2025高中物理同步課程電磁波電磁波、電磁振蕩、電磁波譜.含答案

電磁波、電磁振蕩、電磁波譜電磁波、電磁振蕩、電磁波譜電磁波的發(fā)現(xiàn)知識框架2025高中物理同步課程電磁波電磁波的發(fā)現(xiàn)知識框架橫波橫波電磁振蕩的周期和頻率無阻尼振蕩和阻尼振蕩無線電波的發(fā)射和接收、電視和雷達電磁振蕩電磁波振蕩電流的產(chǎn)生波速公式具有波的一切特性物質(zhì)波電磁波振蕩電流電磁波譜電磁波的特點麥克斯韋的理論

知識講解電磁振蕩的周期和頻率無阻尼振蕩和阻尼振蕩無線電波的發(fā)射和接收、電視和雷達電磁振蕩電磁波振蕩電流的產(chǎn)生波速公式具有波的一切特性物質(zhì)波電磁波振蕩電流電磁波譜電磁波的特點麥克斯韋的理論知識講解知識點1電磁波的發(fā)現(xiàn)1．電磁波的發(fā)現(xiàn)麥克斯韋從電磁場理論出發(fā)，運用了較為深奧的數(shù)學工具，得到了描述電磁場特性的規(guī)律，并預言了電磁波的存在．年后，他的學生赫茲用實驗方法證實了麥克斯韋的偉大預言，發(fā)射并接收了電磁波，從而開創(chuàng)了無線電技術的新時代．2．麥克斯韋的理論要點一：變化的磁場產(chǎn)生電場麥克斯韋認為線圈只不過用來顯示電場的存在，線圈不存在時，變化的磁場同樣在周圍空間產(chǎn)生電場，即這是一種普遍存在的現(xiàn)象，跟閉合電路是否存在無關．要點二：變化的電場產(chǎn)生磁場我們知道，電流周圍存在著磁場，麥克斯韋研究了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象的相似和聯(lián)系．經(jīng)過反復思考提出一個假設，變化的電場產(chǎn)生磁場．這一點，我們從哲學上知道，事物之間是相互聯(lián)系的，可以相互轉(zhuǎn)化．比如根據(jù)麥克斯韋的理論，在給電容器充電的時候，不僅導體中電流要產(chǎn)生磁場，而且在電容器兩極板間周期性變化著的電場周圍也要產(chǎn)生磁場．3．電磁波的特點：①是橫波；②是物質(zhì)波，真空中也能傳播，能獨立存在（與機械波不同）；③具有反射、折射、干涉、衍射等波的一切特性；④波速公式（為真空中速度，電磁波在真空中速度等于光速）．4．電磁波譜波段波長/產(chǎn)生機理來源主要用途無線電波長、中、短波自由電子振蕩振蕩電路超遠程無線電通訊、導航、廣播、電報微波電視、雷達、導航、微波爐紅外線外層電子受激發(fā)一切物體①熱作用：烤箱，紅外體溫計②紅外攝影：遠距離和高空攝影③紅外遙感：探測地熱、火情、預告臺風可見光光源照明、光合作用紫外線一切高溫物體①化學作用②熒光作用③殺菌作用④生理作用射線內(nèi)層電子受激發(fā)高速電流射到金屬上①穿透本領：透視、檢查砂眼、裂紋②對生命物質(zhì)有較強作用射線原子核受激發(fā)放射性物質(zhì)①破壞生命物質(zhì)，摧毀病變細胞②穿透能力較強5．電磁波與機械波的比較機械波：機械波屬于力學現(xiàn)象，它傳播時需要介質(zhì)，在介質(zhì)中的傳播速度由介質(zhì)決定，它與機械波的頻率無關．機械波不能在真空中傳播，機械波在傳播的過程中，質(zhì)點的位移隨時間和空間周期性變化．電磁波：電磁波屬于電磁現(xiàn)象，它的傳播不需要介質(zhì)，它本身就是一種物質(zhì)．電磁波可以在真空中傳播，傳播速度是光速=．電磁波在傳播過程中，其電場、磁場隨時間和空間周期性的變化．機械波與電磁波都有反射、折射、干涉、衍射現(xiàn)象．6．總結(jié)、擴展麥克斯韋的電磁場理論三點（1）變化的磁場能夠在周圍空間產(chǎn)生電場，變化的電場能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場．（2）均勻變化的磁場，產(chǎn)生穩(wěn)定的電場，均勻變化的電場，產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場．這里的“均勻變化”指在相等時間內(nèi)磁感應強度（或電場強度）的變化量相等，或者說磁感應強度（或電場強度）對時間變化率一定．（3）不均勻變化的磁場產(chǎn)生變化的電場，不均勻變化的電場產(chǎn)生變化的磁場（4）振蕩的（即周期性變化的）磁場產(chǎn)生同頻率的振蕩電場，振蕩的電場產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場．（5）變化的電場和變化的磁場總是相互聯(lián)系著，形成一個不可分離的統(tǒng)一體，這就是電磁場，向周圍空間傳播這就是電磁波．隨堂練習隨堂練習關于機械波和電磁波，下列說法中錯誤的是（）A．機械波和電磁波都可以在真空中傳播B．機械波和電磁波都可以傳遞能量C．波長、頻率和波速間的關系，即對機械波和電磁波都適用D．機械波和電磁波都能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象某電磁波從真空進入介質(zhì)后,發(fā)生變化的物理量有()A．