第四章電磁振蕩與電磁波講和練

第四章電磁振蕩與電磁波一、電磁振蕩1．振蕩電流：大小和方向都做___________變化的電流。2．振蕩電路：能產(chǎn)生___________的電路。二、電磁振蕩中的能量問題1．電容器放電：線圈有自感作用，放電電流不會立刻達到最大值，而是由零逐漸增大，極板上的電荷逐漸減少；放電完畢時，極板上的電荷量為零，放電電流達到最大值；該過程電容器的電場能全部轉(zhuǎn)化為線圈的___________。2．電容器充電：電容器放電完畢時，線圈有自感作用，電流并不會立刻減小為零，而會保持原來的方向繼續(xù)流動，并逐漸減小，電容器開始反向充電，極板上的電荷逐漸增多，電流減小到零時，充電結(jié)束，極板上的電荷量達到最大值．該過程中線圈的磁場能又全部轉(zhuǎn)化為電容器的___________。三、電磁振蕩的周期和頻率1．周期：電磁振蕩完成一次___________變化需要的時間。2．頻率：1s內(nèi)完成的___________變化的次數(shù)。如果振蕩電路沒有能量損失，也不受其他外界影響，這時的周期和頻率分別叫做振蕩電路的固有周期和固有頻率。3．周期和頻率公式四、電磁場1．變化的磁場產(chǎn)生電場①基礎(chǔ)實驗：在變化的磁場中放一個閉合電路，電路里就會產(chǎn)生感應(yīng)電流。②麥克斯韋觀點：電路里感應(yīng)電流的產(chǎn)生，一定是變化的磁場產(chǎn)生了電場，自由電荷在電場的作用下發(fā)生了定向移動。③本質(zhì)：變化的磁場產(chǎn)生了電場。2．變化的電場產(chǎn)生磁場：麥克斯韋假設(shè)，既然變化的磁場能產(chǎn)生電場，那么變化的電場也會在空間產(chǎn)生磁場。五、電磁波1．電磁波的產(chǎn)生：變化的電場和變化的磁場交替產(chǎn)生，由近及遠向周圍傳播，形成___________。2．電磁波是橫波：根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論，電磁波在真空中傳播時，它的電場強度和磁感應(yīng)強度互相___________，而且二者均與波的傳播方向___________，因此電磁波是橫波。3．電磁波的速度：麥克斯韋指出了光的電磁本性，預(yù)言電磁波的速度等于___________。4．赫茲證實了麥克斯韋關(guān)于光的電磁理論六、無線電波的發(fā)射1.要有效地向外發(fā)射電磁波，振蕩電路必須具有的兩個特點：①要有足夠高的振蕩頻率，頻率越高，發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越大；②振蕩電路的電場和磁場必須分散到盡可能大的空間，因此采用開放電路。2．實際應(yīng)用中的開放電路，線圈的一端用導(dǎo)線與大地相連，這條導(dǎo)線叫做地線；線圈的另一端與高高地架在空中的天線相連。3．電磁波的調(diào)制：在電磁波發(fā)射技術(shù)中，使電磁波隨各種信號而改變的技術(shù)。調(diào)制包括①調(diào)幅（AM）：使高頻電磁波的___________隨信號的強弱而改變的調(diào)制方法。②調(diào)頻（FM）：使高頻電磁波的___________隨信號的強弱而改變的調(diào)制方法。七、無線電波的接收1．接收原理：電磁波在傳播時遇到導(dǎo)體，會使導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，導(dǎo)體可用來接收電磁波，這個導(dǎo)體就是接收天線。2．電諧振：接收電路的固有頻率跟收到的電磁波的頻率相同時，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強，相當于機械振動中的共振。