第十四章 电磁波
电磁波
电磁波
麦克斯韦电磁理论
1．对麦克斯韦电磁场理论两个基本观点的理解
(1)变化的磁场产生电场，可从以下三个方面理解：
①稳定的磁场不产生电场；
②均匀变化的磁场产生恒定的电场；
③周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场。
(2)变化的电场产生磁场，也可从以下三个方面理解：
①稳定的电场不产生磁场；
②均匀变化的电场产生恒定的磁场；
③周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场。
2．感应电场方向的判定
变化的磁场产生的感应电场的方向，与存在闭合回路时产生的感应电流的方向是相同的。
[典例1] 关于麦克斯韦的电磁场理论，下列说法正确的是( )
A．稳定的电场产生稳定的磁场
B．均匀变化的电场产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场产生均匀变化的电场
C．变化的电场产生的磁场一定是变化的
D．振荡的电场周围空间产生的磁场也是振荡的
[解析]选D 麦克斯韦的电磁场理论要点是：变化的磁场(电场)要在周围空间产生电场(磁场)，若磁场(电场)的变化是均匀的，产生的电场(磁场)是稳定的，若磁场(电场)的变化是振荡的，产生的电场(磁场)也是振荡的，由此可判定正确答案为D项。
电磁波和电磁波谱——传播、特点、应用
1．按波长由长到短(频率由低到高)的顺序
无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线(X射线)、γ射线等合起来，构成了范围非常广阔的电磁波谱。【21cnj*y.co*m】
2．各种不同的电磁波既有共性，又有个性
(1)共性：它们在本质上都是电磁波，它们的行为服从相同的规律，都遵守公式v＝fλ，它们在真空中的传播速度都是c＝3.0×108 m/s，它们的传播都不需要介质，各波段之间并没有绝对的区别。21世纪教育网
(2)个性：不同电磁波的频率或波长不同，表现出不同的特性。波长越长越容易产生干涉、衍射现象，波长越短观察干涉、衍射现象越困难。正是这些不同的特性决定了它们不同的用途。【21教育】
3．电磁波和机械波在波动性上有相同点，都遵守v＝fλ，但本质不同，机械波不能在真空中传播，而电磁波的传播不需要介质。21*教*育*名*师
[典例2] 关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是( )
A．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息
B．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波
C．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同
D．遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同
[解析]选B 无论是电磁波还是声波，都可以传递能量和信息，则A项错误；根据手机的应用易知B项正确；太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波的传播速度不相同，则C项错误；遥控器发出的红外线频率和医院“CT”中的X射线频率不同，故它们的波长也不相同，则D项错误。21-cnjy*com
电磁振荡的三个“两”
电磁振荡在近年来的高考中出现的频率较高。学习中若能抓住三个“两”，就可把握好本章的知识要点，从而使知识系统化。
1．两类物理量
考题大部分是围绕某些物理量在电磁振荡中的变化规律而设计的，因此，分析各物理量的变化规律就显得尤为重要。这些物理量可分为两类：
一类是电流(i)。振荡电流i在电感线圈中形成磁场，因此，线圈中的磁感应强度B、磁通量Ф和磁场能E磁具有与之相同的变化规律。
另一类是电压(u)。电容器极板上所带的电荷量q、两极板间的场强E、电场能E电、线圈的自感电动势E的变化规律与u的相同。
电流i和电压u的变化不同步，规律如图所示。
2．两个过程
电磁振荡过程按电容器的电荷量变化可分为充、放电过程。当电容器的电荷量增加时为充电过程，这个过程中电路的电流减小；电荷量减小时为放电过程，这个过程中电路的电流增加，变化如图所示。在任意两个过程的分界点对应的时刻，各物理量取特殊值(零或最大)。
3．两类初始条件
如图所示的电路甲和乙，表示了电磁振荡的两类不同初始条件。图甲中开关S从1合向2时，振荡的初始条件为电容器开始放电，图乙中S从1合向2时，振荡的初始条件为电容器开始充电，学习中应注意区分这两类初始条件，否则会得出相反的结论。
[典例3] (多选)如图所示的LC振荡回路，当开关S转向右边，电路发生振荡后，下列说法中正确的是( )
A．振荡电流达到最大值时，电容器上的电荷量为零
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
[解析]选ABD 由LC回路电磁振荡的规律知，振荡电流最大时，即是放电刚结束时，电容器上电荷量为0，A对；回路中电流最大时电感线圈中磁场最强，磁场能最大，B对；振荡电流为0时充电结束，极板上电荷量最大、电场能最大，C错；电流相邻两次为零的时间间隔恰好等于半个周期，D对。
[专题训练]
1.一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动，如图所示。当磁感应强度均匀增大时，此粒子的( )
A．动能不变
B．动能增大
C．动能减小
D．以上情况都可能
解析：选B 当磁场均匀增强时，根据麦克斯韦电磁场理论，将激起一稳定的电场，带电粒子将受到电场力作用，电场力对带正电的粒子做正功，所以粒子的动能将增大。故正确答案为B。【21·世纪·教育·网】
2．如图所示，闭合开关S，待电容器充电结束后，再打开开关S，用绝缘工具使电容器两极板距离稍稍拉开一些，在电容器周围空间( )
A．会产生变化的磁场
B．会产生稳定的磁场
C．不会产生磁场
D．会产生振荡的磁场
解析：选C 两平行板电容器接入直流电源后两极板间的电压等于电源的电动势，断开电源后，电容器带电荷量不变，由电容器定义式和平行板电容器公式可得两板间电场强度E＝＝＝，当用绝缘工具将两极板距离稍稍拉开一些，电容器两板间的电场不发生变化，所以不会产生磁场，C正确。
3．(多选)下列有关电磁波的说法中正确的是( )
A．电磁波谱中最难发生衍射的是无线电波
B．电磁波谱中最难发生衍射的是γ射线
C．频率大于可见光的电磁波表现为沿直线传播
D．雷达用的是微波，因为微波传播的直线性好
解析：选BCD 波长越长，越容易发生衍射现象，在电磁波中，无线电波波长最长，γ射线的波长最短，易知A错误，B正确；波长越短，频率越大的电磁波，其衍射现象不明显，传播的直线性越好，遇到障碍物反射性越好，故C、D正确。【21教育名师】
(时间：45分钟 满分：100分)
一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分)
1．我国进行第三次大熊猫普查时，首次使用了全球卫星定位系统和RS卫星红外遥感技术，详细调查了珍稀动物大熊猫的种群、数量、栖息地周边情况等，红外遥感利用了红外线的( )
A．平行性好 B．相干性
C．反射性能好 D．波长大，易衍射
