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(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，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(duì)論的基本假設(shè)質(zhì)速關(guān)系、質(zhì)能關(guān)系相對(duì)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(diǎn)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(jì)算較少而概念敘述較多電磁波的發(fā)射、接收及相對(duì)論部分單獨(dú)出題的概率不大電磁振蕩和電磁波的重點(diǎn)和難點(diǎn)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(chǎng)理論對(duì)相對(duì)論簡(jiǎn)介要認(rèn)真看書閱讀了解課時(shí)46電磁波考點(diǎn)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(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)2電磁場(chǎng)：變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)總是互相聯(lián)系的，形成一個(gè)不可分離的

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

3、，電場(chǎng)強(qiáng)度e和磁感應(yīng)強(qiáng)度b的方向都與傳播方向垂直(2)是一種波動(dòng)，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(jī)械波速公式vf對(duì)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(guó)物理學(xué)家麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，德國(guó)物理學(xué)家赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)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(shí)，頻率不變；不同頻率電磁波在同一介質(zhì)中傳播時(shí)，傳播速度不同考點(diǎn)三無(wú)線電波的發(fā)射和接收 基礎(chǔ)梳理1無(wú)線電波：無(wú)線電技

4、術(shù)中使用的電磁波叫做無(wú)線電波無(wú)線電波的波長(zhǎng)從幾毫米到幾十千米根據(jù)波長(zhǎng)(或頻率)，通常將無(wú)線電波分成幾個(gè)波段，每個(gè)波段的無(wú)線電波分別有不同的用途圖圖12無(wú)線電波的發(fā)射：無(wú)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(gè)條件：要有效地向外發(fā)射電磁波，必須滿足兩個(gè)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(hào)“加”到高頻等幅振蕩電流上，使電磁波隨各種信號(hào)而改變叫做調(diào)制使高頻振蕩的振幅隨信號(hào)而改變叫做調(diào)幅，使高頻振蕩的頻率隨信號(hào)

5、而改變叫做調(diào)頻3無(wú)線電波的接收：無(wú)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(shí)，接收電路產(chǎn)生電諧振電流最強(qiáng)，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(hào)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(diǎn)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(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，利用電信號(hào)對(duì)高頻振蕩進(jìn)行調(diào)制然后通過天線把帶有信號(hào)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(hào)送到顯像管，再由顯像管將電信號(hào)還原成圖象2雷達(dá)(1)雷達(dá)是利用無(wú)線電波來(lái)測(cè)定物體位置的無(wú)線電設(shè)備(2)雷達(dá)用的是微波波段，因

6、為電磁波波長(zhǎng)越短，傳播的直線性越好，反射性能越強(qiáng)考點(diǎn)五電磁波譜 基礎(chǔ)梳理1電磁波譜：無(wú)線電波、紅外線、可見光、紫外線、倫琴射線、射線合起來(lái)構(gòu)成了范圍廣闊的電磁波譜從無(wú)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(zhǎng)的不同而又表現(xiàn)出不同的特征，如波長(zhǎng)越長(zhǎng)的無(wú)線電波，很容易表現(xiàn)出干涉、衍射等現(xiàn)象，隨波長(zhǎng)越來(lái)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(lái)越困難了2電磁波產(chǎn)生的機(jī)理：無(wú)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(diǎn)及應(yīng)用：(1)紅外線特點(diǎn)：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(qiáng)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(qiáng)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(zhǎng)更短的電磁波，如放射性元素放出的射線題型一對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)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(chǎng)，這可能是 ()a沿ab方向磁場(chǎng)在迅速減弱b沿ab方向磁場(chǎng)在迅速增強(qiáng)c沿ba方