①調(diào)諧：使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程。②解調(diào)：把聲音或圖象信號從高頻電流中還原出來的過程．調(diào)幅波的解調(diào)也叫檢波。八、電磁波譜1．無線電波：波長大于1mm（頻率小于300GHz）的電磁波是無線電波，主要用于通信、廣播及其他信號傳輸。2．紅外線①紅外線是一種光波，波長比無線電波短，比可見光長，不能引起人的視覺。②所有物體都發(fā)射紅外線，熱物體的紅外輻射比冷物體的紅外輻射強。③紅外線主要用于紅外遙感和紅外高速攝影。3．可見光：可見光的波長在760nm到400nm之間。4．紫外線①波長范圍在5nm到370nm之間，不能引起人的視覺。②具有較高的能量，應(yīng)用于滅菌消毒，具有較強的熒光效應(yīng)，用來激發(fā)熒光物質(zhì)發(fā)光．5．X射線和γ射線。①X射線頻率比紫外線高，穿透力較強，用來檢查工業(yè)部件有無裂紋或氣孔，醫(yī)學(xué)上用于人體透視。②γ射線頻率比X射線還要高，具有很高的能量，穿透力更強，醫(yī)學(xué)上用來治療癌癥，工業(yè)上用于探測金屬部件內(nèi)部是否有缺陷。電磁振蕩過程各物理量的變化規(guī)律LC振蕩電路的放電、充電過程項目過程電荷量q電場強度E電勢差U電場能電流i磁感應(yīng)強度B磁場能0～電容器放電減少減小減小減少增大增大增加t＝時刻0000最大最大最大～反向充電增加增大增大增加減小減小減少t＝時刻最大最大最大最大000～反向放電減少減小減小減少增大增大增加t＝時刻0000最大最大最大～T電容器充電增加增大增大增加減小減小減少【例題】1.在LC振蕩電路中，以下辦法可以使振蕩頻率增大到原來的兩倍的是（）A.自感系數(shù)L和電容C都增大到原來的兩倍B.自感系數(shù)L增大到原來的兩倍，電容C減小一半C.自感系數(shù)L減小一半，電容C增大到原來的兩倍D.自感系數(shù)L和電容C都減小一半【答案】D【解析】【詳解】A．由LC振蕩電路的頻率公式可知，當自感系數(shù)L和電容C都增大到原來的兩倍時，其振蕩頻率變?yōu)樵瓉淼囊话?，故A錯誤；B．由LC振蕩電路的頻率公式可知，當自感系數(shù)L增大到原來的兩倍，電容C減小一半時，其振蕩頻率不變，故B錯誤；C．由LC振蕩電路的頻率公式可知，當自感系數(shù)L減小一半，電容C增大到原來的兩倍時，其振蕩頻率不變，故C錯誤；D．由LC振蕩電路的頻率公式可知，當自感系數(shù)L和電容C都減小一半時，其振蕩頻率恰好增大到原來的兩倍，故D正確。故選D。2.為營造更為公平公正的高考環(huán)境，“反作弊”工具金屬探測儀被各考點廣為使用。某興趣小組設(shè)計了一款金屬探測儀，如圖所示，探測儀內(nèi)部的線圈與電容器構(gòu)成LC振蕩電路，當探測儀檢測到金屬物體時，探測儀線圈的自感系數(shù)發(fā)生變化，從而引起振蕩電路中的電流頻率發(fā)生變化，探測儀檢測到這個變化就會驅(qū)動蜂鳴器發(fā)出聲響。已知某時刻，電流的方向由b流向a，且電流強度正在減弱過程中，則（）A.該時刻線圈的自感電動勢正在減小B.該時刻電容器下極板帶正電荷C.若探測儀靠近金屬時其自感系數(shù)增大，則振蕩電流的頻率升高D.若探測儀與金屬保持相對靜止，則金屬中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流【答案】B【解析】【詳解】A．某時刻，電流的方向由b流向a，且電流強度正在減弱過程中，電場能增加，磁場能減小，故自感電動勢阻礙電流的增大，則該時刻線圈的自感電動勢正在增大，故A錯誤；B．電流的方向由b流向a，且電流強度正在減弱過程中，電容器充電，由右手螺旋定則判斷，電容器下極板帶正電，故B正確；C．若探測儀靠近金屬時，相當于給線圈增加了鐵芯，所以其自感系數(shù)L增大，根據(jù)公式可知，其自感系數(shù)L增大時振蕩電流的頻率降低，故C錯誤；D．