解析：选D 红外线的波长较长，衍射现象明显，易透过云雾、烟尘，因此被广泛应用于红外遥感和红外高空摄影，故只有D选项正确。
2．一种电磁波入射到半径为1 m的孔上，可发生明显的衍射现象，这种波属于电磁波谱(如图)中的( )
A．可见光 B．γ射线
C．无线电波 D．紫外线
解析：选C 波发生明显衍射现象的条件是：障碍物或孔的尺寸大小跟光的波长差不多或比波长还要小。由题图可知，电磁波中的无线电波波长范围是104～10－3 m，红外线波长范围是10－3～10－7 m，可见光、紫外线、γ射线的波长更短，所以只有无线电波才符合条件，C正确。
3．高原上人的皮肤黝黑的原因是( )
A．与高原上人的生活习惯有关
B．与高原上的风力过大有关
C．与高原上紫外线辐射过强有关
D．由遗传本身决定
解析：选C 高原上紫外线辐射比较强，而紫外线对皮肤的生理作用会使人的皮肤变得黝黑。故选项C正确，A、B、D均错误。21cnjy.com
4．一台简单收音机的收音过程至少要经过哪两个过程( )
A．调幅和检波 B．调制和检波
C．调谐和解调 D．调谐和调幅
解析：选C 调谐的过程是选出电台的过程，而解调的过程则是把声音信号从高频电流信号中“检”出的过程。C正确。
5．古代也采用过“无线”通信的方式，如利用火光传递信息的烽火台，利用声音传递信号的鼓等，关于声音与光，下列说法中正确的是( )
A．声音和光都是机械波
B．声音和光都是电磁波
C．声音是机械波，光是电磁波
D．声音是电磁波，光是机械波
解析：选C 声音必须在介质中传播，是一种机械波，光可以在真空中传播，是一种电磁波，C正确。
6．关于手机和BP机，下列说法中不正确的是( )
A．随身携带的手机内，只有无线电接收装置，没有无线电发射装置
B．随身携带的手机内，既有无线电接收装置，又有无线电发射装置
C．两个携带手机的人，必须通过固定的基地台转接，才能相互通话
D．无线电寻呼机(BP机)内只有无线电接收装置，没有无线电发射装置
解析：选A 手机内既有无线电接收装置又有无线电发射装置。由于手机发射功率小，因此必须通过固定的基地台转接，两个携带手机的人才能通话。BP机内只有接收装置，而无发射装置。
二、多项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分)
7．关于电磁波谱，下列说法正确的是( )
A．波长不同的电磁波在本质上完全相同
B．电磁波的波长若差异太大则会出现本质不同的现象
C．电磁波谱的频带很宽
D．电磁波的波长很短，所以电磁波谱的频带很窄
解析：选AC 电磁波谱中的电磁波在本质上是完全相同的，只是波长或频率不同而已，其中波长最长的波跟波长最短的波之间的频率相差近1020倍，所以电磁波谱的频带很宽，故A、C正确。
8．下列关于无线电波的叙述中，正确的是( )
A．无线电波是波长从几十千米到几毫米的电磁波
B．无线电波在任何介质中传播速度均为3.0×108 m/s
C．无线电波不能产生干涉和衍射现象
D．无线电波由真空进入介质传播时，波长变短
解析：选AD 波长大于1毫米(频率低于300 GHz)的电磁波叫无线电波，故选项A正确；无线电波在真空中的速度才是3.0×108 m/s；无线电波具备波的共性，能发生干涉和衍射现象；从真空进入介质中时频率不变，速度变小，波长变短，故选项B、C均错误，选项D正确。2·1·c·n·j·y
9．下列关于无线电广播的叙述，正确的是( )
A．发射无线电广播信号必须采用调频方式
B．发射无线电广播信号必须进行调制
C．接收无线电广播信号必须进行调谐
D．接收到无线电广播信号必须进行解调才能由扬声器播放
解析：选BCD 发射无线电广播信号必须经过调制，可以采用调频，也可以采用调幅方式，所以选项A错误，B正确；接收无线电广播信号必须经过调谐，即选台，选项C正确；由于无线电波中有高频信号，所以要经过解调将低频信号检出来，才能由扬声器播放，选项D正确。21教育网
10．关于调制器的作用，下列说法正确的是( )
A．调制器的作用是把低频信号加载到高频信号上去
B．调制器的作用可以是把低频信号的信息加载到高频信号的振幅上去
C．调制器的作用可以是把低频信号的信息加载到高频信号的频率上去
D．调制器的作用是将低频信号变成高频信号，再放大后直接发射出去
解析：选ABC 调制器的作用是把低频信号加载到高频振荡信号上去，如果高频信号的振幅随低频信号的变化而变化，则是调幅；如果高频信号的频率随低频信号的变化而变化，则是调频。由于低频信号不利于直接从天线发射，所以需要将低频信号加载到高频信号上去，选项A、B、C正确，D错误。www.21-cn-jy.com
11．要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领，应该采取的措施是( )
A．增大电容器两极板间的距离
B．使电容器两极板的正对面积足够大
C．尽可能使电场和磁场分散开
D．增大回路中的电容和电感
解析：选AC 要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领，应从两个方面考虑，一是提高振荡频率，二是使电场和磁场尽可能地分散开，所以选项C正确；由f＝可知，当增大电容器两极板间的距离时，C变小，f增大，选项A正确；使电容器两极板的正对面积变大，C变大，f变小，选项B错误；增大回路中的L、C，f变小，选项D错误。
12．下列关于雷达的说法中正确的是( )
A．雷达是利用无线电波测定物体位置的无线电设备
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．雷达要确定较远物体的位置，使用的是长波段的无线电波
D．雷达每次发射无线电波的时间约为10－6 s
解析：选ABD 雷达是利用无线电波测定物体位置的无线电设备；电磁波遇到障碍物要反射，雷达就是利用电磁波的这个特性工作的；波长短的电磁波，传播的直线性好，有利于用电磁波定位，因此雷达用的是微波；雷达每次发射无线电波的时间一般不超过1 μs，A、B、D正确，C错误。21·cn·jy·com
13.如图所示为调幅振荡电流图象，此电流存在于电磁波发射和接收中的哪些阶段( )
A．经调制后
B．经调谐后
C．经检波后
D．耳机中
解析：选AB 为了把信号传递出去，需要将信号“加”到高频振荡电流上，这就是调制；而图象表示将信号加上后使高频振荡电流的振幅随信号变化，这叫调幅，是调制的一种方法；在接收电路中，经过调谐，回路中将出现调幅振荡电流，经检波后，低频信号从高频电流中还原出来，而在耳机中只有低频信号电流，综上分析，A、B正确。
三、非选择题(本题共4小题，共48分)
14．(8分)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，当磁场均匀增大时，离子运动的周期将________(填“变大”“变小”或“不变”)。21·世纪*教育网
解析：当磁场均匀增大时，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，速度增加，由T＝知，运动的周期将变小。
答案：变小
15. (10分)“为了您和他人的安全，请您不要在飞机上使用手机和手提电脑”这句警示语是乘坐过飞机的游客都听到过的。有些空难事故就是由于某位乘客在飞行的飞机上使用手机造成的。某机场飞机降落时，机上有四位旅客同时使用了手机，使飞机降落偏离了8度，险些造成事故。请问为什么在飞机上不能使用手机和手提电脑呢(包括游戏机)?
