2018-2019版高中物理 第3章 電磁場(chǎng)與電磁波章末總結(jié)學(xué)案 滬科版選修3-4.doc
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第3章 電磁場(chǎng)與電磁波 章末總結(jié) 一、麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論 1.兩個(gè)基本論點(diǎn) (1)變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng),可從以下三個(gè)方面理解: ①恒定的磁場(chǎng)不產(chǎn)生電場(chǎng) ②均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生恒定的電場(chǎng) ③周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的周期性變化的電場(chǎng) (2)變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng),也可從以下三個(gè)方面理解: ①恒定的電場(chǎng)不產(chǎn)生磁場(chǎng) ②均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng) ③周期性變化的電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的周期性變化的磁場(chǎng) 2.感應(yīng)電場(chǎng)方向的判定 變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電場(chǎng)的方向,與存在閉合回路時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向是相同的. 例1 關(guān)于麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論,下列說法正確的是( ) A.穩(wěn)定的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng) B.均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng),均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生均勻變化的電場(chǎng) C.變化的電場(chǎng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)一定是變化的 D.振蕩的電場(chǎng)周圍空間產(chǎn)生的磁場(chǎng)也是振蕩的 答案 D 解析 麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論要點(diǎn)是:變化的磁場(chǎng)(電場(chǎng))要在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng)(磁場(chǎng)),若磁場(chǎng)(電場(chǎng))的變化是均勻的,產(chǎn)生的電場(chǎng)(磁場(chǎng))是穩(wěn)定的,若磁場(chǎng)(電場(chǎng))的變化是振蕩的,產(chǎn)生的電場(chǎng)(磁場(chǎng))也是振蕩的,由此可判定正確答案為D項(xiàng). 二、LC回路的電磁振蕩規(guī)律 1.兩個(gè)過程 電磁振蕩過程按電容器的電荷量變化可分為充、放電過程,如圖1所示. 圖1 (1)充電 當(dāng)電容器的電荷量增加時(shí)為充電過程,這個(gè)過程電路中的電流減?。? (2)放電 當(dāng)電容器的電荷量減小時(shí)為放電過程,這個(gè)過程電路中的電流增加. 注意:在任意兩個(gè)過程的分界點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻,各物理量取特殊值(零或最大值). 2.兩類物理量 一類是與電場(chǎng)有關(guān)的物理量,一類是與磁場(chǎng)有關(guān)的物理量. (1)電流i,它決定了磁場(chǎng)能的大?。袷庪娏鱥在電感線圈中形成磁場(chǎng),因此,線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁通量Φ和磁場(chǎng)能E磁具有與之相同的變化規(guī)律. (2)電荷量q,它決定了電場(chǎng)能的大?。娙萜鲀蓸O板間的電壓U、電場(chǎng)強(qiáng)E、電場(chǎng)能E電、線圈的自感電動(dòng)勢(shì)E具有與之相同的變化規(guī)律. 注意:電流i和電荷量q的變化不同步,規(guī)律如圖1所示. 