此時電流強度正在減弱過程中，雖然探測儀與金屬保持相對靜止，金屬也會產(chǎn)生感應(yīng)電流，故D錯誤。故選B。【點睛】物理知識與生活實際相結(jié)合，把電磁感應(yīng)運用于日常生活中，熟練掌握自感的知識點。3.在理想LC振蕩電路中的某時刻，電容器極板間的場強E的方向如圖所示，M是電路中的一點，若該時刻電容器正在充電，據(jù)此可判斷此時（）A.電路中的磁場能在減小B.電路中電流正在增加C.流過M點的電流方向向左D.電容器兩板間的電壓在減小【答案】AC【解析】【詳解】A．電容器充電，電場能增加，故磁場能減小，故A正確；B．充電過程，電容器極板上的電荷量正在增加，電路電流逐漸減小，故B錯誤；C．電容器極板上極板帶正電，充電過程，流過M點的電流方向向左，故C正確；D．充電過程，電容器極板上的電荷量正在增加，根據(jù)，電容器兩板間的電壓在增加，故D錯誤。故選AC。4.圖1所示是圖2中通過小電阻R中的電流隨時間變化的圖像，請定性描述0到這段時間內(nèi)電容器上電荷量的變化及能量的轉(zhuǎn)化。【答案】見解析【解析】【詳解】由圖1可得，0到這段時間內(nèi)電流先增大后減小，則說明電容器先放電后充電，所以電容器上的電荷量變化情況是：0到時間內(nèi)電荷量減少，時間內(nèi)電荷量增加。則能量轉(zhuǎn)化情況是：0到時間內(nèi)電場能轉(zhuǎn)化為磁場能，時間內(nèi)磁場能轉(zhuǎn)化為電場能?！揪毩?xí)題】5.實際的電磁振蕩電路中，如果沒有外界能量的適時補充，振蕩電流的振幅總是要逐漸減小，下述各種情況中，哪些是造成振幅減小的原因（）A.線圈的自感電動勢對電流的阻礙作用B.電路中的電阻對電流的阻礙作用C.線圈鐵芯上渦流產(chǎn)生的電熱D.向周圍空間輻射電磁波【答案】BCD【解析】【詳解】A．線圈自感電流的阻礙作用，是把電場能轉(zhuǎn)化為磁場能，不會造成振蕩能量的損失，振幅不會減小，A錯誤；B．電路中電阻對電流的阻礙作用使部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，從而造成振蕩能量的損失，使振幅減小，B正確；C．線圈鐵芯上渦流產(chǎn)生的電熱，也是由振蕩能量轉(zhuǎn)化來的，也會引起振蕩能量的損失，使振幅減小，C正確；D．向周圍空間輻射電磁波，使振蕩能量以電磁波的形式散發(fā)出去，引起振蕩能量的損失，使振幅減小，D正確。故選BCD。6.麥克斯韋電磁場理論提出：變化的電場產(chǎn)生磁場。以平行板電容器為例：圓形平行板電容器在充、放電的過程中，板間電場發(fā)生變化，產(chǎn)生的磁場相當于一連接兩板的板間直導(dǎo)線通以充、放電電流時所產(chǎn)生的磁場。如圖所示，若某時刻連接電容器的導(dǎo)線具有向上的電流，則下列說法中正確的是（）A.電容器正在放電B.兩平行板間的電場強度E在增大C.該變化電場產(chǎn)生順時針方向（俯視）的磁場D.兩極板間電場最強時，板間電場產(chǎn)生的磁場達到最大【答案】B【解析】【詳解】AB．根據(jù)電場方向可知，下板帶正電荷，上板帶負電荷；根據(jù)電流方向可知，下板帶正電荷并且電流流向下板，則電容器正在充電，兩板間電場增強，選項A錯誤，B正確；CD．根據(jù)楞次定律和右手定則判斷得出，電場增強，會產(chǎn)生逆時針方向（俯視）的磁場，兩極板間電場最強時，電場變化率為零，板間電場產(chǎn)生的磁場為零，選項CD錯誤。故選B。7.如圖甲所示的LC振蕩電路中，通過P點的電流隨時間變化的圖線如圖乙所示，若把通過P點向右規(guī)定為電流的正方向，則（）A.0.5~1ms內(nèi)，Q點比P點電勢低B.內(nèi)，電容器C正在放電C.0.5~1ms內(nèi)，電場能正在增加D.增大電容C的電容值該電路振蕩頻率將變大【答案】BC【解析】【詳解】AC．