頻率 B．波速和頻率C．波長和波速D．頻率和能量通信的過程就是把信息盡快地從一處傳遞到另一處的過程．古代也采用過“無線”通訊的方式，如利用火光傳遞信息的烽火臺，利用聲音傳遞信號的鼓等．關于聲音與光，下列說法正確的是（）A．聲音和光都是機械波 B．聲音和光都是電磁波C．聲音是機械波，光是電磁波 D．聲音是電磁波，光是機械波根據(jù)麥克斯韋電磁理論，下述正確的是（）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．在變化的電場周圍一定產(chǎn)生變化的磁場，變化的磁場周圍一定產(chǎn)生變化的電場C．均勻變化的電場周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場D．振蕩的電場一定產(chǎn)生同頻率振蕩的磁場在如圖所示的四個電場與時間的關系圖象中，不能產(chǎn)生磁場的是圖，能產(chǎn)生穩(wěn)定磁場的圖是，能產(chǎn)生電磁波的是圖．下列電場能產(chǎn)生變化的磁場是（）A． B．C． D．如圖所示內(nèi)壁光滑，水平放置的光滑的玻璃圓環(huán)內(nèi)，有一直徑略小于環(huán)口徑的帶正電的小球，以速度沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，若在此空間內(nèi)加上方向豎直向上，磁感應強度隨時間成正比增加的變化磁場，設運動過程中小球帶電荷量不變，那么（）A．小球?qū)ΣＡЛh(huán)的壓力一定不斷增大B．小球受到的磁場力一定不斷增大C．小球先沿逆時針方向減速運動，過一段時間后沿順時針方向加速運動D．磁場力對小球一直不做功某雷達工作時，發(fā)射電磁波的波長，每秒脈沖數(shù)，每個脈沖持續(xù)時間，求：（1）電磁波的頻率是多少?（2）最大偵察距離是多少?知識講解知識講解知識點2電磁振蕩1．大小和方向都做周期性迅速變化的電流，叫做振蕩電流，產(chǎn)生振蕩電流的電路叫做振蕩電路．圖中，當開關置于線圈一側(cè)時，由線圈和電容器組成的電路，就是最簡單的振蕩電路，稱為振蕩電路．2．振蕩電流的產(chǎn)生當開關擲向線圈的一瞬間（圖甲①），也就是電容器剛要放電的瞬間，電路里沒有電流，電容器兩極板上的電荷最多．從場的觀點來看，此時電容器里的電場最強，電路里的能量全部儲存在電容器的電場中．電容器開始放電后，由于線圈的自感作用，放電電流不能立刻達到最大值，而是由零逐漸增大，同時電容器極板上的電荷逐漸減少．到放電完畢時，電容器極板上沒有電荷，放電電流達到最大值（圖甲②）．在這個過程中，電容器里的電場逐漸減弱，線圈的磁場逐漸增強，電場能逐漸轉(zhuǎn)化為磁場能．在放電完畢的瞬間，電場能全部轉(zhuǎn)化為磁場能．電容器放電完畢時，由于線圈的自感作用，電流并不會立即減小為零，而要保持原來的方向繼續(xù)流動，并逐漸減?。捎陔娏髟诶^續(xù)流動，電容器在與原來相反的方向重新充電，電容器兩極板帶上相反的電荷，并且電荷逐漸增多．到反方向充電完畢的瞬間，電流減小為零，電容器極板上的電荷量達到最大值（圖甲③）．在這個過程中，線圈的磁場逐漸減弱，電容器里的電場逐漸增強，磁場能逐漸轉(zhuǎn)化為電場能．到反方向充電完畢的瞬間，磁場能全部轉(zhuǎn)化為電場能．此后電容器再放電、再充電（圖甲④⑤）．這樣不斷地充電和放電，電路中就出現(xiàn)了大小、方向都在變化的電流，即出現(xiàn)了振蕩電流．在這個過程中，電容器極板上的電荷量、電路中的電流、電容器里的電場場度、線圈里的磁感應強度，都在周期性地變化著．這種現(xiàn)象就是電磁振蕩．在電磁振蕩的過程中，電場能和磁場能發(fā)生周期性的轉(zhuǎn)化．圖乙、丙表示電路中的電流和電容器極板上的電荷量周期性變化的情況．①②③④⑤甲電磁振蕩過程乙電流的周期性變化（以圖甲中順時針方向電流為正）①②③④⑤丙電容器極板上電荷量的周期性變化（為圖甲中上面極板的電荷量）3．無阻尼振蕩和阻尼振蕩（1）振蕩電路中，若沒有能量損耗，則振蕩電流的振幅（）將不變，如圖所示，叫做無阻尼振蕩（或等幅振蕩）（2）阻尼振蕩，任何振蕩電路中，總存在能量損耗，使振蕩電流的振幅逐漸減小，如圖所示，這叫做阻尼振蕩（或叫減幅振蕩），如果用振蕩器周期性地給振蕩電路補充能量，就可以保持等幅振蕩，這類似于受迫振動．4．電磁振動的周期和頻率周期公式頻率公式振蕩電路的周期公式，頻率公式要理解其物理含義，它只由電路本身的特性（、值）決定，所以叫做固有周期和固有頻率，應用中，通過改變回路中的電感或電容，周期和頻率也隨之改變，滿足各種需要．隨堂練習隨堂練習關于電磁振蕩電磁波，下列說法正確的是（）A．當電路里有振蕩電流時，電路里就產(chǎn)生了電磁振蕩B．電路里電場能和磁場能的周期性交替變化叫電磁振蕩C．只要空間某處的電場或磁場發(fā)生了變化，就會在其周圍空間產(chǎn)生電磁波D．