电磁波
【学习目标】
1.知道麦克斯韦电磁场理论的重要地位。
2.知道变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场
3.知道变化的电场和磁场形成一个互相联系的统一场,即电磁场。
4.知道电磁波的特点。
5.知道LC回路的周期和频率公式。
6.了解无线电波的波长范围。
7.了解电磁波谱的构成,知道各波段的电磁波的主要作用及应用。
【学习重难点】
1.知道LC回路的周期和频率公式。
2.知道各波段的电磁波的主要作用及应用
【学习过程】
一、知识要点
1.电磁振荡
分析电磁振荡要掌握以下三个要点(突出能量守恒的观点):
(1)理想的LC回路中电场能E电和磁场能E磁在转化过程中的总和不变。
(2)回路中电流越大时,L中的磁场能越大(磁通量越大)。
(3)极板上电荷量越大时,C中电场能越大(板间场强越大、两板间电压越高、磁通量变化率越大)。
LC回路中的电流图像和电荷图像总是互为余函数(见右图)。电磁振荡的周期公式为:。
2.电磁场
要深刻理解和应用麦克斯韦电磁场理论的两大支柱: 、
按照麦克斯韦的电磁场理论; 的电场和 总是相互联系的,形成一个不可分离的统一的场,这就是电磁场。电场和磁场只是这个统一的电磁场的两种具体表现。
3.电磁波
变化的 和 从产生的区域由近及远地向周围空间传播开去,就形成了电磁波。
4.有效地发射电磁波的条件是:
(1)频率足够高(单位时间内辐射出的能量P∝f 4);
(2)形成开放电路(把电场和磁场分散到尽可能大的空间离里去)。
4.电磁波的应用
要知道广播、电视、雷达、无线通信等都是电磁波的具体应用。
5.在利用无线电波传递信号时,需要通过调制过程,使得电磁波随着信号而改变。分为调幅和调频。
调幅:使高频振荡的振幅随信号而改变叫做调幅。
调频:使高频振荡的频率随信号而改变叫做调频。
二、无线电波的接收:
调谐:
解调:
三、电磁波谱
1.电磁波谱的定义:
2.电磁波谱的组成:
(1)无线电波是波长大于 (频率小于 )的电磁波
(2)用途:
3.红外线是一种 辐射红外线,物体温度越高,辐射红外线的本领越强
4.显著作用: 用途:
5.可见光
6.紫外线 。显著作用:
7.电磁波的能量:电磁波具有能量,电磁波是一种物质
[例1]如图所示的LC振荡回路,当电键S转向右边发生振荡后,下列说法中正确的是( )
A.振荡电流达到最大值时电容器上的带电量为零
B.振荡电流达到最大值时,磁场能最大
C.振荡电流为零时,电场能为零
D.振荡电流相邻两次为零的时间间隔等于振荡周期的一半
[例2]LC回路中电容器两端的电压U随时间t变化的关系如图所示,下列各种说法正确的是( )
A.在时刻t1,电路中的电流最大
B.在时刻t2,电路中的磁场能最大
C.从时刻t2到t3,电容器电场能不断增大
D.从时刻t3到t4,电容器的带电量增大
【达标检测】
1.对振荡电路,下列说法正确的是( )
A.振荡电路中,电容器充电或放电一次所用的时间为
B.振荡电路中,电场能与磁场能的转化周期为
C.振荡过程中,电容器极板间电场强度的变化周期为
D.振荡过程中,线圈内磁感应强度的变化周期为
2.在LC振荡电路中,当电容器上电量最大(充电完毕)的瞬间:( )
A.电场能正在向磁场能转化;B.磁场能正在向电场能转化;
C.电场能向磁场能转化刚好完毕;D.磁场能向电场能转化刚好完毕。
3.根据麦克斯韦电磁理论,下列说法正确的是
A.在电场周围一定产生磁场,磁场周围一定产生电场
B.在变化的电场周围一定产生变化的磁场,在变化的磁场周围一定产生变化的电场
C.均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场
D.振荡的电场一定产生同频率的振荡磁场
4.LC回路中电容器两端电压u随时间t的变化关系如图所示,则( )
A.在时刻t1电路中电流最大;
B.在时刻t2电路中的磁场能最大;
C.从时刻t2至t3,电路中的电场能不断增大;
D.从时刻t3至t4,电容器的带电量不断增大。
5.如图所示的电路中,L是直流电阻为零的电感线圈,C为电容器,开关S闭合后灯泡正常发光。若突然断开开关S,并开始计时,且规定顺时针方向的电流为正,电容器右极板带正电时q为正,处在图2中能正确描述振荡电流i与时间t的关系、q与t的关系的图象是( )
6.在图(甲)中,LC振荡电路中规定图示电流方向为电流i的方向,则振荡电流随时间变化的图像如图(乙)所示
那么,电路中各物理量在一个周期内的情况是:______时刻,电容器上带电量为零。_______时刻,线圈中的磁场最强;______时刻,电容器两板间的电场强度值最大;_________时刻,电路中电流达到反向最大值;________时刻内是对电容器的充电过程。
7.关于电磁波在真空中的传播速度,下列说法中正确的是( )
A.频率越高,传播速度越大
B.波长越长,传播速度越大
C.电磁波能量越大,传播速度越大
D.频率、波长、能量都不影响电磁波在真空中的传播速度
8.关于电磁波的发射与接收,下列说法中正确的是( )
A.发射的LC电路是开放的
B.电信号频率低,不能直接用来发射
C.调谐是调制的逆过程
D.接收电路也是一个LC振荡电路
9.调制的主要作用是( )
A.使高频振荡的振幅或频率随要传播的电信号而改变
B.把需要的电信号从高频振荡中取出来
C.选择要接收的电台
D.发生电谐振
10.下列说法正确的是 ( )
A.雷达是利用无线电波来测定物体位置的无线电装置
B.电磁波遇到障碍物要发生反射,雷达就是利用电磁波的这个特性工作的
C.雷达用的是中波波段的无线电波
D.雷达每次发射无线电波的时间约为10-6 s
11.下列电磁波中:A.红外线 B.紫外线 C.伦琴射线 D.射线
(1)波和最长的是
(2)频率最高的是
(3)热作用最显著的是
(4)化学作用最显著的是
(5)最容易发生明显的衍射现象的是
12.关于紫外线,下列说法中正确的是( )
A.一切物体都会发出紫外线
B.紫外线可用于无线电通讯
C.紫外线有较高的能量,足以破坏细胞中的物质
D.在紫外线照射下,所有物质会发出荧光
13.傍晚的阳光看上去特别红,其原因是由于 ( )
A.傍晚时,大气对波长较长的红光、橙光的全反射造成的
B.傍晚的阳光在穿过厚厚的大气层时,蓝光、紫光大部分被吸收掉了,剩下红光、橙光透过大气射入我们的眼睛,所以傍晚的阳光比较红
C.傍晚的阳光在穿过厚厚的大气层时,蓝光、紫光大部分被反射掉了,剩下红光、橙光透过大气射入我们的眼睛,所以傍晚的阳光比较红
D.傍晚时波长较长的红光、橙光更容易发生散射现象
i
q
t
t
o
o
放电 充电 放电 充电
C L
0 t1 t2 t3 t4 t5 t6 t
u