由題圖乙知0.5~1ms內(nèi)電流在減小，電容器正在反向充電，經(jīng)過P點電流方向右，線圈相當于電源，Q點比P點電勢高，磁場能在減小，電場能正在增加，C正確，A錯誤；B．內(nèi)電流增大，為放電過程，磁場能在增加，電場能正在減小，B正確；D．增大電容C的電容值該電路振蕩頻率將變小，D錯誤；故選BC。1．麥克斯韋電磁場理論①變化的磁場產(chǎn)生電場：均勻變化的磁場產(chǎn)生恒定的電場、非均勻變化的磁場產(chǎn)生變化的電場、振蕩的磁場產(chǎn)生同頻率的振蕩的電場。②變化的電場產(chǎn)生磁場：均勻變化的電場產(chǎn)生恒定的磁場、非均勻變化的電場產(chǎn)生變化的磁場、振蕩的電場產(chǎn)生同頻率振蕩的磁場2．電磁波的特點①電磁波是橫波，電場方向與磁場方向都跟傳播方向垂直。②電磁波的傳播不需要介質(zhì)，真空中電磁波的的傳播速度和光速相同，即，光的本質(zhì)是電磁波。③電磁波具有波的共性，能夠發(fā)生反射、折射、干涉、偏振和衍射現(xiàn)象。④波長、波速和頻率滿足。⑤同一種電磁波在不同介質(zhì)中傳播時，由波源決定的頻率不變，波速和波長發(fā)生改變，介質(zhì)中電磁波的速度均比真空中的小?！纠}】8.關(guān)于電磁波，下列說法正確的是（）A.光不是電磁波 B.只要有電場和磁場，就可以產(chǎn)生電磁波C.電磁波需要有介質(zhì)才能傳播 D.真空中，電磁波的傳播速度與光速相同【答案】D【解析】【詳解】A．光屬于電磁波的一部分，所以光是電磁波，A錯誤；B．只有非均勻變化的電場或磁場，才能產(chǎn)生電磁波，B錯誤；C．電磁波可以在真空中傳播，C錯誤；D．真空中，電磁波的傳播速度與光速相同，D正確。故選D。9.關(guān)于電磁場理論，下列描述正確的是（）A.周期性變化的電場和磁場互相激發(fā)由近及遠傳播形成電磁波B.靜止的電荷能夠在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場C.穩(wěn)定的磁場能夠在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的電場D.均勻變化的電場在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場【答案】A【解析】【詳解】ABD．根據(jù)麥克斯韋電磁理論可知，均勻變化的電場，產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，非均勻變化的電場，產(chǎn)生變化的磁場，周期性變化的電場和變化的磁場互相激發(fā)，由近及遠傳播形成電磁波，而靜止的電荷周圍的電場是穩(wěn)定的，故不產(chǎn)生磁場，故A正確，BD錯誤；C．穩(wěn)定的磁場周圍沒有電場產(chǎn)生，故C錯誤。故選A。10.1864年，麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在；1886年，赫茲在實驗室探測到了電磁波。關(guān)于電磁波，下列說法正確的是（）A.波長越大，頻率越大 B.波長越大，頻率越小C.波長越大，波速越大 D.波長越大，波速越小【答案】B【解析】【詳解】在真空中，所有電磁波的傳播速度一定，都等于光速，所以波速與波長、頻率無關(guān)，根據(jù)公式可知波長越大，頻率越小，B正確，ACD錯誤。故選B。11.關(guān)于電磁波與聲波，下列說法正確的是（）A.電磁波是橫波，聲波是縱波B.由空氣進入水中時，波速均變小C.由空氣進入水中時，波長均變長D.電磁波和聲波在介質(zhì)中的傳播速度，均由介質(zhì)決定，與頻率無關(guān)【答案】A【解析】【詳解】A．電磁波的振動與傳播方向相互垂直，是橫波；聲波的振動與傳播方向相互平行，是縱波，故A正確；BC．