第十四章 电磁波复习 —2020-2021学年人教版高中物理选修3-4单元综合讲义导学案Word版含答案
文档属性
| 名称 | 第十四章 电磁波复习 —2020-2021学年人教版高中物理选修3-4单元综合讲义导学案Word版含答案 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 338.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-04-12 13:52:33 | ||
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文档简介
选修3-4
第十四章电磁波复习导学案
知识点一、电磁波的发现
（1）麦克斯韦建立了经典电磁理论：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；均匀变化的磁场产生恒定的电场，非均匀变化的磁场产生变化的电场。在此基础上麦克斯韦预言了电磁波的存在推断：空间存在周期性变化的电场
变化的磁场
变化的电场
……变化的电场和磁场交替产生，由近及远向周围传播。
（2）
赫兹
首先捕捉到了电磁波，他还通过测量证明了电磁波在真空中的速度为3.0×108m/s，从而证实了麦克斯韦的电磁理论。
（3）根据麦克斯韦的电磁理论，电磁波中的电场强度_与_磁感应强度_方向互相垂直，而且二者均与波的传播方向垂直，因此电磁波是横波。
知识点诠释：
①麦克斯韦电磁理论的两个基本假设：变化的磁场能够在周围空间产生电场；变化的电场能够在周围空间产生磁场。
②光的本质是电磁波，电磁波是一种物质，具有能量。
知识点二、电磁波的产生
（1）电磁振荡：机械波由机械振动在介质中传播产生，那么电磁波呢？我们需要变化的电流。
大小和方向
都随时间周期性迅速变化的电流称为振荡电流，能够产生振荡电流的电路称为振荡电路。由线圈L和电容器C组成的电路是最简单的振荡电路，称为LC振荡电路。电磁振荡如图：
（2）电磁振荡的周期和频率：电磁振荡完成一次周期性变化所需的时间叫做周期，一秒钟内完成周期变化的次数叫做频率；LC回路的周期和频率由回路本身的特性决定。这种由振荡回路本身特性所决定的振荡周期（或频率）叫做振荡电路的固有周期（或固有频率），简称振荡电路的周期（或频率）。
大量实验表明：
a.电容C增大时，周期
增大（频率
减小）；
b.电感L增大时，周期
增大（频率
减小）；
c.电压升高时，周期
不变（频率
不变）。
结果表明，LC回路的周期和频率只与电容C和电感L有关，跟电容器的带电多少和回路电流大小无关。
d.LC回路的周期和频率公式：
T
＝
2。
知识点诠释：
在一个电磁振荡周期内，电容器充放电各
两
次，电流方向改变
两
次。
知识点三、电磁波的发射和接收
（1）要有效发射电磁波，振荡电路必须有如下特点：
a.要有足够高的振荡频率。
b.振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，这样才能有效地把能量辐射出去。
c.有效发射电磁波的电路是开放电路。这种电路由天线和地线组成。
（2）电磁波在传播时如果遇到导体，会使导体中产生感应电流，因此，空中的导体可以用来接收电磁波，这就是接收天线。
知识点诠释：
①在电磁波（无线电波）的发射中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制。调制分调幅和调频两种。
②在电磁波（无线电波）的接收中，使接收电路产生电谐振的过程叫调谐。从调谐电路接收到感应电流，并还原声音和图像信号的过程叫解调，调幅波的解调叫检波。
知识点四、电磁波谱
按电磁波的
波长
或
频率
大小把各种波（无线电波、光波、X射线、γ射线等）排列成谱，叫做电磁波谱。太阳辐射的能量主要集中在红外线、可见光、紫外线三个区域。
知识点诠释：
①红外线主要是热作用（红外线烤箱、红外线遥感、遥控器、感应门等），紫外线主要是化学作用（荧光效应、杀菌消毒、验钞机等），X射线穿透能力较强（医院拍X光片），γ射线穿透本领很强（金属探伤等）
②无线电波→红外线→可见光→紫外线→伦琴（X）射线→射线
红
橙
黄
绿
蓝
靛
紫
波长：由长到短
（红光最容易衍射，条纹间距最大）
频率：由低到高
（能量由小到大）
折射率：由小到大（紫光偏折最大，红光偏折最小）
临界角：由大到小（紫光最容易发生全反射）
在同种介质中的波速：由大到小
课堂练习：
1．（2020江苏高考）电磁波广泛应用在现代医疗中。下列属于电磁波应用的医用器械有（AB
）
A．杀菌用的紫外灯
B．
拍胸片的X光机
C．
治疗咽喉炎的超声波雾化器
D．检查血流情况的“彩超”机
2．（2020江苏高考）国际宇航联合会将2020年度“世界航天奖”授予我国“嫦娥四号”任务团队。“嫦娥四号”任务创造了多项世界第一、在探月任务中，“玉兔二号”月球车朝正下方发射一束频率为f的电磁波，该电磁波分别在月壤层的上、下表面被反射回来，反射波回到“玉兔二号”的时间差为?t。已知电磁波在月壤层中传播的波长为λ，求该月壤层的厚度d。（d＝?t）
解：电磁波的在土壤中传播速度满足v＝λf，
根据题意可知：2d＝v?t
解得月壤层厚度为：d＝?t
3．（2018江苏高考）梳子在梳头后带上电荷，摇动这把梳子在空中产生电磁波，该电磁波
。（AD ）
A．是横波
B．不能在真空中传播
C．只能沿着梳子摇动的方向传播
D．在空气中的传播速度约为3×108
m/s
4．（2016全国II卷）关于电磁波，下列说法正确的是（ABC ）
A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直