解析：由于手机或手提电脑在使用无线上网时要发射电磁波，对飞机产生电磁干扰，而飞机上的导航系统是非常复杂的，抗干扰能力不是很强。因此为了飞行安全，飞机上的旅客不能使用手机或手提电脑。www-2-1-cnjy-com
答案：见解析
16.(14分)如图所示为某雷达的荧光屏，屏上标尺的最小刻度对应的时间为2×10－4 s，雷达天线朝东方时，屏上的波形如图甲；雷达天线朝西方时，屏上的波形如图乙，问：雷达在何方发现了目标？目标与雷达相距多远？2-1-c-n-j-y
解析：雷达向东方发射电磁波时，没有反射回来的信号，向西方发射时，有反射回来的信号，所以目标在西方。
目标到雷达的距离
d＝＝ m＝300 km。
答案：西方 300 km
×××微波炉
MG－5021 MW
额定电压：220 V,50 Hz
额定功率：1 100 W
输出功率：700 W
内腔容积：20 L
振荡频率：2 450 MHz17.(16分)微波炉的工作应用了一种电磁波——微波(微波的频率为2.45×106 Hz)。食物中的水分子在微波的作用下加剧了热运动，内能增加，温度升高，食物增加的能量是微波给它的。表中是某微波炉的部分技术参数，问：21*cnjy*com
(1)该微波炉内磁控管产生的微波波长是多少？
(2)该微波炉在使用微波挡工作时的额定电流是多少？
(3)如果做一道菜，使用微波挡需要正常工作30 min，则做这道菜需消耗的电能为多少？
解析：(1)波长λ＝＝ m≈0.12 m。
(2)额定电流I＝＝ A＝5 A。
(3)消耗的电能
ΔE＝W＝Pt＝1 100×1 800 J＝1.98×106 J。
答案：(1)0.12 m (2)5 A
(3)1.98×106 J
第1、2节 电磁波的发现__电磁振荡
[目标早知道]
浙江选考·学习要求
知识内容
考试要求
1.电磁波的发现
加试a
2.电磁振荡
加试c
3.电磁波的发射和接收
加试b
4.电磁波与信息化社会
加试a
5.电磁波谱
加试a
伟大的预言
[探新知·基础练]
1．变化的磁场产生电场
实验基础：如图所示，在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里就会产生感应电流。
麦克斯韦对该问题的见解：电路里有感应电流产生，一定是变化的磁场产生了电场，自由电荷在电场的作用下发生了定向移动。该现象的实质：变化的磁场产生了电场。
2．变化的电场产生磁场
麦克斯韦大胆地假设，既然变化的磁场能产生电场，变化的电场也会在空间产生磁场。
[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)
1．变化的磁场会产生变化的电场。(×)
2．变化的电场会产生磁场。(√)
3．电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场。(×)
[释疑难·对点练]
1．对麦克斯韦电磁场理论的理解
恒定的电场不产生磁场
恒定的磁场不产生电场
均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场
均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场
不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场
不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场
振荡电场产生同频率的振荡磁场
振荡磁场产生同频率的振荡电场
2.对电磁场的理解
(1)电磁场的产生：
如果在空间某区域有周期性变化的电场，那么这个变化的电场在它周围空间产生周期性变化的磁场；这个变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的电场……变化的电场和变化的磁场交替产生，形成了不可分割的统一体，这就是电磁场。【21cnj*y.co*m】
(2)电磁场与静电场、静磁场的比较：
三者可以在某空间混合存在，但由静电场和静磁场混合的空间不属于电磁场。电磁场是电场、磁场相互激发，相互耦联形成的统一体。21*教*育*名*师
[试身手]
1．(多选)某电路的电场随时间变化的图象如图所示，能产生磁场的电场是( )
解析：选BCD 题图A中电场不随时间变化，不产生磁场；题图B和题图C中电场都随时间做均匀变化，能产生稳定的磁场；题图D中电场随时间做不均匀的变化，能在周围空间产生变化的磁场。2-1-c-n-j-y
电磁波
[探新知·基础练]
1．电磁波的产生
如果空间某区域存在不均匀变化的电场，那么它就会在空间引起不均匀变化的磁场，这一不均匀变化的磁场又引起不均匀变化的电场——于是变化的电场和变化的磁场交错产生，由近及远向周围传播，形成电磁波。
2．电磁波是横波
根据麦克斯韦的电磁场理论，电磁波中的电场强度和磁感应强度互相垂直，而且二者均与波的传播方向垂直，因此电磁波是横波。
3．电磁波的速度
麦克斯韦指出了光的电磁本性，他预言电磁波的速度等于光速。
4．电磁波的验证
1886年，赫兹用实验证明了麦克斯韦预言的正确性，第一次捕捉到了电磁波。
(1)赫兹的实验装置，如图所示
(2)实验现象：当感应圈两个金属球间有火花跳过时，导线环两个小球间也跳过火花。
(3)现象分析：当感应圈使得与它相连的两个金属球间产生电火花时，空间出现了迅速变化的电磁场。这种电磁场以电磁波的形式在空间传播。当电磁波到达导线环时，它在导线环中激发出感应电动势，使得导线环的空隙中也产生了火花。
[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)
1．麦克斯韦预言了电磁波的存在。(√)
2．赫兹用实验证实了电磁波的存在。(√)
3．电磁波的传播需要介质，不能在真空中传播。(×)
[释疑难·对点练]
电磁波与机械波的比较
电磁波是电磁现象，机械波是力学现象，两种波因产生机理不同，除具有波的共性外，还有不同之处。
机械波
电磁波
研究对象
力学现象
电磁现象
周期性
位移随时间和空间做周期性变化
电场强度E和磁感应强度B随时间和空间做周期性变化
传播情况
传播需要介质，波速与介质有关，与频率无关
传播无需介质，在真空中波速总等于光速c，在介质中传播时，波速与介质及频率都有关
产生机理
由(波源)质点的振动产生
由电磁振荡(周期性变化的电流)激发
是否横波
可以是
是
是否纵波
可以是
否
干涉现象
满足干涉条件时均能发生干涉现象
衍射现象
满足衍射条件时均能发生明显衍射
[试身手]
2．(多选)关于电磁波与机械波，下列说法正确的是( )