由空氣進入水中時，電磁波波速變小，由于頻率不變，則其波長變??；由空氣進入水中時，聲波波速變大，因頻率不變，可知聲波的波長變大，故BC錯誤；D．聲波的傳播速度在介質(zhì)中是由介質(zhì)決定的，與頻率無關(guān)；而電磁波在介質(zhì)中的傳播速度與介質(zhì)和電磁波本身的頻率有關(guān)；故D錯誤。故選A?！揪毩?xí)題】12.下列關(guān)于麥克斯韋的電磁場理論，說法正確的是（）A.在電場周圍一定產(chǎn)生磁場，磁場周圍一定產(chǎn)生電場 B.穩(wěn)定的磁場產(chǎn)生的電場一定是穩(wěn)定的C.均勻變化的電場產(chǎn)生均勻變化的磁場 D.振蕩的磁場在周圍空間產(chǎn)生的電場是振蕩的【答案】D【解析】【詳解】AB．根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論可知變化的電場產(chǎn)生磁場，變化的磁場產(chǎn)生電場，若電場不變化，不會產(chǎn)生磁場；磁場不變化不會產(chǎn)生電場，AB錯誤；C．均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，C錯誤；D．振蕩的磁場是周期性變化的，所以產(chǎn)生的電場也是振蕩的，D正確。故選D。13.關(guān)于電磁場和電磁波的說法正確的是（）A.電場和磁場總是相互聯(lián)系的，它們統(tǒng)稱為電場B.電磁場由發(fā)生的區(qū)域向遠處的傳播形成電磁波C.在電場周圍一定產(chǎn)生磁場，磁場周圍一定產(chǎn)生電場D.電磁波是一種波，聲波也是一種波，理論上它們是同種性質(zhì)的波動【答案】B【解析】【詳解】A．變化的電場和變化的磁場相互聯(lián)系，他們統(tǒng)稱為電磁場，故A錯誤；B．電磁場由發(fā)生的區(qū)域向遠處的傳播形成電磁波，選項B正確；C．在變化的電場周圍一定產(chǎn)生磁場，變化的磁場周圍一定產(chǎn)生電場，選項C錯誤；D．電磁波是一種波，聲波也是一種波，但聲波是機械波，它們是不同種性質(zhì)的波動，選項D錯誤。故選B。14.已知真空中的電磁波波速是3×108m/s.在真空中波長是5m的無線電波，它的頻率是（）A.6×107Hz B.1.5×109HzC.8×108Hz D.1.7×108Hz【答案】A【解析】【詳解】由帶入數(shù)據(jù)得【點睛】考查波速與波長和頻率之間的關(guān)系。15.關(guān)于電磁波，下列說法中正確的是（）A.在真空中，頻率越高的電磁波速度越大B.在真空中，電磁波的能量越大，傳播速度越大C.電磁波由真空進入介質(zhì)，速度變小，波長也變小，而頻率不變D.只要發(fā)射電路的電磁振蕩停止，產(chǎn)生的電磁波立即消失【答案】C【解析】【詳解】AB．在真空中，所有電磁波的速度都相同，與頻率、能量無關(guān)，故AB錯誤；C．電磁波的頻率由波源決定，電磁波由真空進入介質(zhì)，頻率不變，而波速減小，波長減小，故C正確；D．當發(fā)射電路的電磁振蕩停止，產(chǎn)生的電磁波不會立即消失，還會在空間繼續(xù)傳播，一直到能量消耗殆盡，故D錯誤。故選C。16.如圖所示是我國500m口徑球面射電望遠鏡（FAST），它可以通過接收來自宇宙深處的電磁波，探索宇宙。截止到去年11月，它已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的脈沖星超過240顆，我國也因此成為世上發(fā)現(xiàn)脈沖星數(shù)量最多的國家。下列關(guān)于電磁波的說法正確的是（）A.頻率越高的電磁波，波長越短B.電磁波在任何介質(zhì)中傳播速度均為3×108m/sC.赫茲通過實驗捕捉到電磁波，證實了奧斯特的電磁理論D.變化的電場可能激發(fā)出變化的磁場，空間將可能產(chǎn)生電磁波【答案】AD【解析】【詳解】A．