《福建省长泰一中高三物理 第十一章 第4讲 电磁场与电磁波相对论简介复习课件 新人教版选修34》由会员分享，可在线阅读，更多相关《福建省长泰一中高三物理 第十一章 第4讲 电磁场与电磁波相对论简介复习课件 新人教版选修34（58页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第4讲 电磁场与电磁波相对论简介考点考点 1 1 电磁场与电磁波电磁场与电磁波1.1.麦克斯韦理论麦克斯韦理论(1)(1)变化的磁场产生变化的磁场产生_._.(2)(2)变化的电场产生变化的电场产生_._.(3)(3)变化的电场和磁场总是相互联系的，形成变化的电场和磁场总是相互联系的，形成_._.电场电场磁场磁场电磁场电磁场2.2.电磁波的形成和传播特点电磁波的形成和传播特点(1)(1)电磁场由近及远的传播而形成电磁场由近及远的传播而形成_._.(2) _(2) _从理论上预言了电磁波的存在，从理论上预言了电磁波的存在，_用实验用实验成功地证实了电磁波的存在成功地证实了电磁波的存在电磁波电磁波
2、麦克斯韦麦克斯韦赫兹赫兹(3)(3)电磁波的特点电磁波的特点. .电磁波在空间传播电磁波在空间传播_介质；介质；电磁波中的磁感应强度方向和电场强度的方向与传播电磁波中的磁感应强度方向和电场强度的方向与传播方向方向_，电磁波是，电磁波是_._.电磁波传播电磁场的电磁波传播电磁场的_._.电磁波能发生反射、折射、电磁波能发生反射、折射、_、_、多普勒效应等现象、多普勒效应等现象. .(4)(4)电磁波在真空中的传播速度为电磁波在真空中的传播速度为_._. 不需要不需要垂直垂直横波横波能量能量干涉干涉衍射衍射3.03.010108 8 m/s m/s1.1.对电磁理论的进一步认识对电磁理论的进一步认
3、识(1)(1)恒定的磁恒定的磁( (电电) )场不能产生电场不能产生电( (磁磁) )场场. .(2)(2)变化的磁变化的磁( (电电) )场产生电场产生电( (磁磁) )场场. .(3)(3)均匀变化的磁均匀变化的磁( (电电) )场产生稳定的电场产生稳定的电( (磁磁) )场场. .(4)(4)周期性变化即振荡的磁周期性变化即振荡的磁( (电电) )场产生同频率的周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的电( (磁磁) )场场. .(5)(5)周期性变化的电场和周期性变化的磁场相互联系，形成一个周期性变化的电场和周期性变化的磁场相互联系，形成一个不可分离的统一的场，就是电磁场不可分离的统一的
4、场，就是电磁场(6)(6)变化磁场在周围空间产生的电场为感应电场变化磁场在周围空间产生的电场为感应电场( (也叫涡旋电场也叫涡旋电场) )，与由电荷激发的静电场不同，它的电场线是闭合的，它的存，与由电荷激发的静电场不同，它的电场线是闭合的，它的存在与空间有无导体或闭合电路无关在与空间有无导体或闭合电路无关. .(7)(7)电磁场是一个动态的整体，电场与磁场不可分割，其磁感线电磁场是一个动态的整体，电场与磁场不可分割，其磁感线和电场线都是闭合曲线；如果把静电场与静磁场在同一个区域和电场线都是闭合曲线；如果把静电场与静磁场在同一个区域叠加，不能形成电磁场叠加，不能形成电磁场. . 2.2.电磁波与
5、机械波的比较电磁波与机械波的比较电电 磁磁 波波机机 械械 波波对象对象电磁现象电磁现象力学现象力学现象产生产生由周期性变化的电场、磁场产生，传播不由周期性变化的电场、磁场产生，传播不需要介质需要介质由质点的振动产生，需要介质进行由质点的振动产生，需要介质进行传播传播周期性周期性电场强度电场强度E E和磁感应强度和磁感应强度B B随时间和空间做随时间和空间做周期性变化周期性变化介质中各质点的位移随时间和空间介质中各质点的位移随时间和空间做周期性变化做周期性变化分类分类横波横波横波或纵波横波或纵波波速波速真空中速真空中速度最大等于光速度最大等于光速空气中速度很小空气中速度很小传播传播电磁能电磁能
6、机械能机械能关于麦克斯韦电磁场理论，下面几种说法正确的是关于麦克斯韦电磁场理论，下面几种说法正确的是( )( )A A在电场周围空间一定产生磁场在电场周围空间一定产生磁场B B任何变化的电场周围空间一定产生变化的磁场任何变化的电场周围空间一定产生变化的磁场C C均匀变化的电场周围空间能产生变化的磁场均匀变化的电场周围空间能产生变化的磁场D D振荡电场在它的周围空间一定产生同频率的振荡磁场振荡电场在它的周围空间一定产生同频率的振荡磁场【解析】【解析】选选D. D. 恒定的电场周围不能产生磁场，恒定的电场周围不能产生磁场，A A错；变化的电错；变化的电场周围一定产生磁场，如果电场是均匀变化的，产生