A．电磁波传播不需要介质，机械波传播需要介质
B．电磁波在任何介质中传播速率都相同，机械波在同一种介质中传播速率都相同
C．电磁波和机械波都不能发生干涉
D．电磁波和机械波都能发生衍射
解析：选AD 电磁波的波速与介质和频率都有关，传播时无需介质，而机械波的传播速度只与介质有关，传播时需要介质，故A对，B错；电磁波和机械波都具有波的一些特征，包括干涉和衍射，故C错，D对。
电磁振荡
[探新知·基础练]
1．振荡电流和振荡电路
(1)振荡电流：大小和方向都做周期性迅速变化的电流。
(2)振荡电路：产生振荡电流的电路。最简单的振荡电路为LC振荡电路。
2．电磁振荡的过程
放电过程：由于线圈的自感作用，放电电流由零逐渐增大，电容器极板上的电荷逐渐变少，电容器里的电场逐渐减弱，线圈的磁场逐渐增强，电场能逐渐转化为磁场能，振荡电流逐渐增大，放电完毕，电流达到最大，电场能全部转化为磁场能。21·cn·jy·com
充电过程：电容器放电完毕后，由于线圈的自感作用，电流保持原来的方向逐渐减小，电容器将进行反向充电，线圈的磁场逐渐减弱，电容器里的电场逐渐增强，磁场能逐渐转化为电场能，振荡电流逐渐减小，充电完毕，电流减小为零，磁场能全部转化为电场能。
此后，这样充电和放电的过程反复进行下去。
3．电磁振荡的实质
在电磁振荡过程中，电容器极板上的电荷量，电路中的电流及与振荡电流相联系的电场和磁场都在周期性的变化，电场能和磁场能周期性的转化。21教育网
4．电磁振荡的周期和频率
(1)周期：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间。
(2)频率：1 s内完成的周期性变化的次数。
如果振荡电路没有能量损失，也不受其他外界影响，这时的周期和频率分别叫做固有周期、固有频率。
(3)周期和频率公式：T＝2π，f＝。
[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)
1．当振荡电路中流过电感线圈的电流最大时，其两端电压最大。(×)
2．LC振荡电路是产生振荡电流最简单的振荡电路。(√)
3．大小和方向做周期性变化的电流叫振荡电流。(×)
[释疑难·对点练]
振荡过程中各物理量的变化情况
给LC回路提供能量后，利用电容器的充放电作用和线圈产生自感的作用，使LC回路中产生振荡电流，同时电容器极板上电荷q及与q相关联的电场(E，U，E电)，通电线圈的电流i及与i相关联的磁场(B，E磁)都发生周期性变化的现象，称电磁振荡。其中，产生的大小和方向都周期性变化的电流称振荡电流。产生振荡电流的电路称振荡电路。最简单的振荡电路是LC振荡电路。2·1·c·n·j·y
(1)各物理量变化情况一览表：
带电荷量q
电场强度E
电势差U
电场能
电流i
磁感应强度B
磁场能
0→电容器放电
减小
减小
减小
减小
增大
增大
增大
t＝时刻
0
0
0
0
最大
最大
最大
→反向充电
增大
增大
增大
增大
减小
减小
减小
t＝时刻
最大
最大
最大
最大
0
0
0
→反向放电
减小
减小
减小
减小
增大
增大
增大
t＝时刻
0
0
0
0
最大
最大
最大
→T电容器充电
增大
增大
增大
增大
减小
减小
减小
(2)振荡电流、极板带电荷量随时间的变化图象：
[试身手]
3．(多选)在LC回路产生电磁振荡的过程中，下列说法正确的是( )
A．电容器放电完毕时刻，回路中磁场能最小
B．回路中电流值最大时刻，回路中磁场能最大
C．电容器极板上电荷最多时，电场能最大
D．回路中电流值最小时刻，电场能最小
解析：选BC 电容器放电完毕时，q＝0，但此时i最大，所以磁场能最大，则A错；电流最小i＝0时，q最多，极板间电场最强，电场能最大，则D错；同理分析，选项B、C对。21·世纪*教育网
麦克斯韦电磁场理论
[典例1] 根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是( )
A．有电场的空间一定存在磁场，有磁场的空间也一定能产生电场
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．周期性变化的磁场周围空间一定产生周期性变化的电场
[解析]选D 根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场才能产生磁场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，非均匀变化的电场产生变化的磁场，只有D正确。
电磁波与机械波的比较
[典例2] (多选)电磁波和声波比较，下列说法正确的是( )
A．电磁波的传播不需要介质，声波的传播需要介质
B．由空气进入水中时，电磁波的速度变小，声波的速度变大
C．由空气进入水中时，电磁波的波长变小，声波的波长变大
D．由空气进入水中时，电磁波的频率变小，声波的频率变大
[解析]选ABC 选项A、B与事实相符，电磁波本身是物质的，传播不需要介质，而机械波的传播必须借助介质，机械波的波速由介质决定，电磁波进入介质后的传播遵守折射原理，A、B正确；不论是电磁波还是机械波，传播过程中频率是不变的，选项D错误；由公式λ＝可知C正确。21世纪教育网
电磁波和机械波都遵守波长、波速、频率的关系公式λ＝，电磁波进入介质遵守公式n＝。
电磁振荡过程的分析
[典例3] LC振荡中，某时刻磁场方向如图所示，则下列说法错误的是( )
A．若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电
B．若电容器正在放电，则电容器上极板带负电
C．若电容器上极板带正电，则线圈中电流正在增大
D．若电容器正在放电，则自感电动势正在阻碍电流增大
[解析]选C 该题图中标明了电流的磁场方向，由安培定则可判断出振荡电流在线圈中逆时针(俯视)流动。若该时刻电容器上极板带正电，则可知电容器处于充电阶段，电流正在减小，知A选项正确；若该时刻电容器上极板带负电，则可知电容器正在放电，电流正在增大，知B选项正确；由楞次定律知D选项正确。错误选项只有C。www-2-1-cnjy-com
[典例4] 如图所示是一个LC振荡电路中电流的变化图线，以下说法正确的是( )
A．t1时刻电感线圈两端电压最大
B．t2时刻电容器两极板间电压为零
C．t1时刻电路中只有电场能
D．t1时刻电容器所带电荷量为零
[解析]选D 由题图可知t1时刻电流i最大，说明放电结束，磁场能最大，电场能为零，电压、电荷量均为零。t2时刻电流i最小，说明还没放电，则磁场能为零，电场能最大，电压、电荷量均最大。综上所述，只有D正确。【21教育名师】
