第十五 電磁場 電磁波

1.本內容較少，是以識記內容為主。在復習本內容時要求學生能緊扣書本，熟讀本，掌握最基本知識與內容。
2.本的內容主要包括麥克斯韋電磁場理論，電磁波的產生與傳播，電磁波譜．


【教學要求】
1．了解麥克斯韋電磁場理論。
2．了解電視、雷達的工作原理等在現代科技中的一些應用。
3．電磁波譜的組成與產生。
【知識再現】
一、電磁波的發(fā)現
1．麥克斯韋電磁場理論
變化的磁場能夠在周圍空間產生 ，變化的電場能夠在周圍空間產生 。
2．電磁場：變化的電場和變化的磁場相聯系的統一體叫電磁場。
3．電磁波
①電磁場的由近及遠的傳播形成電磁波。
②電磁波是 波．電磁波的傳播 介質。
③它在真空中傳播速度等于光速c=
④波速v、波長λ與頻率f的關系：
二、LC振蕩電路
1．振蕩電流： 都做周期性迅速變化的電流。
2．振蕩電路：產生振蕩電流的電路叫振蕩電路。
3．振蕩周期：
三、電磁波的發(fā)射與接收
1．電磁波的發(fā)射
①要向外發(fā)射無線電波，振蕩電路必須具有如下特點：第一，要有 的頻率；第二，采用 電路．
②利用電磁波傳遞信號的特點，要求發(fā)射的電磁波隨待傳遞信號而改變．使電磁波隨各種信號而改變叫的技術叫 ．常用的調制方法有 和 兩種．
2．電磁波的接收
①當接收電路的固有頻率跟接收到的無線電波的頻率 時，激起的振蕩電流 ，這就是 現象．使接收電路產生電諧振的過程叫做 ．
②從經過調制的高頻振蕩中“檢”出調制信號的過程，叫做 ．檢波是 的逆過程，也叫 。
3．熟悉電視、雷達、移動電話、因特網等實際實例的工作原理。

四、電磁波譜
1．電磁波譜的組成： 、 、 、
、 、 。
2．熟悉各組成的產生機理及用途。

知識點一麥克斯韋電磁場理論
1．變化的磁場能夠在周圍空間產生電場（這種電場叫感應電場或渦旋電場，與由電荷激發(fā)的靜電場不同．它的電場線是閉合的，它的存在與空向有無導體或閉合電路無關）。均勻變化的磁場產生穩(wěn)定的電場；不均勻變化的磁場產生變化的電場；振蕩的（即周期性變化的）磁場產生同頻率的振蕩電場。
2．變化的電場能夠在周圍空間產生磁場。均勻變化的電場產生恒定的磁場；不均勻變化的電場產生變化的磁場；振蕩的電場產生同頻率的振蕩磁場。
3．變化的電場和變化的磁場總是相互聯系著，形成一個不可分離的統一體，這就是電磁場．
【應用1】按照麥克斯韋的電磁場理論，以下說法正確的是 （ ）
A．恒定的電場周圍產生恒定的磁場，恒定的磁場周圍產生恒定的電場
B．任何變化的電場周圍空間一定產生變化的磁場
C．均勻變化的電場周圍產生均勻變化的磁場，均勻變化的磁場周圍產生均勻變化的電場
D．均勻變化的電場周圍產生穩(wěn)定的磁場，均勻變化的磁場周圍產生穩(wěn)定的電場
導示:由麥克斯韋電磁場理論可知，不變的電場周圍不產生磁場，均勻變化的電場周圍產生穩(wěn)定的磁場，振蕩電場周圍產生振蕩磁場。
故D選項正確。

知識點二對電磁波的理解
電磁波的特點：
1．電磁波是橫波。在電磁波中，每處的電場強度和磁感應強度方向總是互相垂直的，并且都跟那里的電磁波的傳播方向垂直。
2．電磁波的速度（在真空中等于光速）
v=3.00×108 m/s。
3．電磁波傳播不一定需要介質。
4．電磁波有波的一切特點：能發(fā)生反射、折射現
象；能產生干涉、衍射等現象．
5．電磁波向外傳播的是電磁能。
思考：機械波與電磁波有哪些異同？

【應用2】關于電磁場和電磁波，下列說法正確的是（ ）
A．電磁波是橫波
B．電磁波的傳播需要介質
C．電磁波能產生干涉和衍射現象
D．電磁波中電場和磁場的方向處處相互垂直
導示:由電磁波的傳播特點可知：電磁波是橫波，電場方向與磁場方向垂直且與波的傳播方向垂直，電磁波本身就是一種物質，傳播時不需要其它介質，電磁波具有波的一切特性，能產生干涉、衍射。
故選ACD