根據(jù)公式可知，頻率越高的電磁波，波長越短，故A正確；B．電磁波在不同介質(zhì)中的傳播速度不一樣，電磁波在真空中傳播速度為3×108m/s，故B錯誤；C．赫茲通過實驗捕捉到電磁波，證實了麥克斯韋的電磁理論，故C錯誤；D．周期性變化的電場激發(fā)出周期性變化的磁場，空間將產(chǎn)生電磁波，故D正確。故選AD。1．電磁波的發(fā)射與接收2．電磁波的應(yīng)用①雷達：利用微波遇到障礙物的反射來測定物體的位置。若從發(fā)射無線電波到接收反射波的時間為，就可以確定障礙物的距離，再由發(fā)射無線電波的方向和仰角確定障礙物的位置。②電視廣播的發(fā)射和接收過程攝像機取景后轉(zhuǎn)換為電信號→調(diào)制和發(fā)射→天線接收高頻信號，經(jīng)過調(diào)諧、解調(diào)→顯示器還原信號顯示圖像③移動的因特網(wǎng)例題】17.最新車載GPS導(dǎo)航儀通過與導(dǎo)航衛(wèi)星互相傳遞信息，確定汽車所處的準確位置，并在電子地圖上顯示出來（如圖所示），為汽車駕駛員導(dǎo)航，下列有關(guān)說法正確的是（）A.導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射的電磁波比光的傳播速度慢B.導(dǎo)航儀上的移動通過電流傳遞信息C.導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射的電磁波不能在真空中傳播D導(dǎo)航儀與導(dǎo)航衛(wèi)星通過電磁波傳遞信息【答案】D【解析】【詳解】A．電磁波和光的傳播速度是一樣的，選項A錯誤；B．導(dǎo)航儀上的移動也是通過電磁波來傳遞信息的，選項B錯誤；C．電磁波可以在真空中傳播，選項C錯誤；D．導(dǎo)航儀和導(dǎo)航衛(wèi)星是通過電磁波來傳遞信息的，選項D正確。故選D。18.北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式開通以來，運行穩(wěn)定，持續(xù)為全球用戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，系統(tǒng)服務(wù)能力步入世界一流行列。下列說法正確的是（）A.北斗衛(wèi)星利用電磁波向地面?zhèn)鬟f信息B.電磁波在空氣中的傳播速度為340m/sC.北斗衛(wèi)星上的芯片采用超導(dǎo)材料制成D.北斗衛(wèi)星長期工作不需要消耗任何能量【答案】A【解析】【詳解】A．衛(wèi)星導(dǎo)航是利用電磁波傳遞信息的，所以“北斗導(dǎo)航系統(tǒng)”是利用電磁波向地面?zhèn)鬟f信息的，故A正確；B．電磁波在空氣中的傳播速度約為，故B錯誤；C．北斗衛(wèi)星上的芯片采用半導(dǎo)體材料制成，故C錯誤；D．北斗衛(wèi)星需要發(fā)射電磁波，消耗能量，故D錯誤。故選A。19.從調(diào)諧電路接收到的高頻振蕩電流中，還原出聲音信號的過程是（）A.調(diào)諧 B.解調(diào) C.調(diào)頻 D.調(diào)幅【答案】B【解析】【詳解】解調(diào)是從攜帶消息的已調(diào)信號中恢復(fù)消息的過程。所以從調(diào)諧電路接受到的高頻振蕩電流中，還原出聲音信號的過程叫解調(diào)，故選B。20.雷達是利用電磁波探測目標的電子設(shè)備。雷達發(fā)射電磁波對目標進行照射并接收其回波，由此獲得目標至電磁波發(fā)射點的距離、距離變化率（徑向速度）、方位、高度等信息。試回答下列問題∶（1）雷達是如何接收電磁波的？（2）利用雷達可以測出飛機的運動方向和速度。某固定雷達正在跟蹤一架勻速飛行的飛機，其每隔固定時間T0發(fā)射一短脈沖的電磁波（如圖中幅度大的波形），收到的由飛機反射回的電磁波經(jīng)雷達處理后顯示如圖中幅度較小的波形，反射滯后的時間已在圖中標出。