7、的磁场是场周围一定产生磁场，如果电场是均匀变化的，产生的磁场是恒定的，恒定的，B B、C C错；如果电场是周期性变化的，将产生同频率变错；如果电场是周期性变化的，将产生同频率变化的磁场，化的磁场， D D对对 考点考点 2 2 电磁波的产生、发射和接收电磁波的产生、发射和接收1.1.振荡电路振荡电路(1)(1)作用：产生大小和方向都做作用：产生大小和方向都做_变化的电流，从而变化的电流，从而产生产生_变化的电场和磁场变化的电场和磁场. .(2)(2)特点特点振荡频率振荡频率_；采用采用_._.周期性周期性周期性周期性足够高足够高开放电路开放电路2.2.无线电波的调制无线电波的调制使电磁波随各种
8、信号而改变，有使电磁波随各种信号而改变，有_和和_两种方式两种方式. .3.3.无线电波的接收无线电波的接收(1)(1)电谐振：接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相电谐振：接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的同时，接收电路中产生的_最强最强(2)(2)调谐：使接收电路产生调谐：使接收电路产生_的过程的过程(3)(3)检波：从高频振荡中检波：从高频振荡中“检检”出所携带的信号，是出所携带的信号，是_的逆的逆过程过程(4)(4)无线电波的应用：如电视和雷达等无线电波的应用：如电视和雷达等调幅调幅调频调频振荡电流振荡电流电谐振电谐振调制调制4.4.电磁波谱电磁波谱电
9、磁波是一个庞大的家族，按照频率从小到大的电磁波谱为无电磁波是一个庞大的家族，按照频率从小到大的电磁波谱为无线电波、线电波、_、可见光、可见光、_、X X射线、射线、射线不同电射线不同电磁波产生机理不同，它们各具特色，使人们生活充满色彩磁波产生机理不同，它们各具特色，使人们生活充满色彩红外线红外线紫外线紫外线电磁波谱的分析与应用电磁波谱的分析与应用电磁电磁波谱波谱特性特性应用应用真空中真空中波长波长/m/m频率频率/Hz/Hz递变递变规律规律无线无线电波电波波动性强，波动性强，易发生衍射易发生衍射无线电技术无线电技术1010-3-33310101111红外线红外线热效应热效应红外线红外线遥感遥感
10、1010-3-31010-7-71010111110101515波波 粒粒动动 子子性性 性性减减 增增弱弱 强强电磁电磁波谱波谱特性特性应用应用真空中真空中波长波长/m/m频率频率/Hz/Hz递变递变规律规律可见光可见光引起视觉引起视觉照明、摄影照明、摄影1010-7-710101515紫外线紫外线化学效应、荧化学效应、荧光效应、能杀光效应、能杀菌菌医用消毒、医用消毒、防伪防伪1010-7-71010-9-91010151510101717X X射线射线贯穿性强贯穿性强检查、医用检查、医用透视透视1010-8-81010-11-111010161610101919射线射线贯穿性贯穿性最强最强
11、工业探伤、医用治工业探伤、医用治疗疗1010101919波波 粒粒动动 子子性性 性性减减 增增弱弱 强强(2012(2012南京模拟南京模拟) )关于电磁波谱，下列说法中错误的是关于电磁波谱，下列说法中错误的是( )( )A A红外线比红光波长长，它的热作用很强红外线比红光波长长，它的热作用很强B BX X射线就是伦琴射线射线就是伦琴射线C C阴极射线是一种频率极高的电磁波阴极射线是一种频率极高的电磁波D D紫外线的波长比伦琴射线长，它的显著作用是荧光效应紫外线的波长比伦琴射线长，它的显著作用是荧光效应【解析】【解析】选选C. C. 在电磁波谱中，红外线的波长比可见光长，而在电磁波谱中，红外
