考點精析麥克斯韋電磁場理論均勻變化的磁場產(chǎn)生穩(wěn)定課件

1、溫故自查1變化的磁場產(chǎn)生電場2變化的電場產(chǎn)生磁場3電磁場：變化的電場和磁場總是互相聯(lián)系的，形成一個不可分離的統(tǒng)一的場，這就是電磁場考點精析麥克斯韋電磁場理論1均勻變化的磁場產(chǎn)生穩(wěn)定的電場，不均勻變化的磁場產(chǎn)生變化的電場，振蕩磁場產(chǎn)生同頻率的振蕩電場2均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，不均勻變化的電場產(chǎn)生變化的磁場，振蕩電場產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場.溫故自查1產(chǎn)生：變化的電場和 磁場總是交替產(chǎn)生，由發(fā)生區(qū)域向周圍空間傳播開去，就形成2特點(1)電磁波的傳播不需要 ，但可以在介質(zhì)中傳播變化的電磁波介質(zhì)(2)如下圖所示，在電磁波中每處的電場強度和磁感應強度的方向總是垂直的，并且都跟電磁波的傳播方向垂直，所以

2、電磁波是 (3)電磁波的波速等于光速，實際上，光就是特定頻率范圍內(nèi)的電磁波橫波考點精析1電磁波可以在真空中傳播，也可以在介質(zhì)中傳播2電磁波具有波的共性，能產(chǎn)生干涉、衍射等現(xiàn)象.溫故自查1概念(1)振蕩電流：大小和方向發(fā)生周期性變化的電流它是一種頻率很高的(2)振蕩電路：能夠產(chǎn)生振蕩電流的電路最簡單的振蕩電路，就是LC回路LC振蕩電路是自感線圈和電容器組成的電路，簡稱交變電流LC回路(3)電磁振蕩：在振蕩電路產(chǎn)生振蕩電流的過程中，電容器極板上的電荷，通過線圈的電流，以及跟電流和電荷相聯(lián)系的磁場和電場都發(fā)生變化，這種現(xiàn)象叫電磁振蕩(4)周期和頻率：電磁振蕩完成一次周期性變化需要的時間叫做，1s內(nèi)完

3、成的周期性變化的次數(shù)叫做頻率周期性周期3振蕩過程如圖所示電路分析：甲圖：電場能達到最大，磁場能為零，電路中電流i0甲乙：電場能，磁場能，電路中電流i，電路中電場能向磁場能轉化，叫放電過程乙圖：磁場能達到最大，電場能為零，電路中電流i達到最大乙丙：電場能，磁場能，電路中電流i，電路中磁場能向電場能轉化，叫充電過程丙圖：電場能達到最大(與甲圖的電場反向)，磁場能為零，電路中電流為零丙?。弘妶瞿?，磁場能，電路中電流i，電路中電場能向磁場能轉化，叫放電過程丁圖：磁場能達到最大，電場能為零，回路中電流達到最大(方向與原方向相反)丁戊：電場能，磁場能，電路中電流i，電路中磁場能向電場能轉化，叫反向充電過程

4、戊與甲是重合的，從而振蕩電路完成了一個周期考點精析1充電完畢(放電開始)：電場能達到最大，磁場能為零，回路中感應電流i0.2放電完畢(充電開始)：電場能為零，磁場能達到最大，回路中感應電流達到最大3充電過程：電場能在增加，磁場能在減小，回路中電流在減小，電容器上電荷量在增加從能量看：磁場能在向電場能轉化4放電過程：電場能在減少，磁場能在增加，回路中電流在增加，電容器上的電荷量在減少從能量看：電場能在向磁場能轉化在振蕩電流的形成過程中，幾個主要物理量的變化情況是：(1)電容器電荷量Q、兩極間電壓U、電場能E電變化規(guī)律相同(2)線圈中電流I、磁場能E磁變化規(guī)律相同(3)電容器放電時，Q、U、E電均