其中T0、T和ΔT為已知量，光在真空中的傳播速度為c。則飛機的運動方向和飛機的速度大小分別為多少？【答案】（1）見解析；（2）遠離雷達方向，【解析】【詳解】（1）電磁波在傳播時遇到導(dǎo)體會使導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以導(dǎo)體可用來接收電磁波，這就是雷達接收電磁波的原理。（2）由屏幕上顯示的波形可以看出，反射波滯后于發(fā)射波的時間越來越長，說明飛機離信號源的距離越來越遠，飛機向遠離雷達方向運動；從雷達發(fā)出第一個電磁波起開始計時，經(jīng)被飛機接收，故飛機第一次接收電磁波時與雷達距離第二個電磁波從發(fā)出至返回，經(jīng)T+ΔT時間，飛機第二次接收電磁波時與雷達距離飛機從接收第一個電磁波到接收第二個電磁波內(nèi)前進了，接收第一個電磁波時刻為，接收第二個電磁波時刻為所以接收第一個和第二個電磁波的時間間隔為故飛機速度為解得【練習(xí)題】21.關(guān)于無線電波的發(fā)射和接收，下列說法正確的是（）A.天波是無線電波傳播的唯一方式B.音頻信號應(yīng)經(jīng)調(diào)制以后發(fā)射，調(diào)頻是調(diào)制的唯一方式C.接收的信號屬于微波段的無線電波D.無線電波的發(fā)射過程必須使信號產(chǎn)生電諧振【答案】C【解析】【詳解】A．無線電波的傳播方式有天波、地波和直線傳播三種方式，選項A錯誤；B．音頻信號應(yīng)經(jīng)調(diào)制以后發(fā)射，而調(diào)制有調(diào)頻和調(diào)幅兩種，選項B錯誤；C．接收的信號屬于微波段的無線電波，選項C正確；D．電磁波的發(fā)射過程中，一定要對低頻輸入信號進行調(diào)制，用開放電路發(fā)射，無線電波在接受過程中要產(chǎn)生電諧振，選項D錯誤。故選C。22.目前，我國正在開展5G網(wǎng)絡(luò)試點工作，并將于2020年進入全面5G時代。屆時，將開啟萬物互聯(lián)時代：車聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、智慧城市、無人機網(wǎng)絡(luò)、自動駕駛技術(shù)等將一一變?yōu)楝F(xiàn)實。5G，即第五代移動通信技術(shù)，采用頻段，相比于現(xiàn)有的4G（即第四代移動通信技術(shù)，頻段）技術(shù)而言，具有極大的帶寬、極大的容量和極低的時延。5G信號與4G信號相比下列說法正確的是（）A.5G信號比4G信號在真空中的傳播速度更快 B.5G信號比4G信號更容易被障礙物阻擋C.5G信號比4G信號需要更少的通信基站 D.5G信號比4G信號更適合長距離傳輸【答案】B【解析】【詳解】A．5G信號和4G信號都是電磁波，在真空中傳播速度等于光速，A錯誤；BC．根據(jù)可知5G信號頻率更高，波長更短，4G信號頻率更低，波長更長，更容易發(fā)生明顯衍射，即5G信號比4G信號更容易被障礙物阻擋，需要建設(shè)更密集的基站，B正確，C錯誤；D．近距離數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)也是未來5G移動通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建過程中所研究的關(guān)鍵技術(shù)之一。近距離數(shù)據(jù)傳輸也就是指移動網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信號可以不經(jīng)過移動信號基站，而是直接實現(xiàn)設(shè)備與設(shè)備之間的通信傳輸，D錯誤。故選B。23.