12、线的波长比可见光长，而红光属于可见光，红光属于可见光，A A对；阴极射线与电磁波有着本质不同，电对；阴极射线与电磁波有着本质不同，电磁波在电场、磁场中不偏转，而阴极射线在电场、磁场中会偏磁波在电场、磁场中不偏转，而阴极射线在电场、磁场中会偏转，电磁波在真空中的速度是转，电磁波在真空中的速度是3 310108 8 m/s m/s，而阴极射线的速度，而阴极射线的速度总是小于总是小于3 310108 8 m/s m/s，阴极射线的实质是高速电子流，阴极射线的实质是高速电子流，C C错；错；X X射线就是伦琴射线，是高速电子流射到固体上产生的一种波长射线就是伦琴射线，是高速电子流射到固体上产生的一种波
13、长很短的电磁波，很短的电磁波，B B对；紫外线的显著作用是荧光效应，而伦琴对；紫外线的显著作用是荧光效应，而伦琴射线的显著作用是穿透作用，射线的显著作用是穿透作用，D D对，故选对，故选C.C. 考点考点 3 3 相对论简介相对论简介1.1.狭义相对论的两个基本原理狭义相对论的两个基本原理(1)(1)相对性原理：所有惯性系中，物理规律都是相对性原理：所有惯性系中，物理规律都是_._.(2)(2)光速不变原理：相对于所有的惯性参考系，真空中的光光速不变原理：相对于所有的惯性参考系，真空中的光速是速是_2.2.“钟慢尺缩钟慢尺缩”效应效应(1)(1)时间间隔的相对性：时间间隔的相对性：t=_.t=
14、_.(2)(2)长度的相对性：长度的相对性：l=_.=_.相同的相同的相等的相等的3.3.狭义相对论的其他结论狭义相对论的其他结论(1)(1)质量与速度的关系：质量与速度的关系：m=_.m=_.(2)(2)能量与速度的关系：能量与速度的关系：E=_.E=_.(3)(3)质能方程：质能方程：EE0 0=_.E=_.=_.E=_.m m0 0c c2 2mcmc2 2对对“钟慢尺缩钟慢尺缩”效应的进一步认识效应的进一步认识1.1.“同时同时”的相对性的相对性(1)(1)由光速不变原理得到不同的时间间隔即对于运动的火车上同由光速不变原理得到不同的时间间隔即对于运动的火车上同时发生的两个事件，对于地面
15、上的观察者就不是同时的；时发生的两个事件，对于地面上的观察者就不是同时的；(2)(2)地面上同时发生的两个事件，对于运动的火车上的观察者也地面上同时发生的两个事件，对于运动的火车上的观察者也不是同时的不是同时的. .2.2.“钟慢尺缩钟慢尺缩”效应效应(1)(1)运动时钟变慢是对两个不同惯性系进行时间比较的一种效运动时钟变慢是对两个不同惯性系进行时间比较的一种效应，不要误认为是时钟的结构或精度因运动而发生了变化，在应，不要误认为是时钟的结构或精度因运动而发生了变化，在它们上面的观察者都将发现对方的钟变慢了它们上面的观察者都将发现对方的钟变慢了, , 运动时钟变慢完运动时钟变慢完全是相对的全是相
16、对的. .(2)(2)长度的相对性长度的相对性( (动尺缩短动尺缩短).).是是“同时同时”的相对性带来的一个普遍的时空属性，它与物体的相对性带来的一个普遍的时空属性，它与物体的具体组成和结构无关，物体运动速度越接近光速，这种收缩的具体组成和结构无关，物体运动速度越接近光速，这种收缩效应就变得越显著效应就变得越显著. .长度缩短效应只发生在相对运动的方向上，在垂直于运动方长度缩短效应只发生在相对运动的方向上，在垂直于运动方向上，杆的长度没有变化，这种长度的变化是相对的，如果两向上，杆的长度没有变化，这种长度的变化是相对的，如果两条平行的杆在沿自己的长度方向上做相对运动，与它们一起运条平行的杆在
17、沿自己的长度方向上做相对运动，与它们一起运动的两位观察者都会认为对方的杆缩短了动的两位观察者都会认为对方的杆缩短了. . 属于狭义相对论基本假设的是：在不同的惯性系中属于狭义相对论基本假设的是：在不同的惯性系中( )( )A.A.真空中光速不变真空中光速不变B.B.时间间隔具有相对性时间间隔具有相对性C.C.物体的质量不变物体的质量不变D.D.物体的能量与质量成正比物体的能量与质量成正比【解析】【解析】选选A. A. 狭义相对论的两条基本假设是狭义相对性原理和狭义相对论的两条基本假设是狭义相对性原理和光速不变原理，光速不变原理，A A正确；正确；B B是在光速不变原理基础上得出的时间是在光速不
18、变原理基础上得出的时间的相对性，的相对性，C C、D D是质速关系和质能关系，且在不同的惯性系中，是质速关系和质能关系，且在不同的惯性系中，质量不同，质量不同，C C错，错，B B、C C、D D都不属于基本假设，故选都不属于基本假设，故选A.A.热点考向热点考向 1 1 麦克斯韦理论的应用麦克斯韦理论的应用【例证【例证1 1】(2012(2012三明模拟三明模拟) )如图所示是一个水平放置的玻璃环如图所示是一个水平放置的玻璃环形小槽，槽内光滑，槽的宽度和深度处处相同，现将一直径略形小槽，槽内光滑，槽的宽度和深度处处相同，现将一直径略小于槽的宽度的带正电的小球放入槽内，小球以初速度小于槽的宽度