知識點三電磁波譜
電磁波按波長由大到小的順序為：無線電波、紅 外線、可見光、紫外線、X射線、丫射線，其產生機理、性質差別、用途等可概括為下表：

【應用3】在應用電磁波的特性時，下列符合實際的是（ ）
A．醫(yī)院常用x射線對病房和手術室進行消毒
B．醫(yī)院常用紫外線對病房和手術室進行消毒
C．人造衛(wèi)星對地球拍攝是因為紫外線照相有較好的分辨能力
D．人造衛(wèi)星對地球拍攝是因為紅外線照相有較好的穿透能力
導示:紫外線的殺菌消毒作用比較顯著，醫(yī)院常用紫外線進行消毒；紅外線有較強的穿透本領，能穿云霧，可用于高空拍攝。
故選BD

類型一麥克斯韋電磁理論的應用
【例1】如圖所示，半徑為 r 且水平放置的光滑絕緣的環(huán)形管道內，有一個電荷量為 e，質量為 m 的電子。此裝置放在勻強磁場中，其磁感應強度隨時間變化的關系式為 B=B0+kt（k>0）。根據麥克斯韋電磁場理論，均勻變化的磁場將產生穩(wěn)定的電場，該感應電場對電子將有沿圓環(huán)切線方向的作用力，使其得到加速。設t=0時刻電子的初速度大小為v0，方向順時針，從此開始后運動一周后的磁感應強度為B1，則此時電子的速度大小為 （ ）
A． B．
C． D．
導示:感應電動勢為E=kπr2，電場方向逆時針，電場力對電子做正功。在轉動一圈過程中對電子用動能定理：kπr2e= mv2- mv02，得答案B。
感生電場的電場線是閉合的，運動電荷繞行一周，電場力做功不為零。

類型二電磁波的應用——雷達
【例2】某防空雷達發(fā)射的電磁波頻率為f=3×103HZ，屏幕上尖形波顯示，從發(fā)射到接受經歷時間Δt=0.4ms，那么被監(jiān)視的目標到雷達的距離為______km。該雷達發(fā)出的電磁波的波長為______m。
導示:由s= cΔt=1.2×105m=120km。這是電磁波往返的路程，所以目標到雷達的距離為60km。
由c= fλ可得λ= 0.1m

（l）雷達發(fā)出的微波直線性能好，反射能力強，在真空中的傳播速度為光速；
（2）電磁波所走的路程是障礙物到雷達距離的兩倍。

1．（07年1月海淀區(qū)期末練習）關于電磁場和電磁波，下列說法正確的是 （ ）
A．變化的電場和變化的磁場由近及遠向外傳播，形成電磁波
B．電磁場是一種物質，不能在真空中傳播
C．電磁波由真空進入介質中，傳播速度變小，頻率不變
D．電磁波的傳播過程就是能量傳播的過程

2．下列關于紫外線的幾種說法中，正確的是（ ）
A.紫外線是一種紫色的可見光
B.紫外線的頻率比紅外線的頻率低
C.紫外線可使鈔票上的熒光物質發(fā)光
D.利用紫外線可以進行電視機等電器的遙控

3、關于電磁波傳播速度表達式v=λf ，下述結論中正確的是：
A、波長越大，傳播速度就越快；
B、頻率越高，傳播速度就越快；
C、發(fā)射能量越大，傳播速度就越快；
D、電磁波的傳播速度與傳播介質有關。

4．如圖，正離子在垂直于勻強磁場的固定光滑軌道內做勻速圓周運動，當磁場均勻增大時，離子動能將________，周期將________.

5．關于電磁波的發(fā)射與接收，下列正確的有（ ）
A.發(fā)射的LC電路是開放的
B.電信號頻率低，不能直接用發(fā)射
C.調諧是調制的逆過程
D.接收電路也是一個LC振蕩電路

6．關于電視屏幕上的圖像，下列正確的有（ ）
A.是一整幅一整幅畫面出現的
B.是由一條一條快速掃描的亮度彩色不同的線條組成的
C.每秒鐘出現一個畫面
D.每秒鐘出現60個畫面

7．（南京一中2008屆高三第一次月考）雷達是利用電磁波測定物體的位置和速度的設備，它可以向一定方向發(fā)射不連續(xù)的電磁波，當遇到障礙物時要發(fā)生反射．雷達在發(fā)射和接收電磁波時，在熒光屏上分別呈現出一個尖形波．現在雷達正在跟蹤一個勻速移動的目標，某時刻在雷達監(jiān)視屏上顯示的雷達波形如圖甲所示，30s后在同一方向上監(jiān)視屏顯示的雷達波形如圖乙所示．已知雷達監(jiān)視屏上相鄰刻線間表示的時間間隔為10－4s，電磁波在空氣中的傳播速度為3×108m/s，則被監(jiān)視目標的移動速度最接近（ ）
A．1200m/s B．900m/s　 C．500m/s　 D．300m/s
答案：1.ACD 2.C 3.D 4. 減小、增大 5. ABD
6.B 7．C

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