例2 (多選)如圖2所示的LC振蕩電路,當(dāng)開關(guān)S轉(zhuǎn)向右邊發(fā)生振蕩后,下列說法中正確的是( ) 圖2 A.振蕩電流達(dá)到最大值時(shí),電容器上的帶電荷量為零 B.振蕩電流達(dá)到最大值時(shí),磁場(chǎng)能最大 C.振蕩電流為零時(shí),電場(chǎng)能為零 D.振蕩電流相鄰兩次為零的時(shí)間間隔等于振蕩周期的一半 答案 ABD 解析 由LC電路電磁振蕩的規(guī)律知,振蕩電流最大時(shí),即是放電剛結(jié)束時(shí),電容器上電荷量為零,A對(duì).電路中電流最大時(shí),線圈中磁場(chǎng)最強(qiáng),磁場(chǎng)能最大,B對(duì).振蕩電流為零時(shí),充電結(jié)束,極板上電荷量最大,電場(chǎng)能最大,C錯(cuò).振蕩電流相鄰兩次為零的時(shí)間間隔恰好等于半個(gè)周期,D對(duì). 三、電磁波的傳播特點(diǎn)及應(yīng)用 1.電磁波譜 無線電波、紅外線、可見光、紫外線、倫琴射線(X射線)、γ射線等合起來,便構(gòu)成了范圍非常廣闊的電磁波譜. 2.各種不同的電磁波既有共性,又有個(gè)性 (1)共性:它們?cè)诒举|(zhì)上都是電磁波,它們的行為服從相同的規(guī)律,都滿足公式v=fλ,它們?cè)谡婵罩械膫鞑ニ俣榷际莄=3.0108m/s,它們的傳播都不需要介質(zhì),各波段之間的區(qū)別并沒有絕對(duì)的意義. (2)個(gè)性:不同電磁波的頻率或波長(zhǎng)不同,表現(xiàn)出不同的特性.波長(zhǎng)越長(zhǎng)越容易產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象,波長(zhǎng)越短觀察干涉、衍射現(xiàn)象越困難.正是這些不同的特性決定了它們不同的用途. 例3 (多選)下列有關(guān)電磁波的說法中正確的是( ) A.電磁波譜中最難發(fā)生衍射的是無線電波 B.電磁波譜中最難發(fā)生衍射的是γ射線 C.頻率大于可見光的電磁波表現(xiàn)為沿直線傳播 D.雷達(dá)用的是微波,因?yàn)槲⒉▊鞑サ闹本€性好 答案 BCD 解析 波長(zhǎng)越長(zhǎng),越容易發(fā)生衍射現(xiàn)象,在電磁波中,無線電波波長(zhǎng)最長(zhǎng),γ射線的波長(zhǎng)最短,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;波長(zhǎng)越短,頻率越大的電磁波,其衍射現(xiàn)象越不明顯,傳播的直線性越好,遇到障礙物反射性越好,故C、D正確. 四、電磁波和機(jī)械波的比較 電磁波和機(jī)械波都是波,但又各有自己的特點(diǎn),如能正確比較電磁波和機(jī)械波的異同,就能全面、透徹理解這兩個(gè)知識(shí)點(diǎn). 1.電磁波和機(jī)械波的共同點(diǎn) (1)二者都能產(chǎn)生干涉和衍射; (2)介質(zhì)決定二者的傳播速度; (3)二者在不同介質(zhì)中傳播時(shí)頻率不變. 2.電磁波和機(jī)械波的區(qū)別 (1)二者本質(zhì)不同 電磁波是電磁場(chǎng)的傳播,機(jī)械波是質(zhì)點(diǎn)機(jī)械振動(dòng)的傳播. (2)傳播機(jī)理不同 電磁波的傳播機(jī)理是電磁場(chǎng)交替感應(yīng),機(jī)械波的傳播機(jī)理是質(zhì)點(diǎn)間的機(jī)械作用. (3)電磁波傳播不需要介質(zhì),而機(jī)械波傳播需要介質(zhì). (4)電磁波是橫波,機(jī)械波既有橫波又有縱波,甚至有的機(jī)械波同時(shí)有橫波和縱波,例如地震波. 例4 聲吶向水中發(fā)射的超聲波遇到障礙物后被反射,測(cè)出從發(fā)出超聲波到接收到反射波的時(shí)間及方向,即可測(cè)算出障礙物的方位;雷達(dá)則向空中發(fā)射電磁波,遇到障礙物后被反射,同樣根據(jù)發(fā)射電磁波到接收到反射波的時(shí)間及方向,即可測(cè)算出障礙物的方位.超聲波和電磁波相比較,下列說法中正確的是( ) A.超聲波與電磁波傳播時(shí),都向外傳遞了能量 B.超聲波與電磁波都既可以在真空中傳播,又可以在介質(zhì)中傳播 C.在空氣中傳播的速度與在其他介質(zhì)中傳播的速度相比,均在空氣中傳播時(shí)具有較大的傳播速度 D.超聲波與電磁波相遇時(shí)可能會(huì)發(fā)生干涉 答案 A 解析 超聲波與電磁波傳播時(shí),都向外傳遞了能量、信息,故選項(xiàng)A正確;聲吶發(fā)出的超聲波是機(jī)械波,需要傳播介質(zhì),不可以在真空中傳播,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;機(jī)械波在空氣中傳播時(shí)速度較小,在其他介質(zhì)中傳播時(shí)速度大,而電磁波恰相反,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;超聲波和電磁波不是同一類波,不可能發(fā)生干涉,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 1.