19、的带正电的小球放入槽内，小球以初速度v v0 0开始开始逆时针运动，与此同时有一个变化的磁场竖直向下穿过小槽包逆时针运动，与此同时有一个变化的磁场竖直向下穿过小槽包围的空间，已知磁场均匀增大，小球在运动过程中带电量不变，围的空间，已知磁场均匀增大，小球在运动过程中带电量不变，则则( )( )A A小球动能不变小球动能不变B B小球动能增加小球动能增加C C磁场力对小球做功磁场力对小球做功D D小球受到的磁场力不变小球受到的磁场力不变【解题指南】【解题指南】解答本题应注意以下两点：解答本题应注意以下两点：(1)(1)将玻璃环假设为一个闭合回路将玻璃环假设为一个闭合回路. .(2)(2)据电磁场理
20、论判断感应电场的方向，从而分析做功情况据电磁场理论判断感应电场的方向，从而分析做功情况. .【规范解答】【规范解答】选选B.B.由麦克斯韦电磁场理论知均匀变化的磁场由麦克斯韦电磁场理论知均匀变化的磁场产生恒定的电场，据楞次定律可知产生的电场为逆时针方向，产生恒定的电场，据楞次定律可知产生的电场为逆时针方向，电场力与初速度方向一致，电场力对小球做正功，动能增加，电场力与初速度方向一致，电场力对小球做正功，动能增加，A A错错B B对；洛伦兹力始终不做功，对；洛伦兹力始终不做功，C C错；又据错；又据F F洛洛qvBqvB知小球受知小球受到的磁场力不断增大，到的磁场力不断增大，D D错错 【互动探
21、究】【互动探究】若小球的带电量为若小球的带电量为q q，玻璃环半径为，玻璃环半径为R R，磁场随时，磁场随时间的变化规律是间的变化规律是B=ktB=kt，则小球沿玻璃环运动一周，动能增加多，则小球沿玻璃环运动一周，动能增加多少？少？【解析】【解析】由麦克斯韦电磁场理论可知，当磁场的磁感应强度线由麦克斯韦电磁场理论可知，当磁场的磁感应强度线性增强时，小球所处的环内感应电场产生感应电动势，设该电性增强时，小球所处的环内感应电场产生感应电动势，设该电动势为动势为E E，由法拉第电磁感应定律得，由法拉第电磁感应定律得 则则小球在环中运动一周的过程中被电场加速做功为小球在环中运动一周的过程中被电场加速做
22、功为W=qE=W=qE=qkRqkR2 2，因此小球动能增加量为，因此小球动能增加量为qkRqkR2 2. .答案：答案：qkRqkR2 2【总结提升】【总结提升】变化的磁场感应出电场的分析思路变化的磁场感应出电场的分析思路(1)(1)由麦克斯韦的电磁场理论可知变化的磁场会产生电场，且由麦克斯韦的电磁场理论可知变化的磁场会产生电场，且感应出的电场的电场线是闭合的，能够对处在此电场中的带电感应出的电场的电场线是闭合的，能够对处在此电场中的带电粒子做功，因此可假设一个闭合回路粒子做功，因此可假设一个闭合回路. .(2)(2)利用楞次定律判定感应电流的方向，从而确定该处的电场利用楞次定律判定感应电流
23、的方向，从而确定该处的电场方向，进一步判断感应电场对带电粒子的做功问题方向，进一步判断感应电场对带电粒子的做功问题. .【变式备选】【变式备选】如图所示，在一个小的如图所示，在一个小的圆形区域圆形区域O O内有一垂直于纸面向里的匀内有一垂直于纸面向里的匀强磁场，当磁场的磁感应强度强磁场，当磁场的磁感应强度B B增加时，增加时，它在该区域的右侧它在该区域的右侧P P点感应出的电场强点感应出的电场强度的方向是度的方向是( )( )A A在纸面内向上在纸面内向上B B在纸面内向下在纸面内向下C C垂直纸面向里垂直纸面向里D D垂直纸面向外垂直纸面向外【解析】【解析】选选A.A.根据麦克斯韦电磁场理论
24、，变化的磁场将产生根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场将产生电场，根据右手定则可判断形成的电场线为逆时针方向，所电场，根据右手定则可判断形成的电场线为逆时针方向，所以以P P点场强方向在纸面内向上点场强方向在纸面内向上热点考向热点考向 2 2 机械波与电磁波的异同机械波与电磁波的异同【例证【例证2 2】有两部手机有两部手机A A和和B B，当用手机，当用手机A(A(或或B)B)拨打拨打B(B(或或A)A)的号的号码时，既能听到手机码时，既能听到手机B(B(或或A)A)的铃声，又能看到的铃声，又能看到B(B(或或A)A)的显示的显示屏上显示出屏上显示出A(A(或或B)B)的号码的号码. .现将手机
