳輸，選項D錯誤。2．某智能玩具的聲響開關與LC電路中的電流有關，如圖所示為玩具內的LC振蕩電路部分。已知線圈自感系數L＝×10－3H，電容器電容C＝4μF，在電容器開始放電時(取t＝0)，上極板帶正電，下極板帶負電，則()A.LC振蕩電路的周期T＝π×10－4sB.當t＝π×10－4s時，電容器上極板帶正電C.當t＝eq\f(2π,3)×10－4s時，電路中電流方向為順時針D.當t＝eq\f(2π,3)×10－4s時，電場能正轉化為磁場能C解析：由公式T＝2πeq\r(LC)＝2π×eq\r×10－3×4×10－6)s＝2π×10－4s，故A錯誤；當t＝π×10－4s＝eq\f(T,2)時，即電容器先放電再反向充電，所以電容器上極板帶負電，故B錯誤；當t＝eq\f(2π,3)×10－4s時，eq\f(T,4)<t<eq\f(T,2)，電容器處于反向充電過程，所以電流方向為順時針，磁場能正在轉化為電場能，故C正確，D錯誤。3．在無線電波廣播的接收中，調諧和檢波是兩個必須經歷的過程，下列關于接收過程的順序，正確的是()A.調諧→高頻放大→檢波→音頻放大B.檢波→高頻放大→調諧→音頻放大C.調諧→音頻放大→檢波→高頻放大D.檢波→音頻放大→調諧→高頻放大A解析：在無線電波的接收中，首先要選擇出所需要的電磁波——調諧，然后經高頻放大后，再將音頻信號提取出來——檢波，最后再進行音頻放大，故A正確。1．電磁波的產生(1)對麥克斯韋電磁場理論的理解(2)LC振蕩電路①放電過程：電場能轉化為磁場能，q↓→i↑；充電過程：磁場能轉化為電場能，q↑→i↓。②充電完畢：磁場能向電場能轉化完畢，電場能最大，磁場能最??；放電完畢：電場能向磁場能轉化完畢，磁場能最大，電場能最小。③LC回路的周期和頻率：T＝2πeq\r(LC)，f＝eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC))。2．電磁波的發(fā)射和接收過程考點2電磁波譜(基礎考點)1．(2023·江蘇高考)(多選)電磁波廣泛應用在現代醫(yī)療中。下列屬于電磁波應用的醫(yī)用器械有()A.殺菌用的紫外燈B.拍胸片的X光機C.治療咽喉炎的超聲波霧化器D.檢查血流情況的“彩超”機AB解析：紫外線的頻率高，能量強，可以用于殺菌，屬于電磁波的應用，A正確；X光的穿透能力較強，所以用于拍胸片，屬于電磁波的應用，B正確；超聲波霧化器是超聲波的應用，與電磁波無關，C錯誤；“彩超”屬于超聲波的應用，與電磁波無關，D錯誤。2．關于各種電磁波的性質比較，下列說法正確的有()A.由于紅外線的波長比可見光長，所以比可見光更難發(fā)生干涉和明顯衍射B.由于γ射線的波長太短，所以根本無法發(fā)生干涉、衍射C.無論哪一種電磁波，在真空中的傳播速度都相同D.γ射線的穿透能力最強，所以最適于用來透視人體，檢查骨骼和其他病變情況C解析：由于紅外線的波長比可見光長，所以比可見光更容易發(fā)生明顯衍射，故A錯誤；干涉、衍射是波的特有屬性，γ射線是電磁波，盡管γ射線的波長很短，但仍能發(fā)生干涉、衍射，故B錯誤；根據麥克斯韋電磁場理論，無論哪一種電磁波，在真空中的傳播速度都相同，故C正確；γ射線對人體有較大的傷害，所以一般不用來做透視，故D錯誤。3．在火車站、地鐵站、商場等公共場所，工作人員常使用非接觸式體溫測量儀，通過人體輻射的紅外線測量體溫，并用紫外線燈在無人的環(huán)境下消殺病毒。紅外線和紫外線相比較()A.紅外線的光子能量比紫外線的大B.真空中紅外線的波長比紫外線的長C.真空中紅外線的傳播速度比紫外線的大D.紅外線能發(fā)生偏振現象，而紫外線不能B解析：與紫外線相比，紅外線的波長較長，頻率較低，由ε＝hν得紅外線的光子能量比紫外線的小，A錯誤，B正確；紅外線與紫外線均為電磁波，電磁波在真空中的傳播速度為c，所以兩者在真空中的傳播速度相等，C錯誤；紅外線與紫外線均為橫波，均可以發(fā)生偏振現象，D錯誤