電磁場在空間的傳播叫電磁波如圖所示是通過電容器的變化來檢測容器內(nèi)液壓面高低的儀器原理圖，容器中裝有導電液體，是電容器的一個電極，中間的導體芯柱是電容器的另一個電極，芯柱外面套有絕緣管作為電介質(zhì)，電容器的這兩個電極分別用導線與一個線圈的兩端相連，組成振蕩電路，使該振蕩電路產(chǎn)生電磁振蕩，根據(jù)其振蕩頻率的高低（用與該電路相連的頻率計顯示）就可以知道容器內(nèi)液面位置的高低，如果頻率計顯示該振蕩電路的振蕩頻率變大了，則液面是升高了還是降低了？，容器內(nèi)的導電液體與大地相連，若某一時刻線圈內(nèi)磁場方向向右，且正在增強，則此時導體芯柱的電勢是升高還是降低？．圖中是一個振蕩電路電流隨時間變化圖象，下述看法中正確的是：（）A．在時刻電容器兩端電壓最大B．在時刻電容器帶的電荷量為零C．在時刻電路中只有電場能D．在時刻電容器兩板間電壓最大在振蕩電路中，當振蕩電流等于零的那一瞬間，一定是（）A．電容器極板間電場最強的瞬間B．電容器開始充電的瞬間C．電場能最小的瞬間D．電容器充電完畢的瞬間如圖所示為振蕩電路某時刻的情況，以下說法正確的是（）A．電容器正在充電B．電感線圈中的磁場能正在增加C．電感線圈中的電流正在增大D．此時刻線圈中的自感電動勢正在阻礙電流增大某時刻振蕩電路的狀態(tài)如圖所示，則此時刻（）A．振蕩電流在減小B．振蕩電流在增大C．電場能正在向磁場能轉(zhuǎn)化D．磁場能正在向電場能轉(zhuǎn)化如圖所示的振蕩電路中，導線及電感線圈的電阻忽略不計，若某一瞬間回路中的電流方向如圖中箭頭所示，且電流正在增大，則（）A．這時電容器板帶負電荷，板帶正電荷B．因電流正在增大，間電勢差也隨之增大C．當間的電勢差隨電流的變化達到最大值時，磁場能剛好向電勢能轉(zhuǎn)化完畢D．題中所述時刻，線圈中產(chǎn)生的感應電動勢正在變小調(diào)諧電路的可變電容器的動片從完全旋入到完全旋出仍接收不到某較高頻率電臺發(fā)出的電信號.要收到該電臺的信號，應采用哪些方法A．增強調(diào)諧電路中線圈的匝數(shù)B．加大電源電壓C．減少調(diào)諧電路中線圈的匝數(shù)D．減小電源的電壓下列說法中能使平行板電容器的極板間產(chǎn)生磁場的是()A．把電容器接在直流電源的兩端B．把電容器接在交流電源的兩端C．給電容器充電后,保持其電荷量不變而將極板間的距離勻速增大D．給電容器充電后,保持其電壓不變而將極板間的距離勻速增大為使發(fā)射的電磁波的波長增加為原來的倍,可以將振蕩電路的電容()A．變?yōu)樵瓉淼?倍 B．變?yōu)樵瓉淼腃．變?yōu)樵瓉淼?倍 D．變?yōu)樵瓉淼哪呈找魴C調(diào)諧電路中的可變電容器的電容時，接收到波長為的電臺信號，如果要接收到波長為的電臺信號，可變電容器的電容應調(diào)為______pF．由自感系數(shù)對應的電容之比為()A． B． C．1∶9 D．9∶1在振蕩電路中，如已知電容，并測得電路的固有周期，即可求得電感．為了提高精度，需要多次改變值并測得相應的值，現(xiàn)將測得的五組數(shù)據(jù)標示在以為橫坐標、為縱坐標的坐標紙上，即如圖中用“”表示的點．求（1）的關系．（2）根據(jù)圖中給出的數(shù)據(jù)點做出與的關系圖線．（3）值是多少．知識講解知識講解知識點3無線電波的發(fā)射和接收、電視和雷達1．無線電波的發(fā)射（1）發(fā)射電磁波的條件第一，要有足夠高的頻率；第二，電路必須開放，使振蕩電路的電場和磁場分散到盡可能大的空間．（2）發(fā)射電磁波是利用它傳播某種信號，因此必須進行調(diào)制．所謂調(diào)制，就是要把傳播的信號加在電磁波上的過程，有調(diào)幅和調(diào)頻兩種方式．2．無線電波的接收無線電波的接收過程是：調(diào)諧電路利用電諧振的原理接收所需的電磁波，再通過檢波器檢波得到電磁波所攜帶的信號．（1）當接收電路的固有頻率跟接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，這種現(xiàn)象叫電諧振．（2）使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫調(diào)諧．（3）從接收到的高頻電路中“檢出”所攜帶信號的過程叫檢波，也叫解調(diào)，它是調(diào)制的逆過程．3．電視的基本原理在電視發(fā)射端，由攝像管攝取景物并將反射的光轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕倪^程就叫攝像，這個過程由攝像管完成．在電視接收端，由電視接收機的顯像管把電信號還原成景物的像，這一過程中要進行調(diào)諧、檢波等過程．電視信號的傳播主要通過無線傳播．4．雷達的基本原理雷達是用電磁波來判定物體位置的電子設備．雷達向某一方向發(fā)射電磁波時，在顯示器的熒光屏上呈現(xiàn)發(fā)射的尖形波，無線電波遇到障礙物反射回來，被雷達接收，在顯示器的熒光屏上出現(xiàn)第二個尖形波，根據(jù)兩個尖形波的距離，可得到障礙物到雷達的距離，再根據(jù)發(fā)射電磁波的方向和仰角，便可判定障礙物的位置．