25、现将手机A A放到一个透明的玻璃罩放到一个透明的玻璃罩内，并将其内部抽成真空，再用手机内，并将其内部抽成真空，再用手机B B拨打手机拨打手机A A，则下列说，则下列说法正确的是法正确的是( )( )A.A.既能听到既能听到A A的铃声，又能看到的铃声，又能看到A A的显示屏上显示出的显示屏上显示出B B的号码的号码B.B.能听到能听到A A的铃声，但不能看到的铃声，但不能看到A A的显示屏上显示出的显示屏上显示出B B的号码的号码C.C.不能听到不能听到A A的铃声，但能看到的铃声，但能看到A A的显示屏上显示出的显示屏上显示出B B的号码的号码D.D.既不能听到既不能听到A A的铃声，也不能
26、看到的铃声，也不能看到A A的显示屏显示出的显示屏显示出B B的号码的号码【解题指南】【解题指南】解答本题应明确以下两点：解答本题应明确以下两点：(1)(1)手机接收的信号是电磁波手机接收的信号是电磁波. .(2)(2)手机的铃声是机械波手机的铃声是机械波. .【自主解答】【自主解答】选选C.C.电磁波传播不需要介质，因此电磁波传播不需要介质，因此A A能接收呼叫能接收呼叫信号，故显示屏显示信号，故显示屏显示B B的号码，但由于处在真空中，没有介质的号码，但由于处在真空中，没有介质不能形成机械波，故喇叭的振动不能形成声波，故选不能形成机械波，故喇叭的振动不能形成声波，故选C.C.【总结提升】【
27、总结提升】解答本题的关键是要区分各种信号传播的条件，解答本题的关键是要区分各种信号传播的条件，能对机械波与电磁波的异同加以区分，对易错选项及错误原因能对机械波与电磁波的异同加以区分，对易错选项及错误原因具体分析如下：具体分析如下：易错角度易错角度错误原因错误原因易错选易错选A A选易错选项选易错选项A A主要原因是认为电磁波的传播不需要介质，因此手机主要原因是认为电磁波的传播不需要介质，因此手机A A能收能收到信号，但不知手机发声是喇叭振动到信号，但不知手机发声是喇叭振动, ,需要介质的传播才能形成声波，需要介质的传播才能形成声波，才能听到铃声才能听到铃声【变式训练】【变式训练】关于以下几种电
28、磁波的作用，说法错误的是关于以下几种电磁波的作用，说法错误的是( )( )A.A.传染病高发时期在机场、码头、车站等交通出口处，使用红传染病高发时期在机场、码头、车站等交通出口处，使用红外线热像仪检测通过它的发热病人，是利用了物体在不同温度外线热像仪检测通过它的发热病人，是利用了物体在不同温度下发射的红外线的频率和强度不同下发射的红外线的频率和强度不同B B刑侦上用紫外线拍摄指纹照片，因为紫外线波长短，分辨刑侦上用紫外线拍摄指纹照片，因为紫外线波长短，分辨率高率高C C红外线遥感技术是利用了红外线的显著热效应红外线遥感技术是利用了红外线的显著热效应D D验钞机之所以利用紫外线验钞是因为紫外线具
29、有荧光效应验钞机之所以利用紫外线验钞是因为紫外线具有荧光效应【解析】【解析】选选C. C. 物体的温度越高，它辐射的红外线越强，波长物体的温度越高，它辐射的红外线越强，波长越短，红外线热像仪利用物体在不同温度下发射的红外线的越短，红外线热像仪利用物体在不同温度下发射的红外线的频率和强度不同检测通过它的发热病人，选项频率和强度不同检测通过它的发热病人，选项A A正确；因为紫正确；因为紫外线波长短，用紫外线拍摄指纹照片，分辨率高，选项外线波长短，用紫外线拍摄指纹照片，分辨率高，选项B B正确；正确；红外线遥感技术是利用灵敏的红外线探测仪接收物体发射的红外线遥感技术是利用灵敏的红外线探测仪接收物体发
30、射的红外线探知物体的特征，选项红外线探知物体的特征，选项C C错误；紫外线具有荧光效应，错误；紫外线具有荧光效应，紫外线照射钞票上荧光物质印刷的文字可发出可见光，选项紫外线照射钞票上荧光物质印刷的文字可发出可见光，选项D D正确正确. .热点考向热点考向 3 3 狭义相对论的理解狭义相对论的理解【例证【例证3 3】(2011(2011江苏高考江苏高考) )如图如图所示，沿平直铁路线有间距相等的所示，沿平直铁路线有间距相等的三座铁塔三座铁塔A A、B B和和C.C.假想有一列车沿假想有一列车沿ACAC方向以接近光速行驶，当铁塔方向以接近光速行驶，当铁塔B B发出一个闪光，列车上的观测者测得发出一