5、減小，I、E磁則增大，放電結束時，Q、U、E電為零而I、E磁達最大，電容器充電時，情況相反.溫故自查1基本概念：無線電技術中使用的電磁波叫做無線電波無線電波的波長從根據(jù)波長(或頻率)，通常將無線電波分成幾個波段，每個波段的無線電波分別有不同的用途幾毫米到幾十千米 2無線電波的發(fā)射 無線電波的發(fā)射必須采用開放電路，如圖甲所示，開放電路由振蕩器、 、天線、 等幾部分組成 在發(fā)射用于通信等無線電波時，必須讓電磁波隨各種信號而改變，這一過程叫調(diào)制使高頻振蕩的振幅隨信號而改變叫做調(diào)幅，使高頻振蕩的頻率隨信號而改變叫做調(diào)頻互感線圈地線3無線電波的接收無線電波的接收必須采用調(diào)諧電路，如圖乙所示，調(diào)諧電路由可

6、變電容器、天線、地線等幾部分組成當接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時，接收電路產(chǎn)生的振蕩電流最強，這種現(xiàn)象叫電諧振使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫做調(diào)諧另外，要還原為原始的信號，還必須有檢波等解調(diào)過程電感線圈考點精析1調(diào)制與解調(diào)的區(qū)別：在無線傳播技術中，首先將聲音、圖象信息通過聲電轉換、光電轉換等方式轉化為電信號，但這種電信號頻率較低，不能用來直接發(fā)射電磁波，所以要把傳遞的低頻信息加載到高頻信息上，使電磁波的頻率或振幅隨各種信號而改變，使調(diào)頻電磁波能夠載著低頻電信號發(fā)射和傳播，這種方法叫調(diào)制從接收到的調(diào)頻振蕩中分享出來所攜帶的信號的過程叫檢波，也叫解調(diào)2調(diào)幅與調(diào)頻的區(qū)別：讓高頻電磁波的

7、振幅隨信號的強弱變化而變化的調(diào)制過程叫調(diào)幅一般地，廣播電臺的中波、短波廣播以及電視廣播中的圖象信號都是采用調(diào)幅波；讓高頻電磁波的頻率隨信號變化而變化的調(diào)制過程叫調(diào)頻一般的，廣播電臺的立體聲廣播以及電視廣播中的伴音廣播都是采用調(diào)頻波的.溫故自查1電視在電視的發(fā)射端，用攝像管將光信號轉換為電信號，利用電信號對高頻振蕩進行調(diào)制然后通過天線把帶有信號的電磁波發(fā)射出去；在電視的接收端，通過調(diào)諧、檢波、解調(diào)等過程將電信號送到顯像管，再由顯像管將電信號還原成圖像2雷達雷達是利用無線電波來測定物體位置的無線電設備，是利用電磁波遇到障礙物后發(fā)生反射的現(xiàn)象工作的電磁波是振蕩器輸出的高頻振蕩電流通過感應耦合傳輸給開

8、放電路實現(xiàn)電磁波向四周的發(fā)射；在無線電技術中，用天線和地線組成的接收電路來接收電磁波考點精析1電視系統(tǒng)是將圖像和伴音信號轉變?yōu)殡娦盘?，調(diào)制到高頻電磁波上經(jīng)過發(fā)射、接收，然后再還原成圖像和伴音的裝置2雷達用的是微波波段，因為電磁波波長越短，傳播的直線性越好，反射性能越強，所以雷達用的是微波波段溫故自查1電磁波按波長由大到小的順序為：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、射線2不同電磁波產(chǎn)生機理不同：無線電波由振蕩電路中自由電子的周期性運動產(chǎn)生；可見光由原子的外層電子受激后產(chǎn)生；X射線由原子的內(nèi)層電子受激后產(chǎn)生；射線是原子核受到激發(fā)后產(chǎn)生的3不同電磁波的特性不同：無線電波易發(fā)生干涉和衍射紅外線

