人教版高中物理教案-電磁波

高中物11223知道什么是LC知道LC知道什么是電磁振蕩的周期和頻率，知道己c回路的周期和頻率公式，并能進(jìn)行91091011知道無(wú)線電波、紅外線、紫外線、可見(jiàn)光、X射線、?射線的主要作用高中物高中物1960（2．高中物高中物3．3．4．4．相鄰兩個(gè)波峰（或波谷）磁波傳播一個(gè)波長(zhǎng)的距離l=vf為c3.0′108m/s．高中物高中物麥克斯韋集電磁學(xué)研究成果之大成，不僅預(yù)言了電磁波的存在，而且揭示了電、磁、通過(guò)測(cè)量證明電磁波在真空中速度為c．這樣赫茲證實(shí)了麥克斯韋的電磁理論．高中物高中物振蕩電流圖時(shí)刻

T/

T/

電量 最 最 最電場(chǎng) 最 最 最電流 正向最 反向最 磁場(chǎng) 最 最 LC高中物高中物L(fēng)C公式：T=

其中：周期T、頻率f、自感系數(shù)L、電容C的單位分別是秒、赫茲、亨利、法拉，符號(hào)分別是s、Hz、H、1．高中物高中物高中物高中物調(diào)諧的方法一般是改變電路的L或C．高中物高中物1毫米的電磁波叫無(wú)線電波．無(wú)線電波可以分成若干波段波波頻長(zhǎng)30000～3000地導(dǎo)中3000～200訊高中物高中物短 天米 微分米波10～1分米 波厘米波10～1厘米

近似直線傳

30000～300000赫

直線傳 電視、雷達(dá)、導(dǎo)高中物高中物我們知道，地球被厚厚的大氣包圍著．地表50千米到幾百千米內(nèi)的大氣，由于太陽(yáng)電離層對(duì)于不同波長(zhǎng)的電磁波表示出不同的特性：對(duì)于波長(zhǎng)短于0m的微波，電離層能讓它穿過(guò)，飛向宇宙；對(duì)于長(zhǎng)波，電離層基本把它吸收；對(duì)于中波、中短波、短波，波長(zhǎng)越短，電離層對(duì)它吸收得越少而反射得越多，因此短波最適宜以天波的形式傳播．高中物高中物電攝像機(jī)采集圖像信號(hào)，在1s內(nèi)要傳遞25幀畫(huà)面，電視接收機(jī)也以相同的速度在熒光雷高中物高中物時(shí)間t，就可以知道目標(biāo)到雷達(dá)的距離s