31、个闪光，列车上的观测者测得A A、C C两铁塔被照亮的顺序两铁塔被照亮的顺序是是( )( ) A.A.同时被照亮同时被照亮B.AB.A先被照亮先被照亮C.CC.C先被照亮先被照亮D.D.无法判断无法判断【解题指南】【解题指南】解答本题应明确以下两点：解答本题应明确以下两点：(1)(1)列车是高速运行，相对论效应开始显现列车是高速运行，相对论效应开始显现. .(2)(2)狭义相对论中同时的相对性狭义相对论中同时的相对性. .【规范解答】【规范解答】选选C.C.列车上的观察者看到的是由列车上的观察者看到的是由B B出发后经过出发后经过A A和和C C反射的光，由于列车在这段时间内向反射的光，由于列
32、车在这段时间内向C C运动，靠近运动，靠近C,C,而远而远离离A,A,所以所以C C的反射光先到达列车上的观察者，看到的反射光先到达列车上的观察者，看到C C先被照亮，先被照亮，故只有故只有C C正确正确. .【总结提升】【总结提升】相对论问题的分析思路相对论问题的分析思路分析相对论问题的基本方法是狭义相对论的两个基本原理及基分析相对论问题的基本方法是狭义相对论的两个基本原理及基本关系，因此复习过程中要熟记两个基本原理、理解时间和空本关系，因此复习过程中要熟记两个基本原理、理解时间和空间的相对性，知道质速关系、质能关系、相对论质能关系式，间的相对性，知道质速关系、质能关系、相对论质能关系式，应
33、该认识到经典物理的绝对时空观是相对论时空观在速度远小应该认识到经典物理的绝对时空观是相对论时空观在速度远小于光速条件下的一种情形于光速条件下的一种情形. . 【变式训练】【变式训练】(2013(2013福州模拟福州模拟) )某宇航员要到离地球某宇航员要到离地球1010光年光年的星球上去旅行，如果希望把这路程缩短为的星球上去旅行，如果希望把这路程缩短为8 8光年，则他所乘光年，则他所乘坐的飞船相对地球的速度为坐的飞船相对地球的速度为( )( )A.0.5c B.0.6c C.0.8c D.0.9cA.0.5c B.0.6c C.0.8c D.0.9c【解析】【解析】选选B.B.据长度的相对性据长
34、度的相对性 将将l=8=8光年，光年，l0 0= =1010光年代入式中可得光年代入式中可得v=0.6cv=0.6c，故选，故选B.B.考查内容考查内容与电磁场理论相联系的实际问题与电磁场理论相联系的实际问题【例证】【例证】电子感应加速器是利用变化磁场产生的电场来加速电电子感应加速器是利用变化磁场产生的电场来加速电子的如图所示，在圆形磁铁的两极之间有一环形真空室，用子的如图所示，在圆形磁铁的两极之间有一环形真空室，用交变电流作电源充磁的电磁铁在两极间产生交变磁场，从而在交变电流作电源充磁的电磁铁在两极间产生交变磁场，从而在环形室内产生很强的电场，使电子加速被加速的电子同时在环形室内产生很强的电
35、场，使电子加速被加速的电子同时在洛伦兹力的作用下沿圆形轨道运动，设法把高能电子引入靶洛伦兹力的作用下沿圆形轨道运动，设法把高能电子引入靶室，能使其进一步加速在一个半径为室，能使其进一步加速在一个半径为r r0.84 m0.84 m的电子感应的电子感应加速器中，电子在被加速的加速器中，电子在被加速的4.24.21010-3-3 s s时间内获得的能量为时间内获得的能量为120 MeV120 MeV，这期间电子轨道内的高频交变磁场是线性变化的，磁，这期间电子轨道内的高频交变磁场是线性变化的，磁通量从零增加到通量从零增加到1.8 Wb1.8 Wb，求：，求：(1)(1)电子在环形真空室中共绕行了多少
36、周？电子在环形真空室中共绕行了多少周？(2)(2)有人说，根据麦克斯韦电磁场理论及法拉第电磁感应定律，有人说，根据麦克斯韦电磁场理论及法拉第电磁感应定律，电子感应加速器要完成电子的加速过程，电子轨道内的高频交电子感应加速器要完成电子的加速过程，电子轨道内的高频交变磁场也可以是线性减弱的，效果将完全一样，你同意吗？请变磁场也可以是线性减弱的，效果将完全一样，你同意吗？请简述理由简述理由【规范解答】【规范解答】(1)(1)由麦克斯韦电磁场理论可知，当磁场的磁感由麦克斯韦电磁场理论可知，当磁场的磁感应强度线性增强时，电子所处的环形真空室内产生感应电动应强度线性增强时，电子所处的环形真空室内产生感应电