[课堂对点巩固]
1．下列关于电磁波的说法正确的是( )
A．均匀变化的磁场能够在空间产生电场
B．电磁波在真空和介质中传播速度相同
C．只要有电场和磁场，就能产生电磁波
D．电磁波在同种介质中只能沿直线传播
解析：选A 由麦克斯韦电磁场理论知A正确；电磁波在真空中传播速度最大，为c＝3×108 m/s，在介质中传播速度v＝，n为介质折射率，选项B错误；均匀变化的电场或磁场，不能产生电磁波，选项C错误；电磁波只有在同种均匀介质中才沿直线传播，选项D错误。21cnjy.com
2．某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中不正确的是( )
A．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用
B．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象
C．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播
D．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波
解析：选D 波长、波速、频率的关系对任何波都是成立的，对电磁波也成立，故A正确；干涉和衍射是波的特性，机械波、电磁波都是波，这些特性都具有，故B正确；机械波是机械振动在介质中传播形成的，所以机械波的传播需要介质，而电磁波是交替变化的电场和磁场由近及远的传播形成的，所以电磁波传播不需要介质，故C项正确；机械波既有横波又有纵波，但是电磁波只能是横波，D项错误。【21教育】
3．(多选)LC振荡电路中，通过P点的电流变化规律如图乙所示(图中周期为2 s)。现规定沿顺时针方向的电流方向为正，则( )21-cnjy*com
A．0.5 s至1 s时间内，电容器充电
B．0.5 s至1 s时间内，电容器上极板带的是正电
C．1 s至1.5 s时间内，磁场能正在转化为电场能
D．1 s至1.5 s时间内，电容器下极板的电势高
解析：选AD 由振荡电流的图象可知，在0.5～1 s的时间内，电流为正方向，且电流值正在减小，由题意可知，LC回路中的电流是沿顺时针方向的，而且电容器C正在充电。由于充电电流是由电容器C的负极板流出，流向正极板，可知在0.5～1 s的时间内电容器C的上极板带负电，下极板带正电，选项A正确，B错误；在1～1.5 s的时间内，电流为负方向，且电流的值正在增大，由题意可知，此时间内LC回路中的电流是沿逆时针方向的，所以电容器下极板的电势高，而且由于电流值正在增大，所以电场能正在转化为磁场能，选项C错误，D正确。
4．要增大LC振荡电路的频率，可采取的办法是( )
A．增大电容器两极板正对面积
B．减少极板带电荷量
C．在线圈中放入软铁棒作铁芯
D．减少线圈匝数
解析：选D 根据LC振荡电路的频率公式f＝和平行板电容器电容公式C＝知，当增大电容器两极板正对面积时，C增大，f减小；减少极板带电荷量，不影响C，即f不变；在线圈中放入软铁棒作铁芯，L增大，f减小；减少线圈匝数，L减小，f增大。故D正确。
[课堂小结]
[课时跟踪检测十七]
一、单项选择题
1．建立完整的电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学家是( )
A．法拉第 B．奥斯特
C．赫兹 D．麦克斯韦
解析：选D 麦克斯韦建立了电磁场理论并且预言了电磁波的存在，选项D正确。
2．下列说法错误的是( )
A．变化的磁场周围一定存在着电场，与是否有闭合电路无关
B．恒定电流能够在周围空间产生稳定的磁场
C．稳定电场能够在周围空间产生稳定的磁场
D．均匀变化的电场能够在周围空间产生稳定的磁场
解析：选C 变化的磁场周围产生电场，当电场中有闭合回路时，回路中有电流，若无闭合回路，电场仍然存在，A对；电场按其是否随时间变化分为稳定电场(静电场)和变化电场(如运动电荷形成的电场)，稳定电场不产生磁场，只有变化的电场周围空间才存在对应磁场，故C错，D对；恒定电流周围存在稳定磁场，B对。【21·世纪·教育·网】
3．关于LC振荡电路中的振荡电流，下列说法中正确的是( )
A．振荡电流最大时，电容器两极板间的电场强度最大
B．振荡电流为零时，线圈中自感电动势为零
C．振荡电流增大的过程中，线圈中的磁场能转化成电场能
D．振荡电流减小的过程中，线圈中的磁场能转化为电场能
解析：选D 振荡电流最大时处于电容器放电结束瞬间，电场强度为零，A错误；振荡电流为零时，振荡电流改变方向，这时的电流变化最快，电流变化率最大，线圈中的自感电动势最大，B错误；振荡电流增大时，电场能转化为磁场能，C错误；振荡电流减小时，线圈中的磁场能转化为电场能，D正确。
4．在LC振荡电路中，电容器上带的电荷量从最大值变化到零所需的最短时间是( )
A. B.
C．π D．2π
解析：选B LC振荡电路的周期T＝2π，其中电容器上的电荷量从最大值变到零所需的最短时间为t＝，只有选项B正确。
5．如图所示的电路中，L是电阻不计的电感器，C是电容器，闭合开关S，待电路达到稳定状态后，再断开开关S，LC电路中将产生电磁振荡，如果规定电感器L中的电流方向从a到b为正，断开开关的时刻为t＝0，那么选项图中能正确表示电感器中的电流i随时间t变化规律的是( )
解析：选C S断开前，ab段短路，电流从b→a，电容器不带电；S断开时，ab中产生自感电动势，阻碍电流减小，给电容器充电，此时电流负向最大；给电容器充电过程，电容器充电量达到最大时，ab中电流减为零；此后，LC回路发生电磁振荡形成交变电流。综上所述，选项C正确。
6．有一LC振荡电路，能产生一定波长的电磁波，若要产生波长比原来短一些的电磁波，可用的措施为( )21*cnjy*com
A．增加线圈匝数
B．在线圈中插入铁芯
C．减小电容器极板正对面积
D．减小电容器极板间距离
解析：选C 由于电磁波传播过程中波速v＝λf恒定，因此欲使波长λ变短，必须使频率f升高，由于频率f＝，所以，增加线圈匝数和在线圈中插入铁芯，将使线圈自感系数L增大而降低频率f；减小电容器极板间距将使电容C增大而降低频率f；减小电容器极板正对面积将使电容C减小而升高频率f。可见，选项C正确。
二、多项选择题
7．某LC回路电容器两端的电压U随时间t变化的关系如图所示，则( )
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至t3，电路的电场能不断增大
D．从时刻t3至t4，电容器的电荷量不断增大