9、有顯著熱作用；可見光可引起視覺反應；紫外線有顯著的化學作用；X射線的穿透能力很強；射線的穿透能力更強4各種電磁波的產(chǎn)生機理及性質(zhì)電磁波產(chǎn)生機理特性應用無線電波LC電路中的周期性振蕩波動性強無線電技術紅外線原子的最外層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的熱作用顯著，衍射性強加熱，高空攝影，紅外遙感可見光引起視覺產(chǎn)生色彩效應照明，攝影，光合作用紫外線化學、生理作用顯著，能產(chǎn)生熒光效應日光燈，醫(yī)療上殺菌消毒，治療皮膚病，軟骨病等倫琴射線原子的內(nèi)層電子受激發(fā)后產(chǎn)生的穿透本領很大醫(yī)療透視，工作探傷射線原子核受激發(fā)后產(chǎn)生的穿透本領最強探傷，對生物組織的物理、化學作用，醫(yī)療上殺菌消毒考點精析1紅外線輻射的應用所謂熱輻射，主要

10、就是指紅外線輻射紅外線在生產(chǎn)和軍事上有著重要應用例如用紅外線烘干油漆，干得快、質(zhì)量好；由于坦克、艦艇、人體等一切物體都在不停地發(fā)射紅外線，并且不同的物體所輻射的紅外線，其波長和強度不同，故在夜間或濃霧天氣可通過紅外線探測器來接收信號，并用電子儀器對接收到的信號進行處理，或用對紅外線敏感的照相底片進行遠距離攝影和高空攝影，就可察知物體的形狀和特征這種技術稱為紅外線遙感利用遙感技術可在飛機或衛(wèi)星上勘測地形、地貌，監(jiān)測森林火情和環(huán)境污染，預報臺風、寒潮，尋找水源或地熱等此外，根據(jù)物質(zhì)對紅外線的吸收情況，可以研究物質(zhì)的分子結構2可見光在電磁波譜中，可見光只占很小的波段，即波長范圍在400760nm之間

11、，這些電磁波能使人眼產(chǎn)生視覺人眼所看見的不同顏色的光，實際上是不同波長的電磁波，白光則是各種顏色(紅、橙、黃、綠、青、藍、紫)的可見光的混合波長最長的可見光是紅光(630760nm)，波長最短的光是紫光(400430nm)3紫外線在醫(yī)療上有其應用；許多昆蟲對紫外線特別敏感，可用紫外燈來誘捕害蟲；紫外線還會引起強烈的化學作用，使照相底片感光另一方面，波長為290320nm的紫外線，對生命有害臭氧對太陽輻射的紫外線的吸收能力極強，有95%以上可被它吸收臭氧層在地球上方1050km之間，它是地球生物的保護傘(1)紫外線具有化學作用，可利用紫外線殺菌消毒(2)紫外線有顯著的生理作用，能促進人體對鈣的吸

12、收，改善人的身體健康(3)紫外線具有熒光作用，可以用來設計防偽措施4倫琴射線X射線又稱倫琴射線(欲稱X光)，是波長比紫外線更短的電磁波它一般是由倫琴射線管產(chǎn)生的，也可由高速電子流轟擊金屬靶產(chǎn)生，它是由原子中的內(nèi)層電子發(fā)射的X射線具有很強的穿透能力，能使照相底片感光、使熒光屏發(fā)光這種性質(zhì)，在醫(yī)療上廣泛用于透視和病理檢查； 工業(yè)上可作為工業(yè)探傷等無損檢測的必要手段由于X射線的波長與晶體中原子間距的線度相當，也常被用來分析晶體結構5射線射線是一種比X射線波長更短的電磁波它的波長在0.3nm以下它來自宇宙射線或是由某些放射性元素在衰變過程中放射出來的射線的能量極高，穿透能力比X射線更強，也可用于金屬探