37、动势，设该电动势为势，设该电动势为E E，由法拉第电磁感应定律得，由法拉第电磁感应定律得则电子在环形真空室中运动一周的过程中被电场加速做功为则电子在环形真空室中运动一周的过程中被电场加速做功为那么获得那么获得120 MeV120 MeV的能量需绕行的周数为的能量需绕行的周数为n nE/ WE/ W0 0= = 周周2.82.810105 5周周(2)(2)不同意尽管交变磁场线性减弱也可以产生等大的电动势不同意尽管交变磁场线性减弱也可以产生等大的电动势使电子加速，但减弱的磁场不能提供越来越大的洛伦兹力以使电子加速，但减弱的磁场不能提供越来越大的洛伦兹力以维持做加速运动的电子绕行时所需的向心力，且
38、方向也发生维持做加速运动的电子绕行时所需的向心力，且方向也发生变化变化答案：答案：(1)2.8(1)2.810105 5周周 (2)(2)见规范解答见规范解答1.1.电磁波包含了电磁波包含了射线、红外线、紫外线、无线电波等，按波射线、红外线、紫外线、无线电波等，按波长由长到短的排列顺序是长由长到短的排列顺序是( )( )A.A.无线电波、红外线、紫外线、无线电波、红外线、紫外线、射线射线B.B.红外线、无线电波、红外线、无线电波、射线、紫外线射线、紫外线C.C.射线、红外线、紫外线、无线电波射线、红外线、紫外线、无线电波D.D.紫外线、无线电波、紫外线、无线电波、射线、红外线射线、红外线【解析
39、】【解析】选选A.A.常见的电磁波按波长从长到短的排列顺序是：无常见的电磁波按波长从长到短的排列顺序是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、线电波、红外线、可见光、紫外线、X X射线、射线、射线，故选射线，故选A.A. 2.2.某电路中电场随时间变化的图象如图所示，能发射电磁波的某电路中电场随时间变化的图象如图所示，能发射电磁波的电场是电场是( )( ) 【解析】【解析】选选D.D.周期性变化的电场才能产生周期性变化的磁场，周期性变化的电场才能产生周期性变化的磁场，均匀变化的电场产生稳定的磁场，振荡的电场产生同频率振荡均匀变化的电场产生稳定的磁场，振荡的电场产生同频率振荡的磁场，故的磁场，故D
40、D对对. .3.3.关于电磁波，下列说法正确的是关于电磁波，下列说法正确的是( )( )A A雷达是用雷达是用X X光来测定物体位置的设备光来测定物体位置的设备B B使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调C C用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光可见光D D周期性变化的电场可以产生变化的磁场周期性变化的电场可以产生变化的磁场【解析】【解析】选选D.D.雷达是利用微波来定位的，雷达是利用微波来定位的，A A错；使电磁波随各种错；使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制，信号而改变的技术叫调
41、制，B B错；钞票是利用紫外线的荧光作用，错；钞票是利用紫外线的荧光作用，C C错；根据麦克斯韦电磁场理论，周期性变化的电场可以产生变错；根据麦克斯韦电磁场理论，周期性变化的电场可以产生变化的磁场，化的磁场，D D对对 4.(20124.(2012丰台模拟丰台模拟) )下列关于电磁波的说法正确的是下列关于电磁波的说法正确的是( )( )A.A.麦克斯韦提出了电磁波理论，并用实验证实了电磁波的存在麦克斯韦提出了电磁波理论，并用实验证实了电磁波的存在B. B. 各种电磁波在真空中的传播速度与光速一样，为各种电磁波在真空中的传播速度与光速一样，为3 310108 8 m/s m/s C. C. 经过
42、调幅后的电磁波是横波，经过调频后的电磁波是纵波经过调幅后的电磁波是横波，经过调频后的电磁波是纵波D. D. 红外线是波长比可见光波长还长的电磁波，常用于医院和食红外线是波长比可见光波长还长的电磁波，常用于医院和食品消毒品消毒【解析】【解析】选选B.B.麦克斯韦提出了电磁波理论，赫兹用实验证实了麦克斯韦提出了电磁波理论，赫兹用实验证实了电磁波的存在，电磁波的存在，A A错；电磁波在真空中的传播速度与光速一样，错；电磁波在真空中的传播速度与光速一样，B B对；经过调幅或调频后的电磁波都是横波，对；经过调幅或调频后的电磁波都是横波，C C错；紫外线常用错；紫外线常用于医院和食品消毒，于医院和食品消毒