8、向磁場(chǎng)在迅速增強(qiáng)d沿ba方向磁場(chǎng)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(shí)，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(chǎng)線方向一致答案ac題后反思：根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，是因?yàn)殚]合電路中電荷受到了電場(chǎng)作用，而變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，與是否存在閉合電路無(wú)關(guān)，故空間內(nèi)磁場(chǎng)變化產(chǎn)生的電場(chǎng)方向，仍可用楞次定律判斷 下列關(guān)于電磁場(chǎng)的說法中正確的是 ()a只要空間某處有變化的電場(chǎng)或磁場(chǎng)，就會(huì)在其周圍產(chǎn)生電磁場(chǎng)，從而形成電磁波b任何變化的電場(chǎng)周圍一定有磁場(chǎng)c振蕩電場(chǎng)和振蕩磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，相互依存，形成不可分離的統(tǒng)一體，即電磁場(chǎng)d電磁波的理論

9、在先，實(shí)踐證明在后解析：根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論可知選項(xiàng)a錯(cuò)誤；若電場(chǎng)或磁場(chǎng)的變化是均勻的，則不能形成電磁波；b項(xiàng)正確若電場(chǎng)的變化是均勻的，則只能形成穩(wěn)定的磁場(chǎng)；若電場(chǎng)的變化是非均勻的，則可形成電磁場(chǎng)，由電磁場(chǎng)的定義可知c正確英國(guó)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(diǎn)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(guó)物理學(xué)家赫茲驗(yàn)證，所以d正確答案：bcd題型二電磁波和機(jī)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(shí)，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(duì)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(zhǎng)和波速三者滿足的關(guān)系，對(duì)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，而電磁波只有縱波解析本題考查機(jī)械波和電磁波的區(qū)別和聯(lián)系，意在考查考生對(duì)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(xiàng)的表述是對(duì)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(shí)，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(shí)，不同頻率的電磁波的速度相同，vc.(2)電磁波與機(jī)械波

11、不同，機(jī)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(duì)于機(jī)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?cè)诒举|(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(jī)械波的傳播速度只取決于介質(zhì)，與頻率無(wú)關(guān)，而電磁波的傳播速度與介質(zhì)無(wú)關(guān)，只與頻率有關(guān)解析：機(jī)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(xiàng)正確機(jī)械波傳播的是一種振動(dòng)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(xiàng)錯(cuò)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(xiàng)錯(cuò)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(huì)發(fā)生偏振現(xiàn)象d電磁波無(wú)法攜帶信息傳播解析：本題考查了電磁波的相關(guān)知識(shí)，意在考查考生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解及遷移能力根據(jù)電磁波的產(chǎn)生機(jī)理及傳播特性可知，電磁波傳播不需要介質(zhì)，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；干涉、衍射是電磁波和所有波都具有的共同特性，選項(xiàng)b正確；由于電磁波是橫波，故能發(fā)生偏振現(xiàn)象，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；電磁波能夠攜帶圖象、聲音等信息進(jìn)行傳播，選項(xiàng)d錯(cuò)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(zhǎng)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(chǎng)或磁場(chǎng)產(chǎn)生的c測(cè)出從發(fā)射電磁波到接收反射波的時(shí)間間隔可以確定雷達(dá)和目標(biāo)的距離d波長(zhǎng)越短的電磁波，反射性能越強(qiáng)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(zhǎng)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(chǎng)理論，變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，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(lái)探測(cè)地面物體的狀況地球大氣中的水汽(h2o)、二氧化碳(co2)能強(qiáng)烈吸收某些波長(zhǎng)范圍的紅外輻射，即地面

14、物體發(fā)出的某些波長(zhǎng)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(duì)某一波段不同波長(zhǎng)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(zhǎng)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(cuò)誤答案：d4生活中經(jīng)常用“呼嘯而來(lái)”形容正在駛近的車輛，這是聲波在傳播過程中對(duì)接收者而言頻率發(fā)生變化的表現(xiàn)，無(wú)線電波也具有這種效應(yīng)圖中的測(cè)速雷達(dá)正在向一輛接近的車輛發(fā)出無(wú)線電波，并接收被車輛反射的無(wú)線電波由于車輛的運(yùn)動(dòng)，接收的無(wú)線電波頻率與發(fā)出時(shí)不同，利用頻率差f接收f發(fā)出就能計(jì)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，