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1、第3章 电磁波 章末整合提升 一 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 稳定的磁场不产生电场 均匀变化的磁场产生恒定的电场 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 恒定的电场不产生磁场 均匀变化的电场产生恒定的磁场 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 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
2、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 答案D 例2一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1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 图1 解析当磁场均匀增强时 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
3、 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 答案B 二 LC回路振荡规律 周期及频率 1 LC回路中各量的变化规律电容器上的物理量 电量q 电场强度E 电场能EE 振荡线圈上的物理量 振荡电流i 磁感应强度B 磁场能EB 放电过程 q E EE i B EB 充电过程 q E EE i B EB 充电结束时q E EE最大 i B EB均为零放电结束时q E EE均为零 i B EB最大 2 电磁振荡的周期和频率 C对T的影响 C越大 振荡过程中无论是充电阶段 将C充至一定电压 还是放电阶段 将一定电压下的电容器C中的电荷量放完 其时间都相应地变长 从而使振荡周期T变长
4、 例3为了测量储罐中不导电液体的高度 将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器C置于储罐中 电容器可通过开关S与线圈L或电源相连 如图2所示 当开关从a拨到b时 由L与C构成的回路中产生周期T 2 的振荡电流 当罐中的液面上升时 图2 A 电容器的电容减小B 电容器的电容增大C LC回路的振荡频率减小D LC回路的振荡频率增大 答案BC 例4在LC振荡电路中 某时刻磁场方向如图3所示 则下列说法正确的是 A 若磁场正在减弱 则电容器上极板带正电B 若电容器正在充电 则电容器下极板带正电C 若电容器上极板带正电 则线圈中电流正增大D 若电容器正放电 则自感电动势正在阻碍电流增大 图3 解析由
5、电流的磁场方向和安培定则可判断振荡电流方向 由于题目中未标明电容器两极板带电情况 可分两种情况讨论 1 若该时刻电容器上极板带正电 则可知电容器处于放电阶段 电流增大 则C对 A错 2 若该时刻电容器下极板带正电 则可知电容器处于充电状态 电流在减小 则B对 由楞次定律可判定D对 答案BCD 三 电磁波的传播特点及应用 1 电磁波谱无线电波 红外线 可见光 紫外线 伦琴射线 X射线 射线等合起来 便构成了范围非常广阔的电磁波谱 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 都满足公式v f 它们在真空中的传播速度都是c 3 0 108m s
6、 它们的传播都可以不需要介质 各波段之间的区别并没有绝对的意义 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 例5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 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 射线的波长最短 故选项A错误 B正确 波长越短 频率越大的电磁波 其衍射现象越不明显 传播的直线性越好 遇到障碍物反射性越好 故C D正确 答案BCD