13、傷等通過對射線的研究，還可幫助了解原子核的結構此外，原子武器爆炸時，有大量射線放出.溫故自查1經(jīng)典相對性原理(1)慣性系：如果牛頓運動定律在某個參考系中成立，這個參考系叫做 ，相對一個慣性系做勻速直線運動的另一個參考系也是慣性系(2)伽利略相對性原理：力學規(guī)律在任何慣性系中都是相同的慣性系2狹義相對論的兩個基本假設(1)愛因斯坦相對性原理：在不同的慣性參考系中，一切物理規(guī)律都是相同的(2)光速不變原理：真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的考點精析1慣性系和非慣性系的區(qū)別牛頓運動定律能夠成立的參考系叫慣性系，勻速運動的汽車、輪船等作為參考系就是慣性系牛頓運動定律不成立的參考系稱為非慣性系例

14、如我們坐在加速的車廂里，以車廂為參考系觀察路邊的樹木房屋向后方加速運動，根據(jù)牛頓運動定律，房屋樹木應該受到不為零的合外力作用，但事實上沒有，也就是牛頓運動定律不成立，這里加速的車廂就是非慣性系2伽利略相對性原理和其他表述(1)在一個慣性參考系內(nèi)進行任何力學實驗都不能判斷它是否在相對于另一個慣性參考系做勻速直線運動(2)任何慣性系都是平權的3光速是極限速度根據(jù)麥克斯韋電磁場理論可以直接得到真空中電磁波的速度是光速C，那么此速度相對于哪個參考系？如果它相對于參考系S是正確，另外還有一個參考系S，S相對于S以速度v運動，若依據(jù)速度合成法則，光相對于S的速度應是Cv，或者是Cv，而不是C，若是Cv，這

15、不是就存在“超光速”了？事實上由相對論可知，光速為極限速度，是不變的，因此伽利略速度合成法則在這里是不適用的.溫故自查1時間的相對性(1)同時的相對性：在一個慣性參考系中“同時”發(fā)生的兩個事件，在另一個慣性參考系中可能是不同時的，即同時是相對的(2)時間間隔的相對性：當從地面觀察以速度v前進的火車時，車上的時間進程變慢了，不僅時間變慢了，物理、化學過程和生命的過程都變慢了這稱為時間膨脹關系式為： 2空間的相對性(1)長度的相對性：相對地面以速度v運動的物體，從地面上看，沿著運動方向上的長度變短了，速度越大，變短的越多關系式為： 考點精析1經(jīng)典物理學時空觀與相對論時空觀的區(qū)別經(jīng)典物理學認為空間和

16、時間是脫離物質(zhì)而存在的，是絕對的，空間與時間之間是沒有聯(lián)系的而相對論則認為空間和時間與物質(zhì)的運動狀態(tài)有關在一個確定的參考系中觀察，運動物體的長度(空間距離)和物理過程的快慢(時間進程)都跟物體的運動狀態(tài)有關相對論更具有普遍性，經(jīng)典物理學時空觀是相對論在低速運動時的特例2“同時”的相對性理解狹義相對論的時空觀認為：同時是相對的，即在一個慣性系中不同地點同時發(fā)生的兩個事件，在另一個慣性系中不一定是同時的用愛因斯坦列車加以說明：如下圖所示，火車以v勻速直線運動，車廂中央有一閃光燈發(fā)出光信號，光信號到車廂前壁為事件1，到后壁為事件2；地面為S系，列車為S系在S系中，A以速度v向光接近，B以速度v離開光

17、，事件1與事件2同時發(fā)生在S系中，光信號相對車廂的速度v1cv，v2cv，事件1與事件2不是同時發(fā)生即S系中同時發(fā)生的兩個事件，在S系中觀察卻不是同時發(fā)生的因此，“同時”具有相對性(1)觀察運動的物體其長度要收縮，收縮只出現(xiàn)在運動方向固有長度值最大如下圖所示(2)低速空間相對論效應可忽略(3)長度收縮是相對的，K系認為靜止在K系中的尺收縮，反之，K系認為靜止在K系中的尺收縮.命題規(guī)律根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，判斷是否產(chǎn)生電磁波考例1下列關于電磁場的說法中正確的是()A只要空間某處有變化的電場或磁場，就會在其周圍產(chǎn)生電磁場，從而形成電磁波B任何變化的電場周圍一定有磁場C振蕩電場和振蕩磁場交替產(chǎn)生，