在電磁波發(fā)射技術(shù)中，使電磁波隨各種信號而改變的技術(shù)叫調(diào)制，調(diào)制分調(diào)幅和調(diào)頻兩種。如圖甲所示有A、B兩幅圖，在收音機電路中天線接收下來的電信號既有高頻成分又有低頻成分，經(jīng)放大后送到下一級，需要把高頻成分和低頻成分分開，只讓低頻成分輸入下一級，如果采用如圖乙所示的電路，圖中虛線框a和b內(nèi)只用一個電容器或電感器。以下關(guān)于電磁波的發(fā)射和接收的說法中，正確的是（）A.在電磁波的發(fā)射技術(shù)中，圖甲中A是調(diào)幅波B.在電磁波的發(fā)射技術(shù)中，圖甲中B是調(diào)幅波C.圖乙中a是電容器，用來通高頻，阻低頻，b是電感器，用來阻高頻，通低頻D.圖乙中a電感器，用來阻交流，通直流，b是電容器，用來通高頻，阻低頻【答案】AC【解析】【詳解】AB．調(diào)幅，即通過改變電磁波的振幅來實現(xiàn)信號加載，故題圖A、B中A為調(diào)幅波，B為調(diào)頻波，故A正確，B錯誤；CD．根據(jù)交流電路中電容器的通高頻阻低頻和電感線圈的通低頻阻高頻作用可知，元件a要讓高頻信號通過，阻止低頻信號通過，故元件a是電容較小的電容器，元件b要讓低頻信號通過，阻止高頻信號通過，故元件b是高頻扼流圈，故C正確，D錯誤。故選AC。24.雷達是利用無線電波來測定物體位置的設(shè)備，它有一個可以轉(zhuǎn)動的天線，能朝一定方向發(fā)射無線電脈沖，每次發(fā)射持續(xù)的時間短于1μs，發(fā)射出去的無線電波遏到障礙物后反射回來被天線接收。根據(jù)從發(fā)射到接收的時間間隔，可以確定障礙物的距離；再根據(jù)發(fā)射無線電波的方向和仰角，便可以確定障礙物的位置了。有一個雷達站正在跟蹤一架飛機，此時飛機正朝著雷達站方向勻速飛來。某一時刻雷達發(fā)出一個無線電脈沖，經(jīng)200μs后收到反射波；隔后再發(fā)出一個脈沖，經(jīng)198μs后收到反射波。求該飛機的飛行速度?！敬鸢浮喀蘳【解析】【詳解】在這段時間內(nèi)飛機的位移為則飛機飛行的速度1．按電磁波的波長大小或頻率高低的順序把它們排列成譜，叫電磁波譜。2．電磁波譜按波長從長到短或頻率從低到高的排列次序：無線電波（長波、中波、短波、微波）、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線，它們合起來構(gòu)成了范圍廣闊的電磁波譜，需要注意的是電磁波譜中的各部分沒有嚴格的分界線。【例題】25.關(guān)于電磁波的特性和應(yīng)用，下列說法正確的是（）A.紫外線有殺菌消毒的作用，是因為其有熱效應(yīng)B.雷達使用微波是因為微波波長較短能沿直線傳播C.發(fā)射無線電波時需要對電磁波進行調(diào)制和解調(diào)D.“紅外夜視儀”能看清黑暗中的物體，是其能發(fā)射出強大的紅外線，照射被視物體?！敬鸢浮緽【解析】【詳解】A．紫外線化學(xué)效應(yīng)強，所以能殺菌，而不是其熱效應(yīng)，A錯誤；B．由于微波的頻率極高，波長很短，其在空中的傳播特性與光波相近，也就是直線前進，遇到阻擋就被反射或被阻斷，故雷達使用微波工作，B正確；C．發(fā)射無線電波時，需要對電磁波進行調(diào)制，C錯誤；D．一切物體都不停地向外輻射紅外線，不同物體輻射出來的紅外線不同，采用紅外線接收器，可以清楚地分辨出物體的形狀、大小和位置，D錯誤。故選B。26.機場等處是用那種電磁波進行對旅客的行禮箱進行安全檢查（）A.無線電波 B.紅外線 C.紫外線 D.X射線【答案】D【解析】【詳解】在車站和機場的安檢入口，要用X射線對旅客行李進行安全檢查，X射線有較強的穿透本領(lǐng)。故選D。27.關(guān)于電磁波的下列說法正確的是（）A.T射線（1THz=1012Hz）是指頻率從0.3~10THz