电磁波和相对论巩固和提升1

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1、电磁波专题演练专题一：麦克斯韦电磁理论的主要内容1、变化的磁场产生电场麦克斯韦认为在变化的磁场周围产生电场，是一种普遍存在的现象，跟闭合电路是否存 在无关，导体环只是用来显示电流的存在(如下图所示)Bt说明:在变化的磁场中所产生的电场的电场线是闭合的理解：(1)均匀变化的磁场产生电场(2) 非均匀变化的磁场产生电场2、变化的电场产生磁场麦克斯韦认为:变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。根据麦克斯韦理论，在给电容器充电的时候，不仅导体中的电流 要产生磁场，而且在电容器两极板间变化着的电场周围也要产生磁 场理解：(1) 变化的电场产生稳定磁场(2) 变化的电场产

2、生变化磁场3、电磁波的特点：(1)电磁波是横波。电磁波中的电场和磁场相互垂直，电磁波的传播方向与二者的方向也垂直。甲HOO（、E乙a号TjjZ丙 /= 7-沿z轴传播的电磁波在某一时刻的波图象(2)电磁波在空间以一定的速度传播，v = t = f厂 RIIIIIIiii图18-11电磁波以一定速度在空间传播(为简单起见只画出了 E矢量)（3）电磁波在真空中的传播速度等于光在真空中的传播速度，即c=3.0X 108m/s（4）电磁波的传播过程就是电磁能的传播过程。（5）电磁波是物质波，真空中也能传播，能独立存在（与机械波不同）（6）具有反射、折射、干涉、衍射等波的一切特性【巩固练习题】例1、电磁

3、场理论预言了什么（）A、预言了变化的磁场能够在周围空间产生电场B、预言了变化的电场能够在周围产生磁场C、预言了电磁波的存在，电磁波在真空中的速度为光速D、预言了电能够产生磁，磁能够产生电例2、右上图中，内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于环口径的带正电的小 球，正以速率v0沿逆时针方向匀速转动。若在此空间突然加上竖直向上、磁感应强度B随 时间成正比例增加的变化磁场，设小球运动过程中的电量不变，那么（ ） f f B个A. 小球对玻璃环的压力不断增大B. 小球受到的磁场力不断增大：二=二二C. 小球先沿逆时针方向做减速运动，过一段时间后，沿顺时针方向做加速运动oD. 磁场力一直对小球不

4、做功例3、比较电磁波和机械波，下列说法正确的是（）A、电磁波可以在真空中传播，机械波的传播要依赖于介质B、电磁波是横波C、电磁波和声波都是纵波D、电磁波在有的介质中是横波，在有的介质中是纵波二、电磁振荡1、振荡电路和振荡电流物理上把大小和方向都随时间做周期性变化的电流，叫做振荡电流能够产生振荡电流 的电路叫做振荡电路.由自感线圈和电容器组成的振荡电路，称为LC回路.（如下图示）磁振荡抽象，过程复杂，难以理解，要抓住问题的本质、关键，即电场能和磁场能交替转化。L、C上的变化情况如下图所示。放电过程：在放电过程中，q （、u （、E电场J-i仁B仁E磁场能f，电容器的电场能电场能磁场能逐渐转变成线

5、圈的磁场能。放电结束时，q=0， E .场能=0，i最大，E磁场能最大，电场能完全电场能磁场能转化成磁场能。充电过程：在充电过程中，q仁u仁E电场能f-U、B （、E磁场能/，线圈的磁场能向电场能磁场能电容器的电场能转化。充电结束时，q、E电场能增为最大，i、E磁场能均减小到零，磁场能向电电场能磁场能场能转化结束。q=Q i=0m容c中点充 最大时 量、场电 电压最 电流为 为零。随 放qtq=0 i=Imq=Q着电蜀C逐渐电量Q,电压U）逐渐减小，而磁场能磁（电流i）将逐渐增大。磁3、阻尼振荡和无阻尼振荡（1）无阻尼振荡：在电磁振荡中，如果没 损失，振荡电流的振幅保持振荡叫做无阻尼振荡，也叫

6、做等幅振荡 电，c 电能 （带电，这种（2）阻尼振荡：任何电磁振荡电路中，总存在损耗，使振荡电流的振幅逐渐，这种振荡叫做阻尼振荡，或叫做减幅振荡.注意：（1）振荡电路中的能量损耗有一部分转化为内能（产生焦耳热），还有一部以电磁波 的形式向外辐射出去.（1）周期和频率：电磁振荡完成一 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.（2） 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）. LC回路的周期和频率只与电容和自感系数有关.公式：T=2兀、【LC1 f= 2 pLC【巩

7、固练习题】例1、如图所示是LC振荡电路中振荡电流与时间的关系图线，若电容器开始放电的时刻为 t=0，则下列说法中正确的是A. 在t=0时，线圈中的磁场能最小电容器中电场能最大 电容器放电结束B. 在 t=1s 时，C. 在 t=2s 时，电容器充电结束D.在 t=3s 时，例2、在LC振荡电路中，电流方向如图所示，且已知电流正在变小， 列说法中正确的是（）A. 电容器正在放电B.线圈中自感电动势正在增加C.磁场能正向电场能转化D. a板带负电 例3、如图所示，甲所示的LC振荡电路中，通过P点的电流变化规律如图乙，且把通过P点向右的电流方向规定为乙图中坐标i的正方向，贝U（）甲.乙A. 0.5l