利用多普勒效應可測出移動物體的速度．雷達是利用電磁波的微波段工作的．隨堂練習隨堂練習下列說法正確的是（）A．發(fā)射出去的無線電波，可以傳播到無限遠B．無線電波遇到導體，就可在導體中激起同頻率的振蕩電流C．波長越短的無線電波，越接近直線傳播D．移動電話也是通過無線電進行通訊的目前雷達發(fā)射的電磁波頻率多在至的范圍內(nèi)．下列關于雷達和電磁波說法正確的是（）A．真空中上述雷達發(fā)射的電磁波的波長范圍在至之間B．電磁波是由恒定不變的電場或磁場產(chǎn)生的C．測出從發(fā)射電磁波到接收反射波的時間間隔可以確定雷達和目標的距離D．波長越短的電磁波，反射性能越強實際發(fā)射無線電波如圖所示．高頻振蕩器產(chǎn)生高頻等幅振蕩如圖甲中所示，人對著話筒說話低頻振蕩如圖乙所示．根據(jù)以上圖象，發(fā)射出去的電磁波圖象是下圖中哪一個（）據(jù)某刊物報道，美國某公司制成了一種不需要電池供電的“警示牌”．使用時只要用絕緣絲線將牌子掛到輸電線上，如果這條輸電線上有電流流過，牌子上會顯示一個分外明亮的英文提示語“ON”．它類似于常見的“小心觸電”一類的牌子．這對于防止誤觸電起到了警示作用．以下說法中正確的是（）A．沒有工作電源，卻能夠發(fā)出一個明亮的“ON”，顯然違背了能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律，因此這則報道是虛假的B．這種牌子內(nèi)部必然安放有太陽能電池，否則絕不會發(fā)出明亮的“ON”C．這種牌子只能掛在有交變電流流過的輸電線上，才會發(fā)出明亮的“ON”D．這種牌子無論掛在有交變電流還是有穩(wěn)恒電流流過的輸電線上，都會發(fā)出明亮的“ON”1999年11月20日，我國成功發(fā)射和回收了“神舟號”實驗飛船，這標志著我國運載火箭技術水平已躋身于世界先進行列（1）如圖，為火箭發(fā)射場，為山區(qū)，為城市，發(fā)射場正在進行發(fā)射，若該火箭起飛時質(zhì)量為，起飛推力為，火箭發(fā)射塔高，則該火箭起飛的加速度大小為，在火箭推力不變的情況下，若不考慮空氣阻力和火箭質(zhì)量的變化，火箭起飛后經(jīng)飛離發(fā)射塔．（2）為了轉(zhuǎn)播發(fā)射實況，我國科技工作者在發(fā)射場建立了發(fā)射臺用于發(fā)射廣播與電視信號．已知傳輸無線電廣播所用的電磁波波長為，而傳輸電視信號所用的電磁波波長為，為了不讓山區(qū)擋住信號的傳播，使城市居民能聽到和收看實況，必須通過在山頂?shù)霓D(zhuǎn)發(fā)站來轉(zhuǎn)發(fā)（填“無線電廣播信號”或“電視信號”），這是因為．某高速公路自動測速儀器裝置如圖所示，雷達向汽車駛來方向發(fā)射不連續(xù)的電磁波，每次發(fā)射時間約為百萬分之一秒，兩次發(fā)射時間間隔為，當雷達向汽車發(fā)射無線電波時，在指示器熒屏上呈現(xiàn)尖形波，在收到反射回來的無線電波時，在熒光屏上呈現(xiàn)第二個尖形波，根據(jù)兩個波的距離，可以計算出汽車距雷達的距離，根據(jù)自動打下紙帶如圖所示，可求出汽車的車速，請根據(jù)給出的，，，求出汽車車速表達式．我國中波波段的頻率范圍是，為了收到整個頻率范圍內(nèi)各電臺的播音，求：（1）可變電容最大值與最小值之比；（2）當電容器動片全部旋出時，應能收到的電臺訊號頻率；（3）若回路中不變，而最小電容為，那么多大?電磁波、電磁振蕩、電磁波譜電磁波、電磁振蕩、電磁波譜電磁波的發(fā)現(xiàn)知識框架電磁波的發(fā)現(xiàn)知識框架橫波橫波電磁振蕩的周期和頻率無阻尼振蕩和阻尼振蕩無線電波的發(fā)射和接收、電視和雷達電磁振蕩電磁波振蕩電流的產(chǎn)生波速公式具有波的一切特性物質(zhì)波電磁波振蕩電流電磁波譜電磁波的特點麥克斯韋的理論

知識講解電磁振蕩的周期和頻率無阻尼振蕩和阻尼振蕩無線電波的發(fā)射和接收、電視和雷達電磁振蕩電磁波振蕩電流的產(chǎn)生波速公式具有波的一切特性物質(zhì)波電磁波振蕩電流電磁波譜電磁波的特點麥克斯韋的理論知識講解知識點1電磁波的發(fā)現(xiàn)1．電磁波的發(fā)現(xiàn)麥克斯韋從電磁場理論出發(fā)，運用了較為深奧的數(shù)學工具，得到了描述電磁場特性的規(guī)律，并預言了電磁波的存在．年后，他的學生赫茲用實驗方法證實了麥克斯韋的偉大預言，發(fā)射并接收了電磁波，從而開創(chuàng)了無線電技術的新時代．2．麥克斯韋的理論要點一：變化的磁場產(chǎn)生電場麥克斯韋認為線圈只不過用來顯示電場的存在，線圈不存在時，變化的磁場同樣在周圍空間產(chǎn)生電場，即這是一種普遍存在的現(xiàn)象，跟閉合電路是否存在無關．要點二：變化的電場產(chǎn)生磁場我們知道，電流周圍存在著磁場，麥克斯韋研究了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象的相似和聯(lián)系．