1ct2高中物高中物射線合起來(lái)，構(gòu)成了范圍非常廣射線，要觀察到它們的干涉、衍射現(xiàn)象就越來(lái)越困難了．如圖所示是按波長(zhǎng)由大到小（頻率由小到大）從無(wú)線電波到射線都是本質(zhì)相同的電磁波，其行為服從共同的規(guī)律，但因波長(zhǎng)（或頻率）不同又表現(xiàn)出不同的特點(diǎn)．波長(zhǎng)大于lmm、頻率小于300GHz的電磁波是無(wú)線電波高中物高中物3．3．紅外線的發(fā)現(xiàn)：英國(guó)物理學(xué)家赫謝爾于4．4．波長(zhǎng)為700nm到400nm紅紅橙黃綠藍(lán)紫高中物真空中的波長(zhǎng)真空中的波長(zhǎng) （nm（3）（4）5．5．范圍為5nm～400nm．（1）（2）（2）①促使人體合成維生素D，但不能過(guò)多照射．②能殺死多種細(xì)菌，具有消毒功能．③發(fā)現(xiàn)：1895年德國(guó)物理學(xué)家倫琴在研究陰極射線時(shí)發(fā)現(xiàn)的．其波長(zhǎng)比紫外線顯著作用：有較強(qiáng)的穿透能力，但X射線穿透物質(zhì)的本領(lǐng)跟被穿透的物質(zhì)的密高中物高中物g射g射線的產(chǎn)生：是從放射性元素的原子核中放射出來(lái)特點(diǎn)：g射線是波長(zhǎng)最短的電磁輻射，具有很高的能量應(yīng)用：①射線的穿透能力很強(qiáng)，能穿過(guò)幾厘米厚的鉛板，可用于探測(cè)金屬部件內(nèi)的缺陷．X5′0-7m的黃綠光附近，輻射的能量最強(qiáng)，如圖所示，我們的眼睛正好對(duì)這個(gè)區(qū)域的電磁輻射最敏感．高中物高中物例1關(guān)于電磁場(chǎng)理論，下列說(shuō)法中正確的是 高中物高中物亦然．故D項(xiàng)正確．【變式】下列關(guān)于電磁波的敘述中，正確的是【變式】下列關(guān)于電磁波的敘述中，正確的是AAB．電磁波在任何介質(zhì)中的傳播速度均為308m/s高中物高中物【答案】A、【解析】該題考查電磁波的產(chǎn)生及特點(diǎn)．電磁波在真空中傳播速度為光速c3′108m/s，且clf，從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)，頻率不發(fā)生變化，波長(zhǎng)、波速電磁波只有在真空中的傳播速度才為3′108m/s，在其它介質(zhì)中傳播速度均小于3′108m/s，c ，其中n為該介質(zhì)對(duì)電磁波的折射率cnB例2(2014武侯區(qū)校級(jí)模擬)關(guān)于聲波和電磁波，下列說(shuō)法正確的是（ BCDD誤；所有的波都能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，聲波和電磁波自然都可以，故B錯(cuò)誤；聲波的傳播在介質(zhì)中傳播，也可以在真空中傳播．故C故D高中物高中物 BD【思路點(diǎn)撥】提示：磁場(chǎng)能與電流對(duì)應(yīng)，電場(chǎng)能與電荷量對(duì)應(yīng)，在等幅振蕩中，磁場(chǎng)能與電場(chǎng)能的總量保持不變．LCLC動(dòng)勢(shì)最大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；振蕩電流增大時(shí)，線圈中電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能，C項(xiàng)錯(cuò)誤；振蕩電流減小時(shí)，線圈中磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能，D項(xiàng)正確．【總結(jié)升華】磁場(chǎng)能與電流對(duì)應(yīng)，電場(chǎng)能與電荷量對(duì)應(yīng)，在等幅振蕩中，磁場(chǎng)能與電場(chǎng)能的總量保持不變．高中物高中物【變式】圖中畫(huà)出一個(gè)LC振蕩電路中的電流變化圖線，根據(jù)圖線可判斷 12A．t時(shí)刻電感線圈兩端電壓最 B．t時(shí)刻電容器兩極間電壓為1211C．t時(shí)刻電路中只有電場(chǎng) D．t時(shí)刻電容器帶電荷量為11【解析】本題考查認(rèn)識(shí)i-t根據(jù)電流隨時(shí)間的變化規(guī)律，可以畫(huà)出q-t圖像（在圖中用虛線表示．12由圖像分析可知：t時(shí)刻，電容器上電荷量為零，電勢(shì)差為零，電場(chǎng)能為零，故D正確，A、C兩項(xiàng)錯(cuò)誤；t時(shí)刻電容器電荷量q最大，兩板間電勢(shì)差最大，B項(xiàng)錯(cuò)誤．12電【總結(jié)升華】分析i-t圖像時(shí)，畫(huà)出對(duì)應(yīng)的q-t圖像，并注意到i與、EB變化規(guī)律一致，q與、E、U變化規(guī)律一致，可起到事半功倍的效果．電例4在如圖甲所示電路中，L是電阻不計(jì)的線圈，C為電容器，R為電阻，開(kāi)關(guān)S先是閉合的，現(xiàn)將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，并從這一時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，設(shè)電容器A高中物高中物正，則電容器A極板上的電荷量q隨時(shí)間t變化的圖像是圖中的 【解析】開(kāi)關(guān)SC回路的初始條件是線圈中電流最大，磁場(chǎng)能最大．電場(chǎng)能為零．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S時(shí)，線圈中產(chǎn)生與電流方向相同的自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙線圈中電流的減小，板帶正電，逐漸增加，經(jīng)T電荷量達(dá)最大，這時(shí)LC4

T 板帶正電，極板上電荷量隨時(shí)間變化的情況如圖B所示．高中物高中物【變式】在LC振蕩電路中，線圈的自感系數(shù)L2.5mH，電容C4mF9.0 設(shè)t=0時(shí)，電容器上電壓最大，在t 9.0

（1）T=

2.5′10-3′4′10-6s=6.28′10-4s（2）因?yàn)閠 ′

′9.0 9.0 9.0 時(shí)，LC回路中的電磁振蕩正處在第二個(gè)4

t0時(shí)間的變化規(guī)律如圖14-2-7所示：第一個(gè)1T4二個(gè)1T4顯然，在t ′

時(shí)，即在第二個(gè)1T9.09.0 【總結(jié)升華】分析具體過(guò)程時(shí)，可以把整個(gè)振蕩周期分成四個(gè)1T4高中物高中物1T4例5如圖所示為某人收音機(jī)的接收電路，其電感為 －3mH，為了接收波長(zhǎng)500m的電磁波，其電容器C應(yīng)調(diào) 【思路點(diǎn)撥】當(dāng)接收電路中的LC振蕩電路的固有頻率與波長(zhǎng)為500m