解析：选BC 由LC回路中各物理量的变化规律可知，时刻t1电容两端电压最高时，电路中振荡电流为零，时刻t2电容两端电压为零，电路中振荡电流最强、磁场能最大，选项A错误，B正确；在t2至t3的过程中，从题图可知，电容器两板电压增大，故电场能增加，选项C正确；而在t3至t4的过程中，电容器两板电压减小，电荷量同时减少，选项D错误。
8．一个LC振荡电路中，线圈的自感系数为L，电容器电容为C，从电容器上电压达到最大值U开始计时，则有( )
A．至少经过π，磁场能达到最大
B．至少经过，磁场能达到最大
C．在时间内，电路中的平均电流是
D．在时间内，电容器放电量为CU
解析：选BCD LC振荡电路周期T＝2π，电容器电压最大时，开始放电，至少经时间，放电结束，此时电容器电荷量为零，电路中电流最大，磁场最强，磁场能最大。因为Q＝CU，所以电容器放电量Q＝CU，由I＝，所以I＝ 。
三、非选择题
9．实验室里有一水平放置的平行板电容器，其电容C＝1 μF。在两板带有一定电荷时，发现一粉尘恰好静止在两板间。还有一个自感系数L＝0.1 mH的电感器，现连成如图所示电路，试分析以下两个问题：
(1)从S闭合时开始计时，经过π×10－5 s时，电容器内粉尘的加速度大小是多少？
(2)当粉尘的加速度为多大时，线圈中电流最大？
解析：(1)S断开时，电容器内带电粉尘恰好静止，说明电场力方向向上，且F电＝mg，
闭合S后，L、C构成LC振荡电路，
T＝2π＝2π×10－5 s，
经过π×10－5 s时，电容器间的电场强度反向，电场力的大小不变，方向竖直向下，
由牛顿第二定律得
a＝＝2g。
(2)线圈中电流最大时，电容器两极间的电场强度为零，
由牛顿第二定律可得a＝＝g，方向竖直向下。
答案：(1)2g (2)g，方向竖直向下
10．如图所示，线圈的自感系数L＝0.5 mH，电容器的电容C＝0.2 μF，电源电动势E＝4 V，电阻的阻值R＝10 Ω，不计线圈和电源的内阻，闭合开关S，待电路中电流稳定后断开S，求：www.21-cn-jy.com
(1)LC回路的振荡频率；
(2)LC回路振荡电流的有效值；
(3)从断开S到电容器上极板带正电荷最多所经历的最短时间。
解析：(1)根据f＝得
f＝ Hz≈1.6×104 Hz。
(2)开关S闭合，电路稳定时，流过线圈的电流
I＝＝0.4 A
故LC回路振荡电流的峰值为0.4 A，则有效值
I有＝≈0.28 A。
(3)由T＝2π，得T＝6.28×10－5 s。
S断开时，电容器上的电荷量为零，然后电容器开始充电，且下极板带正电，因此最短经电容器上极板带正电荷最多，
则最短时间为t＝×6.28×10－5 s≈4.7×10－5 s。
答案：(1)1.6×104 Hz (2)0.28 A
(3)4.7×10－5 s
第3、4、5节 电磁波的发射和接收 电磁波与信息化社会 电磁波谱
电磁波的发射
[探新知·基础练]
电磁波的发射
(1)要有效地发射电磁波，振荡电路必须具有两个特点：
①要有足够高的振荡频率，频率越高，发射电磁波的本领越大；
②应采用开放电路，振荡电路的电场和磁场必须分散到足够大的空间。
(2)开放电路：实际的开放电路，线圈的一端用导线与大地相连，这条导线叫做地线，线圈的另一端高高地架在空中，叫做天线。21世纪教育网
(3)电磁波的调制：使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制。调制的方法有两种，一是调幅，使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变；另一种叫调频，使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变。21教育网
[释疑难·对点练]
1．无线电波的发射和接收过程
2．“调幅”和“调频”是调制的两个不同的方式
(1)高频电磁波的振幅随信号的强弱而变的调制方式叫调幅，一般电台的中波、中短波、短波广播以及电视中的图象信号采用调幅波。21·世纪*教育网
(2)高频电磁波的频率随信号的强弱而变的调制方式叫调频，电台的立体声广播和电视中的伴音信号，采用调频波。21*cnjy*com
[试身手]
1．为了使需要传递的信息(如声音、图象等)载在电磁波上发射到远方，必须对振荡电流进行( )
A．调谐 B．放大
C．调制 D．检波
解析：选C 把要传递的信息(如声音、图象等)加载到电磁波上发射出去的过程叫做调制，故只有C正确，A、B、D三项是电磁波接收端需进行的过程。21*教*育*名*师
无线电波的接收
[探新知·基础练]
1．接收原理
电磁波在传播时遇到导体会使导体中产生感应电流，所以导体可用来接收电磁波，这个导体就是接收天线。
2．电谐振
当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相等时，接收电路里产生的震荡电流最强，这种现象叫做电谐振。
3．调谐
使电路中产生电谐振的过程叫做调谐。
4．解调
使声音或图象信号从接收到的感应电流中还原出来，这个过程是调制的逆过程，叫做解调。
5．无线电波
波长大于1_mm(频率低于300 GHz)的电磁波叫作无线电波。并按波长分成若干个波段，像长波、中波、短波、微波等。不同波段所用的设备和技术不同，因此有不同的用途。
[释疑难·对点练]
1．解调是调制的逆过程
声音、图象等信号频率相对较低，不能转化为电信号直接发射出去，而要将这些低频信号加载到高频电磁波信号上去。将声音、图象信号加载到高频电磁波上的过程就是调制。而将声音、图象信号从高频信号中还原出来的过程就是解调。
2．正确理解调谐的作用
世界上有许许多多的无线电台、电视台及各种无线电信号，如果不加选择全部接收下来，那必然是一片混乱，分辨不清。因此接收信号时，首先要从各种电磁波中把需要的选出来，通常叫选台。在无线电技术中是利用电谐振达到该目的的。
[特别提醒]
(1)电谐振就是电磁振荡中的“共振”。
(2)调谐与电谐振不同，电谐振是一个物理现象，而调谐则是一个操作过程。
[试身手]
2．在无线电波广播的接收中，调谐和检波是两个必须经历的过程，下列关于接收过程的顺序，正确的是( )
A．调谐→高频放大→检波→音频放大
B．检波→高频放大→调谐→音频放大
C．调谐→音频放大→检波→高频放大
D．检波→音频放大→调谐→高频放大
解析：选A 接收过程的顺序为调谐、高频放大、检波、音频放大。A正确。
电磁波与信息化社会
[探新知·基础练]
1．电磁波的传输
信息可以通过电缆、光缆进行有线传输，也可实现无线传输。电磁波的频率越高，相同时间内传递的信息量越大。
2．电磁波的应用实例
(1)电视广播的发射和接收过程：
?
?
?