18、相互依存，形成不可分離的統(tǒng)一體，即電磁場D電磁波的理論在先，實踐證明在后解析根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論可知選項A錯誤若電場或磁場的變化是均勻的，則不能形成電磁波，只能形成穩(wěn)定的磁場或電場，B項正確若電場的變化是非均勻的，則可形成電磁場，由電磁場的定義可知C正確英國物理學家麥克斯韋從理論上預言了電磁波的存在，并指出電磁波的特點例如：電磁波的傳播不需要介質(zhì)，它在真空中的速度等于光速，電磁波是橫波等，進而說明光是電磁波家庭中的一員二十多年后德國物理學家赫茲用實驗驗證了電磁波的存在所以D正確答案BCD總結評述緊緊抓住麥克斯韋電磁場理論的要點，并深刻理解是解決本類題的關鍵麥克斯韋電磁場理論可以理解為：靜止

19、電場不產(chǎn)生磁場，電場獨立存在，均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，非均勻變化的電場產(chǎn)生非穩(wěn)定磁場，振蕩電場產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場關于電磁波，下列說法中正確的是()A在真空中，頻率高的電磁波速度較大B在真空中，電磁波的能量越大，傳播速度越大C電磁波由真空進入介質(zhì)，速度變小，頻率不變D只要發(fā)射電路的電磁振蕩停止，產(chǎn)生的電磁波立即消失答案C解析在真空中，各種頻率的電磁波傳播的速度都相等，與電磁波的能量無關，所以選項A和B錯誤電磁波的頻率由產(chǎn)生電磁場的振蕩電路決定，與介質(zhì)無關；電磁波傳播的速度與介質(zhì)有關，選項C正確電磁波從發(fā)射電路向空間傳播時，電磁場的能量也隨同一起傳播，所以電磁振蕩停止，產(chǎn)生的電磁波不會立即

20、消失.命題規(guī)律考查雷達的工作原理及應用考例280年代初，科學家發(fā)明了硅太陽能電池，如果在太空設立太陽能衛(wèi)星電站，可24小時發(fā)電，且不受晝夜氣候的影響利用微波電能轉換裝置，將電能轉換成微波向地面發(fā)送，衛(wèi)星電站的最佳位置在離地1100km的赤道上空，微波定向性很好，飛機通過微波區(qū)不會發(fā)生意外，但微波對飛鳥是致命的可在地面站附近裝上保護網(wǎng)或驅(qū)逐音響，不讓飛鳥通過預計在21世紀初地球上空將建起衛(wèi)星電站(地球半徑R6400km)(1)太陽能電池將實現(xiàn)哪種轉換()A光能微波B光能熱能C光能電能 D電能微波(2)在1100km高空的衛(wèi)星電站的速度約為()A3.1km/s B7.2km/sC7.9km/s D

21、11.2km/s(3)微波是()A超聲波 B次聲波C電磁波 D機械波(4)飛機外殼對微波的哪種作用，使飛機安全無恙()A反射 B吸收C干涉 D衍射(5)微波對飛鳥是致命的，這是因為微波的()A電離作用 B穿透作用C生物電作用 D產(chǎn)生強熱效應答案(1)C(2)B(3)C(4)A(5)D總結評述電磁波的發(fā)射、接收等知識與生產(chǎn)生活聯(lián)系密切，對相關知識不要深究，但也要有所了解同時以此為科技背景也可考查其他章節(jié)的有關知識，如本題第(2)問，值得引起重視某雷達工作站，發(fā)射電磁波的波長為20cm，每秒脈沖數(shù)n5000，每個脈沖持續(xù)時間t0.02s，問電磁波的頻率為多少？最大的偵察距離是多少？答案1.5109Hz3104m雷達工作時發(fā)射電磁脈沖，每個脈沖持續(xù)t0.02s，在兩個脈沖時間間隔內(nèi)，雷達必須接收到反射回來的電磁脈沖，否則會與后面的電磁脈沖重疊而影響測量，設最大偵察距離為s，則