第3章 电磁波 归纳整合 课件

课件18张PPT。第三章 电磁波
（阶段归纳整合）磁场电场足够高较大λf 空间波 调谐 雷达 红外遥感 防伪 一、麦克斯韦电磁场理论要点
1.变化的磁场能够在周围空间产生电场(这种电场叫感应电场或涡旋电场，与由电荷激发的静电场不同。它的电场线是闭合的，它的存在与空间有无导体或闭合电路无关)。均匀变化的磁场产生稳定的电场；不均匀变化的磁场产生变化的电场；振荡的磁场产生同频率振荡的电场。2.变化的电场能够在周围空间产生磁场。均匀变化的电场产生恒定的磁场；不均匀变化的电场产生变化的磁场；振荡的电场产生同频率振荡的磁场。
3.变化的电场和变化的磁场总是相互联系着，形成一个不可分离的统一体，这就是电磁场。【典例1】(2013·广州高二检测)根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场可以产生电场。当产生的电场的电场线如图所示时，可能是( )
A.向上方向磁场在增强
B.向上方向磁场在减弱
C.向上方向磁场先增强后反向减弱
D.向上方向磁场先减弱后反向增强 【标准解答】选A、C。在电磁感应现象的规律中，当一个闭合回路中由于通过它的磁通量发生变化时，回路中就有感应电流产生，回路中并没有电源，电流的产生是由磁场的变化造成的。麦克斯韦把以上的观点推广到不存在闭合电路的情况，即变化的磁场产生电场。判断电场与磁场变化的关系仍可利用楞次定律，只不过是用电场线方向代替了电流方向。向上方向的磁场增强时，感应电流的磁场阻碍原磁场的增强而方向向下，根据安培定则，感应电流方向如图中E的方向所示，选项A正确、B错误。同理，当磁场反向减弱，即向下的磁场减小时，也会得到如图中E的方向，选项C正确、D错误，故选A、C。【变式训练】如图所示，一正离子在垂直于匀强磁场的固定光滑轨道内做匀速圆周运动，当磁感应强度均匀增大时，离子动能将___________，周期将__________。【解析】当磁感应强度均匀增大时，在光滑轨道处产生逆时针
方向的感应电场，正离子在电场力作用下做加速运动，动能增
加，速度增加， 周期变小。
答案：增加 变小 二、电磁波的特点
1.电磁波有波的一切特点：能发生反射、折射现象；能产生干涉、衍射等现象。
2.电磁波是横波。在电磁波中，每处的电场强度和磁感应强度方向总是互相垂直的，并且都跟那里的电磁波的传播方向垂直。
3.电磁波向外传播的是电磁能。【典例2】关于电磁场和电磁波，下列叙述中正确的是( )
A．变化的电场能够产生磁场，变化的磁场也能够产生电场
B．电磁波和机械波都只能在介质中传播
C．电磁波在空间传播时，电磁能也随着一起传播
D．电磁波穿过两种介质的分界面时频率会发生改变
【标准解答】选A、C。据麦克斯韦电磁场理论，只要是变化的电场(或磁场)周围一定能产生磁场(或电场)，故A对；电磁波的传播不需要介质，故B错；波传播的是振动形式和能量，故C对；波的频率由振源决定，与介质无关，D错。【变式训练】声呐(超声测位移)能发射超声波，雷达能发射电磁波，超声波和电磁波相比较，下列说法正确的有( )
A.超声波与电磁波传播时，都向外传递了能量
B.超声波与电磁波都既可以在真空中传播，又可以在介质中传播C.在空气中传播的速度与在其他介质中传播速度相比，均是在空气中传播时具有较大的传播速度
D.超声波与电磁波相遇时可能会发生干涉【解析】选A。超声波与电磁波传播时，都向外传递了能量、信息，A正确；声呐发出的超声波是机械波，不可以在真空中传播，B错；机械波在空气中传播时速度较小，在其他介质中传播速度大，而电磁波恰好相反，C错；超声波和电磁波不是同一类波，不可能发生干涉，D错。 三、雷达的应用
1.利用雷达测定物体的距离：解决这类问题的关键是区分发射
脉冲波形和反射脉冲波形，找出从发射电磁波和接收到回来的
电磁波的时间差，再利用 求出物体的距离。
2.利用雷达测定物体的速度：这类问题往往要有两个(或两个
以上)的发射脉冲与反射脉冲，可以确定一段时间前后物体的
两个位置或一段时间的位移，从而测出物体的速度。 3.利用雷达确定物体的位置：雷达有一个可以转动的天线，它能向一定方向发射无线电(微波)脉冲，雷达可根据发射无线电波的方向和仰角，再参考所测得物体的距离，从而确定某一时刻物体的位置。实际上，这一切数据都由电子电路自动计算并在荧光屏上显示出来。【典例3】某防空雷达发射的电磁波频率为f=3×103 MHz，屏幕上尖形波显示，从发射到接收经历时间Δt=0.4 ms，那么被监视的目标到雷达的距离为______km。该雷达发出的电磁波的波长为_____m。
【标准解答】s=cΔt=1.2×105 m=120 km。这是电磁波往返的路程，所以目标到雷达的距离为60 km。由c=fλ可得λ=0.1 m
答案：60 0.1【变式训练】(2013·南岸区高二检测)关于雷达，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.雷达工作时发射无线电波是不连续的，每次发射无线电波的时间约为6～10 s【解析】选A、B。雷达向空中发射微波(属于无线电波)，遇到障碍物后被反射，根据发射电磁波到接收到反射波的时间及方向，即可测算出障碍物的方位。A、B正确，C错误；雷达每隔万分之一秒向某一方向发射一次时间约为百万分之一秒的不连续的微波(即电磁脉冲)，D错误。