(2)雷达的工作原理：
雷达利用微波遇到障碍物的反射现象来测定物体位置。根据发射无线电波到接收反射波的时间t，确定障碍物的距离s＝，再根据发射无线电波的方向和仰角，确定障碍物的位置。【21cnj*y.co*m】
(3)移动电话、因特网也是利用电磁波来传输信息的。
[释疑难·对点练]
雷达的工作原理及应用
(1)雷达的原理：
利用电磁波遇到障碍物发生反射的特性。
(2)雷达的构造及特点：
一般由天线系统、发射装置、接收装置、输出装置(显示器)、电源、用于控制雷达工作和处理信号的计算机以及防干扰设备等构成。
①雷达既是无线电波的发射端，又是无线电波的接收端；
②雷达使用的无线电波是直线性好、反射性能强的微波波段；
③雷达发射的是不连续的无线电波，即脉冲，每次发射时间短于1 μs，两次发射的时间间隔约为0.1 ms；
④障碍物的距离等情况都由显示器直接显示出来。
(3)雷达的应用：
探测飞机、导弹等军事目标；可以用于导航；天文学上研究星体；在气象上可以用于探测台风、雷雨、乌云。
[试身手]
3．关于雷达的特点，下列说法正确的是( )
A．雷达所用无线电波的波长比短波更长
B．雷达只有连续发射无线电波，才能发现目标
C．雷达的显示屏上可以直接读出障碍物的距离
D．雷达在能见度低的黑夜将无法使用
解析：选C 雷达是利用无线电波的反射来工作的，因此它利用的无线电波处于微波段，目的是增加反射，减小衍射，不受能见度高低的影响。雷达大约每隔0.1 ms发射时间短于1 μs的脉冲信号，根据屏上显示的发射信号和接收到的反射信号可以直接读出障碍物的距离，故只有C正确。
电磁波谱
[探新知·基础练]
电磁波谱
(1)把各种电磁波按波长或频率的大小顺序排列起来，就组成了电磁波谱。按照波长从长到短依次排列成：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。
(2)不同的电磁波由于具有不同的频率(波长)，才具有不同的特性。
[释疑难·对点练]
比较说明各种电磁波的产生机理、特征和用途
电磁波是一个大家族，从无线电波到γ射线组成电磁波谱，可见光只是这个谱系中很窄的一个波段。下面将这一家族的成员比较一下，便于了解。21cnjy.com
电磁波谱
无线电波
红外线
可见光
紫外线
X射线
γ射线
波长
产生机理
振荡电路中的电子运动
原子的外层电子受到激发
原子内层电子受到激发
原子核受到激发
主要特征
波动性强，易衍射
热作用强
引起视觉、感光作用
化学作用、荧光效应
穿透能力强
穿透能力最强
主要用途
通信、广播、导航
加热、遥测、遥感、红外摄影、夜视
照明、照相
日光灯、杀菌消毒
检查、探测、透视
探测、医疗
[试身手]
4．下列说法正确的是( )
A．只有物体温度较高时才能向外辐射红外线
B．紫外线的主要作用是热作用
C．可见光比红外线容易发生衍射现象
D．X射线穿透力强，可用来进行人体透视
解析：选D 任何物体在任何温度下均会向外辐射红外线，A错误；紫外线的主要作用是化学作用和荧光作用，B错误；可见光的波长小于红外线的波长，故可见光相对红外线不容易衍射现象，C错误；X射线穿透力强，医学上常用于透视人体，D正确。
电磁波的发射与接收
[典例1] (多选)调谐电路的可变电容器的动片从完全旋出到完全旋入仍接收不到较高频率的电台发出的信号，要收到该电台的信号，可采用下列何种办法( )
A．增加调谐电路中线圈的匝数
B．加大电源电压
C．减少调谐电路中线圈的匝数
D．将线圈中的铁芯取走
[解析]选CD 当调谐电路的固有频率等于接收电磁波的频率时发生电谐振，才能较好地收到电台信号，本题中收不到信号的原因是调谐电路的固有频率低，由f＝知，在C无法再调节的情况下，可减小L以提高频率。易知选项C、D正确。
[典例2] 一台收音机的接收频率范围从f1＝2.2 MHz到f2＝22 MHz。设这台收音机能接收的相应波长范围从λ1到λ2，调谐电容器的相应电容变化范围从C1到C2。那么波长λ1、λ2之比为多少？电容C1、C2之比为多少？2·1·c·n·j·y
[解析] 由公式：λ＝，因电磁波在空中的波速相等，由此可得波长与频率成反比，
所以：＝＝＝。
再根据电磁振荡公式：f＝，收音机接收电路中的L是固定的，所以频率跟电容器的电容平方根成反比，即＝，整理可得：＝＝。www-2-1-cnjy-com
[答案] λ1∶λ2＝10∶1 C1∶C2＝100∶1
雷达的工作原理
[典例3] 某雷达工作时，发射电磁波的波长λ＝20 cm，每秒脉冲数n＝5 000，每个脉冲持续时间t＝0.02 μs，取电磁波的传播速度为c＝3×108 m/s，问：该电磁波的振荡频率为多少？最大侦察距离是多少？2-1-c-n-j-y
[思路点拨] 电磁波在空气中的传播速度可认为等于真空中的光速c，由波速、波长和频率三者间的关系可求得频率。根据雷达荧光屏上发射波形和反射波形间的时间间隔，即可求得侦察距离，为此反射波必须在后一个发射波发出前到达雷达接收器。可见，雷达的最大侦察距离应等于电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播距离的一半。
[解析] 由c＝λf可得电磁波的振荡频率
f＝＝ Hz＝1.5×109 Hz。
电磁波在雷达发射相邻两个脉冲间隔时间内传播的距离
s＝cΔt＝c(－t)
＝3×108×(－0.02×10－6) m≈6×104 m，
所以雷达的最大侦察距离s′＝＝3×104 m＝30 km。
[答案] 1.5×109 Hz 30 km
各种电磁波的特点及应用
[典例4] 下列说法正确的是( )
A．麦克斯韦证明了光的电磁说的正确性
B．红外线的显著作用是热作用，紫外线最显著的作用是化学作用
C．X射线的穿透本领比γ射线更强
D．X射线与γ射线的产生机理不同，因此它们的频率范围界线分明，不可能重叠
[解析]选B 麦克斯韦提出了光的电磁说，赫兹用实验证明了光的电磁说的正确性。X射线是原子的内层电子受激发而产生的，γ射线是原子核受激发而产生的，产生机理不同，但X射线和γ射线都有一个较大的频率范围，较高频率的X射线与较低频率的γ射线产生了重叠，其他相邻电磁波间也存在重叠。A、D错误；由各种电磁波的特征易知B正确，C错误。
[课堂对点巩固]
1．(多选)关于无线电波的传播，下列说法正确的是( )
A．发射出去的电磁波，可以传到无限远处
B．无线电波遇到导体，就可以在导体中激起同频率的振荡电流
C．波长越短的电磁波，越接近直线传播
D．移动电话是利用无线电波进行通讯的
解析：选BCD 无线电波在传播过程中，遇到障碍物就被吸收一部分，无法传到无限远处，遇到导体，会在导体内产生涡流(同频率的振荡电流)，故B对，A错；电磁波波长越短，传播规律越接近光的直线传播，移动电话发射或接收的电磁波属于无线电波的高频段，故C、D对。【21教育名师】
2. (多选)雷达采用微波而不用其他无线电波的原因是( )
A．微波具有很高的频率
B．微波具有直线传播的特性
C．微波的反射性强
D．微波比其他无线电波(长波、中波、短波等)传播的距离更远
解析：选ABC 微波的波长较短，频率较高，不容易产生衍射或干涉现象，微波的反射性较强，直线性较好。微波与其他无线电波的波速相等，都可以传播较远的距离，所以A、B、C项正确。【21教育】
3．(多选)下面关于电视的说法中正确的是( )
A．电视信号的发射、接收过程：景物→电信号→电磁波→电信号→图象
B．摄像机在一秒钟内要传递24张画面
C．显像管是将电信号还原成景物图象的关键部分
D．由于画面更换迅速和视觉暂留现象使人们看到的是活动的影像
解析：选ACD 电视信号的发射和接收过程中，信号在不断发生变化，在这个变化中关键是显像管的作用，摄像机在一秒钟内要传递25张画面，视觉暂留使我们看到物体在动。综上所述，A、C、D正确。