經(jīng)過反復思考提出一個假設，變化的電場產(chǎn)生磁場．這一點，我們從哲學上知道，事物之間是相互聯(lián)系的，可以相互轉(zhuǎn)化．比如根據(jù)麥克斯韋的理論，在給電容器充電的時候，不僅導體中電流要產(chǎn)生磁場，而且在電容器兩極板間周期性變化著的電場周圍也要產(chǎn)生磁場．3．電磁波的特點：①是橫波；②是物質(zhì)波，真空中也能傳播，能獨立存在（與機械波不同）；③具有反射、折射、干涉、衍射等波的一切特性；④波速公式（為真空中速度，電磁波在真空中速度等于光速）．4．電磁波譜波段波長/產(chǎn)生機理來源主要用途無線電波長、中、短波自由電子振蕩振蕩電路超遠程無線電通訊、導航、廣播、電報微波電視、雷達、導航、微波爐紅外線外層電子受激發(fā)一切物體①熱作用：烤箱，紅外體溫計②紅外攝影：遠距離和高空攝影③紅外遙感：探測地熱、火情、預告臺風可見光光源照明、光合作用紫外線一切高溫物體①化學作用②熒光作用③殺菌作用④生理作用射線內(nèi)層電子受激發(fā)高速電流射到金屬上①穿透本領：透視、檢查砂眼、裂紋②對生命物質(zhì)有較強作用射線原子核受激發(fā)放射性物質(zhì)①破壞生命物質(zhì)，摧毀病變細胞②穿透能力較強5．電磁波與機械波的比較機械波：機械波屬于力學現(xiàn)象，它傳播時需要介質(zhì)，在介質(zhì)中的傳播速度由介質(zhì)決定，它與機械波的頻率無關．機械波不能在真空中傳播，機械波在傳播的過程中，質(zhì)點的位移隨時間和空間周期性變化．電磁波：電磁波屬于電磁現(xiàn)象，它的傳播不需要介質(zhì)，它本身就是一種物質(zhì)．電磁波可以在真空中傳播，傳播速度是光速=．電磁波在傳播過程中，其電場、磁場隨時間和空間周期性的變化．機械波與電磁波都有反射、折射、干涉、衍射現(xiàn)象．6．總結(jié)、擴展麥克斯韋的電磁場理論三點（1）變化的磁場能夠在周圍空間產(chǎn)生電場，變化的電場能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場．（2）均勻變化的磁場，產(chǎn)生穩(wěn)定的電場，均勻變化的電場，產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場．這里的“均勻變化”指在相等時間內(nèi)磁感應強度（或電場強度）的變化量相等，或者說磁感應強度（或電場強度）對時間變化率一定．（3）不均勻變化的磁場產(chǎn)生變化的電場，不均勻變化的電場產(chǎn)生變化的磁場（4）振蕩的（即周期性變化的）磁場產(chǎn)生同頻率的振蕩電場，振蕩的電場產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場．（5）變化的電場和變化的磁場總是相互聯(lián)系著，形成一個不可分離的統(tǒng)一體，這就是電磁場，向周圍空間傳播這就是電磁波．隨堂練習隨堂練習關于機械波和電磁波，下列說法中錯誤的是（）A．機械波和電磁波都可以在真空中傳播B．機械波和電磁波都可以傳遞能量C．波長、頻率和波速間的關系，即對機械波和電磁波都適用D．機械波和電磁波都能發(fā)生干涉和衍射現(xiàn)象【答案】A某電磁波從真空進入介質(zhì)后,發(fā)生變化的物理量有()A．頻率 B．波速和頻率C．波長和波速D．頻率和能量【解析】電磁波的頻率等于振蕩電路的頻率,與傳播電磁波的介質(zhì)無關.電磁波在不同的介質(zhì)中的傳播速度不同,由知其波長也不同.【答案】C通信的過程就是把信息盡快地從一處傳遞到另一處的過程．古代也采用過“無線”通訊的方式，如利用火光傳遞信息的烽火臺，利用聲音傳遞信號的鼓等．關于聲音與光，下列說法正確的是（）A．聲音和光都是機械波 B．聲音和光都是電磁波C．聲音是機械波，光是電磁波 D．聲音是電磁波，光是機械波【解析】聲音傳播需要介質(zhì)，是機械波，光能在真空中傳播，光是一種電磁波．故選項C正確．【答案】C根據(jù)麥克斯韋電磁理論，下述正確的是（）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．在變化的電場周圍一定產(chǎn)生變化的磁場，變化的磁場周圍一定產(chǎn)生變化的電場C．均勻變化的電場周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場D．振蕩的電場一定產(chǎn)生同頻率振蕩的磁場【解析】變化的電場周圍產(chǎn)生磁場，恒定的電場周圍不會產(chǎn)生磁場，同理，恒定的磁場周圍也不會產(chǎn)生電場，所以A選項錯；隨時間做均勻變化的電場，其變化率是常量，故周圍產(chǎn)生的磁場是恒定的，同理，均勻變化的磁場周圍產(chǎn)生的電場也是恒定的；所以選項B、C不對．電場周期性變化，其周圍產(chǎn)生的磁場也是周期性變化，且變化周期相同，所以選項D正確．