2 2那么該電路的固有頻率也應(yīng)調(diào)到f，由電磁振蕩的頻率公式得：C=1/4p2f2L

7.04【總結(jié)升華】要接收到波長(zhǎng)為500mC振蕩電路的固有頻率與波長(zhǎng)為0m的電磁波的頻率相同時(shí)，即達(dá)到電諧振，就選定了所要選的電臺(tái)．【變式】有波長(zhǎng)分別為290m397m566m的無(wú)線電波同時(shí)傳向收音機(jī)的接收天線高中物高中物當(dāng)把收音機(jī)的調(diào)諧電路的頻率調(diào)到756kHz如果想接收到波長(zhǎng)為290m的無(wú)線電波，應(yīng)該把調(diào)諧電路中可變電容器的動(dòng)片c【解析（1）根據(jù)公式f ，cl=1 =l=1 =l =l =l1=2 Hz=756kHz=22=3 Hz=530kHz=33所以波長(zhǎng)為397m（2）要接收波長(zhǎng)為290m的無(wú)線電波，應(yīng)增大調(diào)諧電路的固有頻率，因此，應(yīng)把調(diào)例6圖中A為某火箭發(fā)射場(chǎng)，B為山區(qū)，C為城市．發(fā)射場(chǎng)正在進(jìn)行某型號(hào)火箭的發(fā)知傳輸無(wú)線電廣播所用的電磁波波長(zhǎng)為550m，而傳輸電視信號(hào)所用的電磁波波長(zhǎng)為高中物高中物須通過(guò)建在山頂上的轉(zhuǎn)發(fā)站來(lái)轉(zhuǎn) （填“無(wú)線電廣播信號(hào)”或“電視信號(hào)．是因 【答案】電視信號(hào)0mC6m，其波長(zhǎng)很短，衍射現(xiàn)象很不明CC區(qū)，必須通過(guò)建在山頂?shù)霓D(zhuǎn)發(fā)站來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)．上，比550m要大得多，衍射現(xiàn)象也應(yīng)很難發(fā)生．但這種認(rèn)識(shí)是錯(cuò)誤的．在題中，山的高例7高中物高中物無(wú)線電波和電磁振蕩密切聯(lián)系，不論發(fā)射和接收都和振蕩電路相聯(lián)系．T=

f

【變式】(2015揚(yáng)州高三測(cè)試)目前雷達(dá)發(fā)出的電磁波頻率多在200MHz～1000A．真空中，上述頻率范圍的電磁波的波長(zhǎng)在30m～150m之間【解析】根據(jù)l=v電磁波頻率在200MHz～1000MHz的范圍內(nèi)，，則電磁波的c長(zhǎng)范圍在030150m之間，故A錯(cuò)誤；根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論可知，恒定不變的電場(chǎng)不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，電磁波是變化磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)變化電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)不斷交替變化產(chǎn)生的，故B錯(cuò)誤；波長(zhǎng)越短的電磁波，越不容易發(fā)生衍射，不容易繞過(guò)障礙物，不便于遠(yuǎn)距離傳播，故C線電波的傳播速度，就可以間距，D高中物高中物8地間才能聽(tīng)到對(duì)方回話？（設(shè)對(duì)方聽(tīng)到說(shuō)話后立即回話，已知M6′1024kg地地R=6.4′106m地設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m，距地高度為h，同步衛(wèi)星的角速度和地球自轉(zhuǎn)的角速度相同．由牛頓第二定律得：3 3

(R+6.67′10-11′6′1024′(3600 ==3.58′107

m-6.4′10s=4h=3.58′107′4m=1.43′108mst sc

s=0.477s高中物高中物例9根據(jù)電磁波譜選出下列各組電磁波其中頻率互相交錯(cuò)重疊且波長(zhǎng)順序由短到 B．g射線、X射線、紫外線C．紫外線、紅外線、無(wú)線電 D．紫外線、X射線、g射長(zhǎng)由短到長(zhǎng)，故B屬于（．A．可見(jiàn)光波段B．紅外波段C．紫外波段DX射線波高中物高中物X射線）的長(zhǎng)，有較好地穿透云霧的能力，故選B．而其他選項(xiàng)的光不具備以上特點(diǎn)，故A、C、D三項(xiàng)錯(cuò)誤．例10如圖所示為倫琴射線管示意圖，K為陰極鎢絲，發(fā)射的電子初速度為零，A為對(duì)陰極（陽(yáng)極，當(dāng)、K之間加直流電壓U=30kV時(shí)。電子被加速打在對(duì)陰極A上，使之發(fā)出X射線，設(shè)電子的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為倫琴射線（X射線）的能量．求：如果對(duì)陰極每吸收一個(gè)電子放出一個(gè)X、K之間的電流為10mA每秒鐘從對(duì)陰極最多輻