4．(多选)在电磁波中，波长按从长到短顺序排列的是( )
A．无线电波、可见光、红外线
B．无线电波、可见光、γ射线
C．红光、黄光、绿光
D．紫外线、X射线、γ射线
解析：选BCD 电磁波中，波长按从长到短排列的顺序是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。可见光中，按红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的顺序波长越来越短。故选项B、C、D正确。
[课堂小结]
[课时跟踪检测十八]
一、单项选择题
1．简单的、比较有效的电磁波的发射装置，至少应具备以下电路中的( )
①调谐电路 ②调制电路 ③高频振荡电路 ④开放振荡电路
A．①②③ B．②③④
C．①④ D．①②④
解析：选B 比较有效的发射电磁波的装置应该有调制电路、高频振荡电路和开放振荡电路。调制电路是把需要发射的信号装载在高频电磁波上才能发射出去，高频振荡电路能产生高频电磁波，开放振荡电路能把电磁波发送的更远。而调谐电路是在接收端需要的电路。综上所述，B正确。21·cn·jy·com
2．如果收音机调谐电路采用改变电容的方式改变回路固有频率，当接收的电磁波的最长波长是最短波长的3倍时，则电容的最大电容与最小电容之比为( )
A．3∶1 B．9∶1
C．1∶3 D．1∶9
解析：选B 调谐电路固有频率f＝，当接收电磁波的频率为f时，调谐电路发生电谐振，接收电磁波的波长λ＝＝c·2π，可见λ与成正比，因为λmax∶λmin＝3∶1，且只改变C，所以Cmax∶Cmin＝9∶1，选项B正确。
3．验钞机发出的光能使钞票上的荧光物质发光，电视机、空调的遥控器发出的光能控制电视机、空调的工作状态。对于它们发出的光，以下判断正确的是( )
A．它们发出的都是红外线
B．它们发出的都是紫外线
C．验钞机发出的是红外线，遥控器发出的是紫外线
D．验钞机发出的是紫外线，遥控器发出的是红外线
解析：选D 紫外线有较强的荧光作用，能使荧光物质发出荧光，故验钞机发出的是紫外线；红外线波长较长，容易发生衍射，故能很方便地遥控家用电器，故D正确。
4．下列说法中正确的是( )
A．移动电话仅是一部接收机
B．移动电话仅相当于一个发射电台
C．因特网实际上就是计算机与计算机之间的直接连接形成的网络
D．因特网极大地丰富了我们的生活
解析：选D 移动电话既相当于发射电台，又相当于接收机；因特网是计算机之间的连接形成的网络，但不是简单的直接连接，它实实在在地丰富了我们的生活，只有D对。
5．电磁波给人们的生活带来日新月异变化的同时，也带来了电磁污染。长期使用如图所示的通信装置，会对人体健康产生影响的是( )
解析：选C 移动电话是通过电磁波来传递信息的，长期使用会对人体的健康产生影响。摇柄电话、拨号电话、按键电话都是通过导线中的电流进行信息传播的，没有电磁波的污染，故选项C正确。
6．某广播电台发射“中波”段某套节目的讯号、家用微波炉中的微波、VCD机中的激光(可见光)、人体透视用的X光，都是电磁波，它们的频率分别为f1、f2、f3、f4，则( )
A．f1>f2>f3>f4 B．f1C．f1f2解析：选B 广播电台发射“中波”、微波炉中的微波、可见光光波、X射线(X光)，它们的波长关系λ1>λ2>λ3>λ4，频率关系f17．电视机的室外天线能把电信号接收下来，是因为( )
A．天线处在变化的电磁场中，天线中产生感应电流，相当于电源，通过馈线输送给LC电路
B．天线只处于变化的电场中，天线中产生感应电流，相当于电源，通过馈线输送给LC电路
C．天线只是选择性地接收某电台信号，而其他电视台信号则不接收
D．天线将电磁波传输到电视机内
解析：选A 室外天线处于空间变化的电磁场中，天线中产生了感应电流，此电流通过馈线输送给LC电路，此电流中空间各电台信号激起的电流均存在，但只有频率与调谐电路频率相等的电信号对应电流最强，然后再通过解调处理进入后面的电路，A正确，B、C、D错误。【21·世纪·教育·网】
8．目前雷达发出的电磁波频率多在200～1 000 MHz的范围内，下列关于电磁波的说法正确的是( )21-cnjy*com
A．真空中，上述频率范围的电磁波的波长在30～150 m 之间
B．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的
C．波长越短的电磁波，越容易绕过障碍物，便于远距离传播
D．测出从发射无线电波到接收反射回来的无线电波的时间，就可以确定障碍物的距离
解析：选D 据λ＝，电磁波频率在200～1 000 MHz的范围内，则电磁波的波长范围在0.3～1.5 m之间，故选项A错误；依据麦克斯韦的电磁场理论，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，故选项B错误；波长越长的电磁波，越容易绕过障碍物，便于远距离传播，波长越短的电磁波，越容易反射，故选项C错误；根据雷达测距原理知选项D正确。
二、多项选择题
9．下列说法中正确的是( )
A．摄像机实际上是一种将电信号转变为光信号的装置
B．电视机实际上是一种将电信号转变为光信号的装置
C．电视机接收的画面是连续的
D．电视机接收的画面是不连续的
解析：选BD 通过摄像机摄到景物的光信号，再通过特殊装置(扫描)转变为电信号；电视机通过显像管将接收到的电信号再转变为光信号，最后还原为图象，由于画面更换迅速和视觉暂留，我们感觉到的是活动的图象，所以选项B、D正确。
10．关于无线电波的发射过程，下列说法中正确的是( )
A．必须对信号进行调制
B．必须使信号产生电谐振
C．必须把传输信号加到高频电流上
D．必须使用开放回路
解析：选ACD 电磁波的发射过程中，一定要对低频输入信号进行调制，用开放回路发射；为了有效地向外发射电磁波，必须把传输信号加到高频电流上，选项A、C、D正确；而产生电谐振的过程是在接收电路，选项B错误。
11．关于电磁波谱，下列说法中正确的是( )
A．X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变
B．γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高
C．紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射
D．在电磁波谱中，最容易发生衍射现象的是γ射线
解析：选AB X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变，故选项A正确；γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高，故选项B正确；在电磁波谱中从无线电波到γ射线，波长逐渐减小，频率逐渐增大，而波长越大，波动性越强，越容易发生干涉、衍射现象，因此紫光比紫外线更容易发生干涉和衍射现象，无线电波最容易发生衍射现象，故选项C、D错误。www.21-cn-jy.com
三、非选择题
12．科学技术是一把双刃剑。电磁波的应用也是如此。它在使人类的生活发生日新月异变化的同时也存在着副作用——电磁污染。频率超过0.1 MHz的电磁波的强度足够大时就会对人体构成威胁。按照有关规定，工作场所受到的电磁辐射强度(单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量)不得超过0.50 W/m2。若某小型无线通信装置的电磁辐射功率是1 W，试探究分析在距离该通讯装置多少米以外是符合规定的安全区域？(已知球面面积S＝4πR2)
解析：设以半径为R的球面以外是符合规定的安全区域，
则＝0.50 W/m2，
解得R＝ m≈0.40 m。
答案：0.40 m