(多選)下列關(guān)于電磁場(chǎng)的說法正確的是( ) A.只要空間某處有變化的電場(chǎng)或磁場(chǎng),就會(huì)在其周圍產(chǎn)生電磁場(chǎng),從而形成電磁波 B.勻速運(yùn)動(dòng)的電子束周圍一定存在電磁場(chǎng),即能產(chǎn)生電磁場(chǎng) C.周期性變化的電場(chǎng)和周期性變化的磁場(chǎng)交替產(chǎn)生,相互依存,形成不可分離的統(tǒng)一體,即電磁場(chǎng) D.歷史上,電磁場(chǎng)的理論在先,實(shí)踐證明在后 答案 CD 2.關(guān)于電磁場(chǎng)和電磁波,下列說法中正確的是( ) A.電磁波是縱波 B.靜止的電荷放在變化的磁場(chǎng)中不會(huì)受到力的作用 C.當(dāng)電磁波在空間中傳播時(shí),電磁能也隨著一起傳播 D.電磁波的傳播速度與介質(zhì)無關(guān) 答案 C 解析 電磁波是變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)交替出現(xiàn)產(chǎn)生的.電場(chǎng)、磁場(chǎng)的傳播方向相互垂直,因此電磁波是橫波,故選項(xiàng)A錯(cuò);變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng),電場(chǎng)對(duì)電荷有力的作用,故選項(xiàng)B錯(cuò);電磁波傳播過程中,遇到導(dǎo)體能產(chǎn)生感應(yīng)電流,說明電磁波在傳播過程中也傳播能量,故C正確;電磁波傳播的速度與介質(zhì)有關(guān),在不同介質(zhì)中傳播的速度不同,故選項(xiàng)D錯(cuò). 3.類比是一種有效的學(xué)習(xí)方法,通過歸類和比較,有助于掌握新知識(shí),提高學(xué)習(xí)效率.在類比過程中,既要找出共同之處,又要抓住不同之處.某同學(xué)對(duì)機(jī)械波和電磁波進(jìn)行類比,總結(jié)出下列內(nèi)容,其中不正確的是( ) A.機(jī)械波的頻率、波長(zhǎng)和波速三者滿足的關(guān)系,對(duì)電磁波也適用 B.機(jī)械波和電磁波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象 C.機(jī)械波的傳播依賴于介質(zhì),而電磁波可以在真空中傳播 D.機(jī)械波既有橫波又有縱波,而電磁波只有縱波 答案 D 解析 機(jī)械波和電磁波有相同之處,也有本質(zhì)區(qū)別,如v=λf都適用,A說法對(duì);機(jī)械波和電磁波都可以產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象,B說法對(duì);機(jī)械波的傳播依賴于介質(zhì),電磁波可以在真空中傳播,C說法對(duì);機(jī)械波有橫波和縱波,而電磁波是橫波,D說法錯(cuò). 4.(多選)關(guān)于電磁波譜中各波段的特性及應(yīng)用的特性,下列說法正確的是( ) A.紅外遙感是利用了紅外線波長(zhǎng)較長(zhǎng)的特點(diǎn) B.一切物體都在不停地輻射紅外線,溫度越高,輻射越強(qiáng) C.驗(yàn)鈔機(jī)檢驗(yàn)鈔票真?zhèn)卫昧俗贤饩€的熒光作用 D.X射線可深入人的骨骼,殺死病變細(xì)胞 答案 ABC 解析 在人體內(nèi)殺死病變細(xì)胞是利用了γ射線的放射作用. 5.如圖3所示,i—t圖像表示LC振蕩回路的電流隨時(shí)間變化的圖像,在t=0時(shí)刻,回路中電容器的M板帶正電,在某段時(shí)間里,回路的磁場(chǎng)能在減小,而M板仍帶正電,則這段時(shí)間是圖中( ) 圖3 A.Oa段B.a(chǎn)b段C.bc段D.cd段 答案 D 解析 某段時(shí)間里,回路的磁場(chǎng)能在減小,說明回路中的電流正在減小,正在給電容器充電,而此時(shí)M帶正電,那么一定是給M極板充電,電流方向?yàn)轫槙r(shí)針.由題意知t=0時(shí),電容器開始放電,且M極板帶正電,結(jié)合i—t圖像可知,電流以逆時(shí)針方向?yàn)檎较颍虼诉@段時(shí)間內(nèi),電流為負(fù),且正在減小,符合條件的只有圖像中的cd段,故只有D正確.- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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