【答案】D在如圖所示的四個電場與時間的關系圖象中，不能產(chǎn)生磁場的是圖，能產(chǎn)生穩(wěn)定磁場的圖是，能產(chǎn)生電磁波的是圖．【解析】不能產(chǎn)生磁場的是中的勻強電場；能產(chǎn)生穩(wěn)定磁場的是均勻變化的中的電場，能產(chǎn)生電磁波的是和的交變電場．【答案】A；B；CD下列電場能產(chǎn)生變化的磁場是（）A． B．C． D．【解析】非均勻變化的電場才能產(chǎn)生變化的磁場，在中學階段，判斷是均勻變化還是非均勻變化，依據(jù)的值是不是定值，若為定值，是均勻變化；若不為定值，則是非均勻變化．的電場是穩(wěn)定的，不能產(chǎn)生磁場，所以選項A錯誤．的電場是隨時間做一次函數(shù)變化的，是定值，數(shù)值等于3，說明此電場是均勻變化的，能產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，所以選項C錯誤．和的電場分別隨時間做正弦規(guī)律變化和二次函數(shù)變化，它們的不是定值，它們的電場是隨時間非均勻變化的，它們產(chǎn)生的是變化的磁場，本題答案B、D．【答案】BD如圖所示內(nèi)壁光滑，水平放置的光滑的玻璃圓環(huán)內(nèi)，有一直徑略小于環(huán)口徑的帶正電的小球，以速度沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，若在此空間內(nèi)加上方向豎直向上，磁感應強度隨時間成正比增加的變化磁場，設運動過程中小球帶電荷量不變，那么（）A．小球?qū)ΣＡЛh(huán)的壓力一定不斷增大B．小球受到的磁場力一定不斷增大C．小球先沿逆時針方向減速運動，過一段時間后沿順時針方向加速運動D．磁場力對小球一直不做功【解析】當加上豎直向上，均勻增大的磁場之后，玻璃圓環(huán)內(nèi)產(chǎn)生順時針方向的電場，帶正電的小球先逆時針做減速運動，再順時針做加速運動，小球受到的磁場力開始背離圓心，后來指向圓心，磁場力先減小后增大，由于磁場力始終與小球運動的方向垂直，故磁場力始終不做功，答案為CD【答案】CD某雷達工作時，發(fā)射電磁波的波長，每秒脈沖數(shù)，每個脈沖持續(xù)時間，求：（1）電磁波的頻率是多少?（2）最大偵察距離是多少?【解析】（1）電磁波一般在空氣中傳播，傳播速度等于光速，因此．（2）雷達工作時發(fā)生電磁脈沖，每個脈沖持續(xù)時間，在兩個脈沖時間間隔內(nèi)，雷達必須接收到反射回來的電磁脈沖，否則會與后面的電磁脈沖重疊而影響測量．設最大偵查距離為，則，而（故脈沖持續(xù)時間可以省略不計），所以．【答案】知識講解知識講解知識點2電磁振蕩1．大小和方向都做周期性迅速變化的電流，叫做振蕩電流，產(chǎn)生振蕩電流的電路叫做振蕩電路．圖中，當開關置于線圈一側(cè)時，由線圈和電容器組成的電路，就是最簡單的振蕩電路，稱為振蕩電路．2．振蕩電流的產(chǎn)生當開關擲向線圈的一瞬間（圖甲①），也就是電容器剛要放電的瞬間，電路里沒有電流，電容器兩極板上的電荷最多．從場的觀點來看，此時電容器里的電場最強，電路里的能量全部儲存在電容器的電場中．電容器開始放電后，由于線圈的自感作用，放電電流不能立刻達到最大值，而是由零逐漸增大，同時電容器極板上的電荷逐漸減少．到放電完畢時，電容器極板上沒有電荷，放電電流達到最大值（圖甲②）．在這個過程中，電容器里的電場逐漸減弱，線圈的磁場逐漸增強，電場能逐漸轉(zhuǎn)化為磁場能．在放電完畢的瞬間，電場能全部轉(zhuǎn)化為磁場能．電容器放電完畢時，由于線圈的自感作用，電流并不會立即減小為零，而要保持原來的方向繼續(xù)流動，并逐漸減?。捎陔娏髟诶^續(xù)流動，電容器在與原來相反的方向重新充電，電容器兩極板帶上相反的電荷，并且電荷逐漸增多．到反方向充電完畢的瞬間，電流減小為零，電容器極板上的電荷量達到最大值（圖甲③）．在這個過程中，線圈的磁場逐漸減弱，電容器里的電場逐漸增強，磁場能逐漸轉(zhuǎn)化為電場能．到反方向充電完畢的瞬間，磁場能全部轉(zhuǎn)化為電場能．此后電容器再放電、再充電（圖甲④⑤）．這樣不斷地充電和放電，電路中就出現(xiàn)了大小、方向都在變化的電流，即出現(xiàn)了振蕩電流．在這個過程中，電容器極板上的電荷量、電路中的電流、電容器里的電場場度、線圈里的磁感應強度，都在周期性地變化著．這種現(xiàn)象就是電磁振蕩．在電磁振蕩的過程中，電場能和磁場能發(fā)生周期性的轉(zhuǎn)化．圖乙、丙表示電路中的電流和電容器極板上的電荷量周期性變化的情況．①②③④⑤甲電磁振蕩過程乙電流的周期性變化（以圖甲中順時針方向電流為正）①②③④⑤丙電容器極板上電荷量的周期性變化（為圖甲中上面極板的電荷量）3．無阻尼振蕩和阻尼振蕩（1）振蕩電路中，若沒有能量損耗，則振蕩電流的振幅（）將不變，如圖所示，叫做無阻尼振蕩（或等幅振蕩）（2）阻尼振蕩，任何振蕩電路中，總存在能量損耗，使振蕩電流的振幅逐漸減小，如圖所示，這叫做阻尼振蕩（或叫減幅振蕩），如果用振蕩器周期性地給振蕩電路補充能量，就可以保持等幅振蕩，這類似于受迫振動．