1、第十四章,电磁波,章末整合提升,电磁波,电磁波的发现,麦克斯韦的电磁场理论,变化的电场产生磁场 变化的磁场产生电场,预言电磁波的存在 赫兹实验：证实电磁波的存在,电磁振荡,振荡过程中各物理量的变化规律 LC振荡电路的周期、频率公式：,电磁波,电磁波的发射和接收,发射端：调制,接收端：调谐解调,电磁波谱,定义：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱 包括：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线 各种电磁波的特性及应用,调幅 调频,电磁波与信息化社会：电视、雷达、移动电话、因特网,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
2、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，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
3、的,解析 麦克斯韦电磁场理论的要点是：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k,图1,解析 当磁场均匀增强时，根据麦克斯韦电磁场理论，将激发一稳定的电场，带电粒子将受到电场力作用，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
4、、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. 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：qEEEiBEB 充电过程：qEEEiBEB 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,L对T的影响：L越大，振荡过程中因自感现象产生的自感电动势就越大，楞次定律中所说的“阻碍”作用也就越大，从而延缓振荡电流的变化，使振荡周期T变长.,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
5、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.,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T2 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,解析 当罐中液面上升时，电容器极板间的介电常数变大，则电容器的电容C增大，根据T2 ，可知LC回路的振荡周期T变大，又f ，所以振荡频率变小，故选项B、C正确，选项A、D错误. 答案
6、 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.若电容器正在放电，则自感电动势正在阻碍电流的增大,图3,解析 由磁场方向和安培定则可判断振荡电流的方向，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
7、播特点及应用 1.电磁波谱 无线电波、红外线、可见光、紫外线、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vf，它们在真空中的传播速度都是c3.0108 m/s，它们的传播都不需要介质，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,