8、s的时间内，电容器C正在充电B. 0.5ls的时间内，C的上板带正电C. 11.5s时间内，Q点比P点电势高D. 11.5s时间内，磁场能正在向电场能转化例4、在LC振荡电路中，用以下的哪种方法可以使振荡频率增大一倍（）A. 自感系数L和电容C都增大一倍B.自感系数L增大一倍，电容C减少一半C.自感系数L减少一半，电容C增大一倍D.自感系数L和电容C都减少一半例5、.LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，则A. 若磁场正在减弱，则电容器正在充电，电流由b向aB. 若磁场正在减弱，则电场能正在增大，电容器上板带负电C. 若磁场正在增强，则电场能正在减少，电容器上板带正电D. 若磁场正在增强，

9、则电容器正在充电，电流方向由a向b例6、右图为LC振荡电路中电容器板上的电量q随时间t变化的图线，由图 可知（）。A. 在t1时刻，电路中的磁场最小B. 从t1到t2，电路中的电流值不断变小C. 从t2到t3，电容器不断充电D. 在t4时刻，电容器的电场能最小 三、电磁波的发射和接收1、无线电波的发射： 要有效发射电磁波，振荡电路须具有如下特点：要有足够高的。振荡电路的 和必须分散到尽可能大的空间，这样才能有效地2. 采用什么手段可以有效的向外界发射电磁波？（改造LC振荡电路由闭合电路成开放电路）开路电路：为了发射电磁波，需要改进振荡电路。一方面 电容器极板间距离、正对面积；另一方面线圈的匝数

10、，以减少自感。这样既提高了振荡频率又将磁场和电场分散到较大空间。这种 电路叫做开放电路。调制:为了传送声音、文字、图象等信号，就要让电磁波随 着待传递的信号而改变。在电磁波发射过程中，使 叫做调制 常用的调制方式有调幅和调频两种:调幅：叫做调幅。用表示。调频： 叫做调频。用表示。2、无线电波的接收（1）.电谐振：当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率时，接收电路中产生的振荡电 （这种现象叫做电谐振，相当于机械振动中的共振）（2）调谐：使接收电路产生的过程叫做调谐，能够调谐的接收电路叫做调谐电路。右图是收音机内接收无线电波的调谐装置：通过改变可变电容的电容大小改变调谐电路的固有频率，进而使其

11、与 接收电台的电磁波频率相同，这个频率的电磁波就在调谐电路里激起较强 的感应电流，这样就选出了电台。（3）.解调：用调谐电路接收到的感应电流是调制的高频振荡电流，因此， 还要使声音或图像信号从高频电流中还原出来，这个过程 的 逆过程，调幅波的解调也叫检波是调制的逆过程，因此也叫做解调。检波以后信号再经过放大、重现，我们就可以听到和看到了。3、无线电波：支术上把波长大于（频率低于）的电磁波波段波长频率传播方式主要用途长波mm10 kHz100 kHz中波3 000 m200 m100 kHz1 500 kHz地波和 天波调幅（AM）中短波200 m50 m1500 kHz6 000 kHz短波m

12、m6MHz30 MHz微 波米波10 m1 m30MHz300MHz近似直线 传播调频（FM）分米波1 m0.1 m300 MHz3 000 MHz厘米波10 cm1 cm3 000 MHz30 000 MHz毫米波mmmm30000MHz300 000 MHz【巩固练习题】例1、一个LC接收回路，若要从接收较高频率的电磁波变到接收较低频率的电磁波，下列调节正确的是（）A. 增加谐振线圈的匝数B.在线圈中插入铁芯C.降低电源电压D.把可变电容器的动片适当旋进些例2、无线电广播中波段的波长范围为187560米，为了避免邻台干扰，两个相邻电台的频 率至少相差104赫，则在此波段中，最多能容纳的电台

13、数约：（）A、500 个B、100 个C、187 个D、20 个。例3、某防空雷达发射的电磁波频率为f=3X10aMHz，屏幕上尖形波显示，从发射到接受经历 时间At=0.4ms，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。例4、某雷达工作时，发射电磁波的波长A =20 cm,每秒脉冲数n=5000，每个脉冲持续时 间七=0.02p s,问电磁波的振荡频率为多少？最大的侦察距离是多少？四、电视和雷达（仅了解一下即可）电视1. 历史：1927年英国的发明家贝尔德首次在伦敦公开表演了远处传来的活动图像2原理：简单地说：电视信号是电视台先把影像信号转变为可以发射的，发射出去后被

14、接收的电信号通过，被还原为光的图象重现荧光屏。3. 电视信号的发送：在电视发射端，用摄像管将光信号转换为，对高频振荡进行，然后通过天线把带有信号的电磁波发射出去。（包括伴音）4. 电视信号的接收：接收端通过、将电信号送到显像管，由显象管将还原成图像，接收端同时将伴音信号还原成声音。5电视传递的是活动景象：摄像机每秒要传送25张画面，电视接收机也以相同的速率在荧117-38根据两平脉冲的间隔 可以直接读出障碍物的距离光屏上显现这些画面，由于更换迅速和视觉暂留，人感觉到的便是活 动影像。雷达工作原理1. 雷达：利用来测定物体位置的无线电设备。2. 原理：雷达是利用电磁波遇到障碍物发射与接收之间的时间差， 计算出物体的距离。3. 理解：（1）雷达既是无线电波的发射端，又是无线电波的（2）雷达使用的无线电波是直线性好、反射性能强的波段雷达发射的的无线电波，即脉冲，每次发射时间约为10-6S【巩固练习题】例1、中央电视台第一套节目的频率为52.5MHz （1MHz=106Hz）,电磁波在真空中的传播速度（填“大于” “等于”或“小于”光在真空中的传播速度，其速度大小为m/s