4．電磁振動的周期和頻率周期公式頻率公式振蕩電路的周期公式，頻率公式要理解其物理含義，它只由電路本身的特性（、值）決定，所以叫做固有周期和固有頻率，應用中，通過改變回路中的電感或電容，周期和頻率也隨之改變，滿足各種需要．隨堂練習隨堂練習關于電磁振蕩電磁波，下列說法正確的是（）A．當電路里有振蕩電流時，電路里就產(chǎn)生了電磁振蕩B．電路里電場能和磁場能的周期性交替變化叫電磁振蕩C．只要空間某處的電場或磁場發(fā)生了變化，就會在其周圍空間產(chǎn)生電磁波D．電磁場在空間的傳播叫電磁波【答案】ABD如圖所示是通過電容器的變化來檢測容器內(nèi)液壓面高低的儀器原理圖，容器中裝有導電液體，是電容器的一個電極，中間的導體芯柱是電容器的另一個電極，芯柱外面套有絕緣管作為電介質(zhì)，電容器的這兩個電極分別用導線與一個線圈的兩端相連，組成振蕩電路，使該振蕩電路產(chǎn)生電磁振蕩，根據(jù)其振蕩頻率的高低（用與該電路相連的頻率計顯示）就可以知道容器內(nèi)液面位置的高低，如果頻率計顯示該振蕩電路的振蕩頻率變大了，則液面是升高了還是降低了？，容器內(nèi)的導電液體與大地相連，若某一時刻線圈內(nèi)磁場方向向右，且正在增強，則此時導體芯柱的電勢是升高還是降低？．【解析】導電液體看做電容器的一個極板，導體芯柱是電容器的另一個極板，芯柱外面套有絕緣管作為電容器內(nèi)的電介質(zhì)，電容器兩個極板分別與一個線圈的兩端相連組成振蕩電路，現(xiàn)振蕩電路的頻率變大，根據(jù)知電容減小，由可知電容器面積減小，即容器內(nèi)液面位置降低．振蕩電路，某一時刻線圈內(nèi)磁場方向向右，根據(jù)安培定則和右手螺旋法則，確定電流方向，如圖所示，且正在增強，此時為放電過程，電容器兩極板上的電量減少，電壓減小，并且導電液與大地相連為零電勢，故導體芯柱的電勢正在降低．【答案】液面位置降低；電勢降低圖中是一個振蕩電路電流隨時間變化圖象，下述看法中正確的是：（）A．在時刻電容器兩端電壓最大B．在時刻電容器帶的電荷量為零C．在時刻電路中只有電場能D．在時刻電容器兩板間電壓最大【解析】在圖中，時刻是最大時刻，此時電容器放電完畢，電容器帶電荷量為零，電容器兩端電壓為零．A錯B對．在時刻，此時電容器充電完畢，磁場能完全轉(zhuǎn)化成為電場能，電容器帶電荷量最大，其兩板間電壓最大．C、D對．【答案】BCD在振蕩電路中，當振蕩電流等于零的那一瞬間，一定是（）A．電容器極板間電場最強的瞬間B．電容器開始充電的瞬間C．電場能最小的瞬間D．電容器充電完畢的瞬間【解析】在振蕩電路中，瞬間是電容器充電完畢開始放電的瞬間，此時磁場最弱，電場最強，故本題正確選項為A、D．【答案】AD如圖所示為振蕩電路某時刻的情況，以下說法正確的是（）A．電容器正在充電B．電感線圈中的磁場能正在增加C．電感線圈中的電流正在增大D．此時刻線圈中的自感電動勢正在阻礙電流增大【解析】由圖中螺線管中的磁感線方向可以判定出此時電路正在逆時針放電，A錯，電流正在增大，電感線圈中的磁場能正在增加，而此時線圈中的自感電動勢的作用正在阻礙線圈中電流的增大．對．【答案】BCD某時刻振蕩電路的狀態(tài)如圖所示，則此時刻（）A．振蕩電流在減小B．振蕩電流在增大C．電場能正在向磁場能轉(zhuǎn)化D．磁場能正在向電場能轉(zhuǎn)化【解析】解決該題的關鍵是根據(jù)電容器兩極板的帶電情況和電流方向，判定出電容器正處于放電過程中．由電磁振蕩的規(guī)律可知：在電容器放電過程中，電流是逐漸增大的，且在放電過程中，電場能逐漸減小，磁場能逐漸增大，即電場能正在向磁場能轉(zhuǎn)化，本題正確選項為B、C．【答案】BC如圖所示的振蕩電路中，導線及電感線圈的電阻忽略不計，若某一瞬間回路中的電流方向如圖中箭頭所示，且電流正在增大，則（）A．這時電容器板帶負電荷，板帶正電荷B．因電流正在增大，間電勢差也隨之增大C．當間的電勢差隨電流的變化達到最大值時，磁場能剛好向電勢能轉(zhuǎn)化完畢D．題中所述時刻，線圈中產(chǎn)生的感應電動勢正在變小【解析】抓住“電流正在增大”這一條件進行分析，因電流在增大，說明電容器在放電，電場能正在向磁場能轉(zhuǎn)換，由放電電流方向可判斷出板帶正電荷，故選項A正確．在放電的過程中，電容器所帶的電量逐漸減小，所以、兩點間的電勢差也在減小，選項B錯誤．當、兩點間的電勢差達到最大值時，電容器極板所帶的電量最多，磁場能向電場能轉(zhuǎn)化完畢，選項C正確．因線圈兩端的感應電動勢與電流的變化率成正比，由振蕩電流隨時間變化的圖象可知，電流越大，電流的變化率越小，所以線圈中產(chǎn)生的感應電動在減小，選項D正確．本題正確選項為A、C、D．【答案】ACD調(diào)諧電路的可變電容器的動片從完全旋入到完全旋出仍接收不到某較高頻率電臺發(fā)出的電信號.要收到該電臺的信號，應采用哪些方法A．增強調(diào)諧電路中線圈的匝數(shù)B．加大電源電壓C．減少調(diào)諧電路中線圈的匝數(shù)D．