D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输
E．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失
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第十四章电磁波复习导学案
知识点一、电磁波的发现
（1）麦克斯韦建立了经典电磁理论：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；均匀变化的磁场产生恒定的电场，非均匀变化的磁场产生变化的电场。在此基础上麦克斯韦预言了电磁波的存在推断：空间存在周期性变化的电场
变化的磁场
变化的电场
……变化的电场和磁场交替产生，由近及远向周围传播。
（2）
赫兹
首先捕捉到了电磁波，他还通过测量证明了电磁波在真空中的速度为3.0×108m/s，从而证实了麦克斯韦的电磁理论。
（3）根据麦克斯韦的电磁理论，电磁波中的电场强度_与_磁感应强度_方向互相垂直，而且二者均与波的传播方向垂直，因此电磁波是横波。
知识点诠释：
①麦克斯韦电磁理论的两个基本假设：变化的磁场能够在周围空间产生电场；变化的电场能够在周围空间产生磁场。
②光的本质是电磁波，电磁波是一种物质，具有能量。
知识点二、电磁波的产生
（1）电磁振荡：机械波由机械振动在介质中传播产生，那么电磁波呢？我们需要变化的电流。
大小和方向
都随时间周期性迅速变化的电流称为振荡电流，能够产生振荡电流的电路称为振荡电路。由线圈L和电容器C组成的电路是最简单的振荡电路，称为LC振荡电路。电磁振荡如图：
（2）电磁振荡的周期和频率：电磁振荡完成一次周期性变化所需的时间叫做周期，一秒钟内完成周期变化的次数叫做频率；LC回路的周期和频率由回路本身的特性决定。这种由振荡回路本身特性所决定的振荡周期（或频率）叫做振荡电路的固有周期（或固有频率），简称振荡电路的周期（或频率）。
大量实验表明：
a.电容C增大时，周期
增大（频率
减小）；
b.电感L增大时，周期
增大（频率
减小）；
c.电压升高时，周期
不变（频率
不变）。
结果表明，LC回路的周期和频率只与电容C和电感L有关，跟电容器的带电多少和回路电流大小无关。
d.LC回路的周期和频率公式：
T
＝
2。
知识点诠释：
在一个电磁振荡周期内，电容器充放电各
两
次，电流方向改变
两
次。
知识点三、电磁波的发射和接收
（1）要有效发射电磁波，振荡电路必须有如下特点：
a.要有足够高的振荡频率。
b.振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，这样才能有效地把能量辐射出去。
c.有效发射电磁波的电路是开放电路。这种电路由天线和地线组成。
（2）电磁波在传播时如果遇到导体，会使导体中产生感应电流，因此，空中的导体可以用来接收电磁波，这就是接收天线。
知识点诠释：
①在电磁波（无线电波）的发射中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制。调制分调幅和调频两种。
②在电磁波（无线电波）的接收中，使接收电路产生电谐振的过程叫调谐。从调谐电路接收到感应电流，并还原声音和图像信号的过程叫解调，调幅波的解调叫检波。
知识点四、电磁波谱
按电磁波的
波长
或
频率
大小把各种波（无线电波、光波、X射线、γ射线等）排列成谱，叫做电磁波谱。太阳辐射的能量主要集中在红外线、可见光、紫外线三个区域。
知识点诠释：
①红外线主要是热作用（红外线烤箱、红外线遥感、遥控器、感应门等），紫外线主要是化学作用（荧光效应、杀菌消毒、验钞机等），X射线穿透能力较强（医院拍X光片），γ射线穿透本领很强（金属探伤等）
②无线电波→红外线→可见光→紫外线→伦琴（X）射线→射线
红
橙
黄
绿
蓝
靛
紫
波长：由长到短
（红光最容易衍射，条纹间距最大）
频率：由低到高
（能量由小到大）
折射率：由小到大（紫光偏折最大，红光偏折最小）
临界角：由大到小（紫光最容易发生全反射）
在同种介质中的波速：由大到小
课堂练习：
1．（2020江苏高考）电磁波广泛应用在现代医疗中。下列属于电磁波应用的医用器械有（AB
）
A．杀菌用的紫外灯
B．
拍胸片的X光机
C．
治疗咽喉炎的超声波雾化器
D．检查血流情况的“彩超”机
2．（2020江苏高考）国际宇航联合会将2020年度“世界航天奖”授予我国“嫦娥四号”任务团队。“嫦娥四号”任务创造了多项世界第一、在探月任务中，“玉兔二号”月球车朝正下方发射一束频率为f的电磁波，该电磁波分别在月壤层的上、下表面被反射回来，反射波回到“玉兔二号”的时间差为?t。已知电磁波在月壤层中传播的波长为λ，求该月壤层的厚度d。（d＝?t）
解：电磁波的在土壤中传播速度满足v＝λf，
根据题意可知：2d＝v?t
解得月壤层厚度为：d＝?t
3．（2018江苏高考）梳子在梳头后带上电荷，摇动这把梳子在空中产生电磁波，该电磁波
。（AD ）
A．是横波
B．不能在真空中传播
C．只能沿着梳子摇动的方向传播
D．在空气中的传播速度约为3×108
m/s
4．（2016全国II卷）关于电磁波，下列说法正确的是（ABC ）
A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度垂直
D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输
E．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失
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