43、，D D错错. . 5.(20135.(2013聊城模拟聊城模拟) )如图所示，强强乘坐速度为如图所示，强强乘坐速度为0.9c(c0.9c(c为光速为光速) )的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为的宇宙飞船追赶正前方的壮壮，壮壮的飞行速度为0.5c0.5c，强强，强强向壮壮发出一束光进行联络，则壮壮观测到该光束的传播速度向壮壮发出一束光进行联络，则壮壮观测到该光束的传播速度为为( )( )A A0.4c B0.4c B0.5c C0.5c C0.9c D0.9c D1.0c1.0c【解析】【解析】选选D.D.根据光速不变原理可知：真空中的光速在不同的根据光速不变原理可知：真空中的光速在
44、不同的惯性参考系中都是相同的，故惯性参考系中都是相同的，故D D正确正确. .6.(20126.(2012镇江模拟镇江模拟) )对相对论的基本认识，下列说法正确的对相对论的基本认识，下列说法正确的是是( )( )A A相对论认为：真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的相对论认为：真空中的光速在不同惯性参考系中都是相同的B B爱因斯坦通过质能方程阐明了质量就是能量爱因斯坦通过质能方程阐明了质量就是能量C C在高速运动的飞船中的宇航员会发现飞船中的钟走得比地球在高速运动的飞船中的宇航员会发现飞船中的钟走得比地球上的慢上的慢D D我们发现竖直向上高速运动的球在水平方向上变扁了我们发现竖直向上高速运
45、动的球在水平方向上变扁了【解析】【解析】选选A. A. 爱因斯坦质能方程阐明了质量和能量的相互联系，爱因斯坦质能方程阐明了质量和能量的相互联系，质量和能量是物体存在的两种形式，质量和能量是不同的概念，质量和能量是物体存在的两种形式，质量和能量是不同的概念，B B错；再由相对论的基本原理可知，错；再由相对论的基本原理可知，A A对，根据相对论效应对，根据相对论效应, ,宇航宇航员感觉到飞船中的钟走得比地球上的快员感觉到飞船中的钟走得比地球上的快, ,竖直向上高速运动的球竖直向上高速运动的球在竖直方向上变扁在竖直方向上变扁, ,故故C C、D D错错 7.(20127.(2012扬州模拟扬州模拟)
46、 )下面列出一些医疗器械的名称和这些器下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象请将相应的字母填写在运用这种现象的械运用的物理现象请将相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格上医疗器械后面的空格上(1)X(1)X光机光机_(2)(2)紫外线灯紫外线灯_(3)(3)理疗医用理疗医用“神灯神灯”照射风湿部位，可使风湿部位好得更快照射风湿部位，可使风湿部位好得更快这里的这里的“神灯神灯”是利用是利用_A A光的全反射光的全反射B B紫外线具有很强的荧光作用紫外线具有很强的荧光作用C C紫外线具有杀菌消毒作用紫外线具有杀菌消毒作用D DX X射线具有很强的贯穿力射线具有很强的贯穿力E
47、E红外线具有显著的热效应红外线具有显著的热效应F F红外线波长较长，易发生衍射红外线波长较长，易发生衍射 【解析】【解析】(1)(1)选选D.XD.X光机是用来透视人的体内器官的，因此需要光机是用来透视人的体内器官的，因此需要具有较强穿透力的电磁波，但又不能对人体造成太大的伤害，具有较强穿透力的电磁波，但又不能对人体造成太大的伤害，因此采用了穿透能力比较强又不会给人体造成太大伤害的因此采用了穿透能力比较强又不会给人体造成太大伤害的X X射射线，故选线，故选D.D.(2)(2)选选C.C.紫外线灯主要是用来杀菌的，因此它应用的是紫外线紫外线灯主要是用来杀菌的，因此它应用的是紫外线的杀菌作用而非荧光作用，故选的杀菌作用而非荧光作用，故选C.C.(3)(3)选选E.E.“神灯神灯”又称红外线灯，主要是用于促进局部血液循又称红外线灯，主要是用于促进局部血液循环，它利用的是红外线的热效应，使人体局部受热，血液循环环，它利用的是红外线的热效应，使人体局部受热，血液循环加快，故选加快，故选E.E.答案：答案：(1)D (2)C (3)E(1)D (2)C (3)E