減小電源的電壓【解析】將可變電容器的動片旋進旋出是指改變電容器的正對面積S，將它全部旋出指S已最小，說明改變S無法達到所要的高頻f.又因，只有減少調(diào)諧電路中線圈的匝數(shù)，L減小，f增大達到預定值f，與電源電壓無關，故C對，A、B、D錯.【答案】C下列說法中能使平行板電容器的極板間產(chǎn)生磁場的是()A．把電容器接在直流電源的兩端B．把電容器接在交流電源的兩端C．給電容器充電后,保持其電荷量不變而將極板間的距離勻速增大D．給電容器充電后,保持其電壓不變而將極板間的距離勻速增大【解析】根據(jù)麥克斯韋電磁理論變化的電場能在其周圍產(chǎn)生磁場,所以要使平行板電容器間產(chǎn)生磁場,電容器的電場必須是變化的.當電容器兩板之間接直流電源時,電容器兩板間電場是穩(wěn)定的,選項A錯.把電容器兩板接到交流電源上電容器兩板間的電場是變化的,故選項B正確.給電容器充電后保持電荷量不變而板間距離增大時,電場強度不變,選項C錯.給電容器充電后,保持電壓不變,板間距離勻速增大時,由E=知E減小，選項D正確.【答案】BD為使發(fā)射的電磁波的波長增加為原來的倍,可以將振蕩電路的電容()A．變?yōu)樵瓉淼?倍 B．變?yōu)樵瓉淼腃．變?yōu)樵瓉淼?倍 D．變?yōu)樵瓉淼摹敬鸢浮緾某收音機調(diào)諧電路中的可變電容器的電容時，接收到波長為的電臺信號，如果要接收到波長為的電臺信號，可變電容器的電容應調(diào)為______pF．【答案】由自感系數(shù)對應的電容之比為()A． B． C．1∶9 D．9∶1【解析】接收到的電磁波的頻率等于調(diào)諧回路的固有頻率,由得:【答案】D在振蕩電路中，如已知電容，并測得電路的固有周期，即可求得電感．為了提高精度，需要多次改變值并測得相應的值，現(xiàn)將測得的五組數(shù)據(jù)標示在以為橫坐標、為縱坐標的坐標紙上，即如圖中用“”表示的點．求（1）的關系．（2）根據(jù)圖中給出的數(shù)據(jù)點做出與的關系圖線．（3）值是多少．【解析】（1）測量自感系數(shù)采用固有振蕩周期的辦法，其原理是利用①變化后得②即變化電容，測出相應的周期值，便可得到相應的電感值．為了提高測量精度，可測出多組值（如五組數(shù)據(jù)）便可在坐標中描出個點，將式②變化一下得③可見，該圖象應為通過原點的直線，該直線的斜率，即（2）實驗中有偶然誤差．為了消除偶然誤差，在實驗中采用了求平均值的方法，采用圖象法求實驗值為了消除偶然誤差．因此在做此直線時必須遵守下列原則：①將偏離直線的點排除去（因為點誤差太大，很可能是錯誤的實驗操作引起），本實驗中未發(fā)現(xiàn)這種類型的點；②讓盡可能多的點在該直線上；③不在直線上的點應盡量靠近該直線，且盡量均勻地分布在直線的兩側(cè)．按上述三原則可做出如圖所示的圖線．（3）做出直線后，在該直線上任找兩點，求出斜率為，再由，即可求出．【答案】（1）；（2）見圖所示；（3）在范圍內(nèi)為正確．知識講解知識講解知識點3無線電波的發(fā)射和接收、電視和雷達1．無線電波的發(fā)射（1）發(fā)射電磁波的條件第一，要有足夠高的頻率；第二，電路必須開放，使振蕩電路的電場和磁場分散到盡可能大的空間．（2）發(fā)射電磁波是利用它傳播某種信號，因此必須進行調(diào)制．所謂調(diào)制，就是要把傳播的信號加在電磁波上的過程，有調(diào)幅和調(diào)頻兩種方式．2．無線電波的接收無線電波的接收過程是：調(diào)諧電路利用電諧振的原理接收所需的電磁波，再通過檢波器檢波得到電磁波所攜帶的信號．（1）當接收電路的固有頻率跟接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，這種現(xiàn)象叫電諧振．（2）使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫調(diào)諧．（3）從接收到的高頻電路中“檢出”所攜帶信號的過程叫檢波，也叫解調(diào)，它是調(diào)制的逆過程．3．電視的基本原理在電視發(fā)射端，由攝像管攝取景物并將反射的光轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕倪^程就叫攝像，這個過程由攝像管完成．在電視接收端，由電視接收機的顯像管把電信號還原成景物的像，這一過程中要進行調(diào)諧、檢波等過程．電視信號的傳播主要通過無線傳播．4．雷達的基本原理雷達是用電磁波來判定物體位置的電子設備．雷達向某一方向發(fā)射電磁波時，在顯示器的熒光屏上呈現(xiàn)發(fā)射的尖形波，無線電波遇到障礙物反射回來，被雷達接收，在顯示器的熒光屏上出現(xiàn)第二個尖形波，根據(jù)兩個尖形波的距離，可得到障礙物到雷達的距離，再根據(jù)發(fā)射電磁波的方向和仰角，便可判定障礙物的位置．利用多普勒效應可測出移動物體的速度．雷達是利用電磁波的微波段工作的．隨堂練習隨堂練習下列說法正確的是（）A．發(fā)射出去的無線電波