2018-2019版高中物理 第3章 電磁場(chǎng)與電磁波章末總結(jié)學(xué)案 滬科版選修3-4.doc

第3章 電磁場(chǎng)與電磁波章末總結(jié)一、麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論1兩個(gè)基本論點(diǎn)(1)變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，可從以下三個(gè)方面理解：恒定的磁場(chǎng)不產(chǎn)生電場(chǎng)均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的周期性變化的電場(chǎng)(2)變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，也可從以下三個(gè)方面理解：恒定的電場(chǎng)不產(chǎn)生磁場(chǎng)均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)周期性變化的電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的周期性變化的磁場(chǎng)2感應(yīng)電場(chǎng)方向的判定變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電場(chǎng)的方向，與存在閉合回路時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向是相同的例1關(guān)于麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，下列說(shuō)法正確的是()A穩(wěn)定的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)B均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng)，均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生均勻變化的電場(chǎng)C變化的電場(chǎng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)一定是變化的D振蕩的電場(chǎng)周圍空間產(chǎn)生的磁場(chǎng)也是振蕩的答案D解析麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論要點(diǎn)是：變化的磁場(chǎng)(電場(chǎng))要在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng)(磁場(chǎng))，若磁場(chǎng)(電場(chǎng))的變化是均勻的，產(chǎn)生的電場(chǎng)(磁場(chǎng))是穩(wěn)定的，若磁場(chǎng)(電場(chǎng))的變化是振蕩的，產(chǎn)生的電場(chǎng)(磁場(chǎng))也是振蕩的，由此可判定正確答案為D項(xiàng)二、LC回路的電磁振蕩規(guī)律1兩個(gè)過(guò)程電磁振蕩過(guò)程按電容器的電荷量變化可分為充、放電過(guò)程，如圖1所示圖1(1)充電當(dāng)電容器的電荷量增加時(shí)為充電過(guò)程，這個(gè)過(guò)程電路中的電流減小(2)放電當(dāng)電容器的電荷量減小時(shí)為放電過(guò)程，這個(gè)過(guò)程電路中的電流增加注意：在任意兩個(gè)過(guò)程的分界點(diǎn)對(duì)應(yīng)的時(shí)刻，各物理量取特殊值(零或最大值)2兩類物理量一類是與電場(chǎng)有關(guān)的物理量，一類是與磁場(chǎng)有關(guān)的物理量(1)電流i，它決定了磁場(chǎng)能的大小振蕩電流i在電感線圈中形成磁場(chǎng)，因此，線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁通量和磁場(chǎng)能E磁具有與之相同的變化規(guī)律(2)電荷量q，它決定了電場(chǎng)能的大小電容器兩極板間的電壓U、電場(chǎng)強(qiáng)E、電場(chǎng)能E電、線圈的自感電動(dòng)勢(shì)E具有與之相同的變化規(guī)律注意：電流i和電荷量q的變化不同步，規(guī)律如圖1所示例2(多選)如圖2所示的LC振蕩電路，當(dāng)開(kāi)關(guān)S轉(zhuǎn)向右邊發(fā)生振蕩后，下列說(shuō)法中正確的是()圖2A振蕩電流達(dá)到最大值時(shí)，電容器上的帶電荷量為零B振蕩電流達(dá)到最大值時(shí)，磁場(chǎng)能最大C振蕩電流為零時(shí)，電場(chǎng)能為零D振蕩電流相鄰兩次為零的時(shí)間間隔等于振蕩周期的一半答案ABD解析由LC電路電磁振蕩的規(guī)律知，振蕩電流最大時(shí)，即是放電剛結(jié)束時(shí)，電容器上電荷量為零，A對(duì)電路中電流最大時(shí)，線圈中磁場(chǎng)最強(qiáng)，磁場(chǎng)能最大，B對(duì)振蕩電流為零時(shí)，充電結(jié)束，極板上電荷量最大，電場(chǎng)能最大，C錯(cuò)振蕩電流相鄰兩次為零的時(shí)間間隔恰好等于半個(gè)周期，D對(duì)三、電磁波的傳播特點(diǎn)及應(yīng)用1電磁波譜無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、倫琴射線(X射線)、射線等合起來(lái)，便構(gòu)成了范圍非常廣闊的電磁波譜2各種不同的電磁波既有共性，又有個(gè)性(1)共性：它們?cè)诒举|(zhì)上都是電磁波，它們的行為服從相同的規(guī)律，都滿足公式vf，它們?cè)谡婵罩械膫鞑ニ俣榷际莄3.0108m/s，它們的傳播都不需要介質(zhì)，各波段之間的區(qū)別并沒(méi)有絕對(duì)的意義(2)個(gè)性：不同電磁波的頻率或波長(zhǎng)不同，表現(xiàn)出不同的特性波長(zhǎng)越長(zhǎng)越容易產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象，波長(zhǎng)越短觀察干涉、衍射現(xiàn)象越困難正是這些不同的特性決定了它們不同的用途例3(多選)下列有關(guān)電磁波的說(shuō)法中正確的是()A電磁波譜中最難發(fā)生衍射的是無(wú)線電波B電磁波譜中最難發(fā)生衍射的是射線C頻率大于可見(jiàn)光的電磁波表現(xiàn)為沿直線傳播D雷達(dá)用的是微波，因?yàn)槲⒉▊鞑サ闹本€性好答案BCD解析波長(zhǎng)越長(zhǎng)，越容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，在電磁波中，無(wú)線電波波長(zhǎng)最長(zhǎng)，射線的波長(zhǎng)最短，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；波長(zhǎng)越短，頻率越大的電磁波，其衍射現(xiàn)象越不明顯，傳播的直線性越好，遇到障礙物反射性越好，故C、D正確四、電磁波和機(jī)械波的比較電磁波和機(jī)械波都是波，但又各有自己的特點(diǎn)，如能正確比較電磁波和機(jī)械波的異同，就能全面、透徹理解這兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)1電磁波和機(jī)械波的共同點(diǎn)(1)二者都能產(chǎn)生干涉和衍射；(2)介質(zhì)決定二者的傳播速度；(3)二者在不同介質(zhì)中傳播時(shí)頻率不變2電磁波和機(jī)械波的區(qū)別(1)二者本質(zhì)不同電磁波是電磁場(chǎng)的傳播，機(jī)械波是質(zhì)點(diǎn)機(jī)械振動(dòng)的傳播(2)傳播機(jī)理不同電磁波的傳播機(jī)理是電磁場(chǎng)交替感應(yīng)，機(jī)械波的傳播機(jī)理是質(zhì)點(diǎn)間的機(jī)械作用(3)電磁波傳播不需要介質(zhì)，而機(jī)械波傳播需要介質(zhì)(4)電磁波是橫波，機(jī)械波既有橫波又有縱波，甚至有的機(jī)械波同時(shí)有橫波和縱波，例如地震波例4聲吶向水中發(fā)射的超聲波遇到障礙物后被反射，測(cè)出從發(fā)出超聲波到接收到反射波的時(shí)間及方向，即可測(cè)算出障礙物的方位；雷達(dá)則向空中發(fā)射電磁波，遇到障礙物后被反射，同樣根據(jù)發(fā)射電磁波到接收到反射波的時(shí)間及方向，即可測(cè)算出障礙物的方位超聲波和電磁波相比較，下列說(shuō)法中正確的是()A超聲波與電磁波傳播時(shí)，都向外傳遞了能量B超聲波與電磁波都既可以在真空中傳播，又可以在介質(zhì)中傳播C在空氣中傳播的速度與在其他介質(zhì)中傳播的速度相比，均在空氣中傳播時(shí)具有較大的傳播速度D超聲波與電磁波相遇時(shí)可能會(huì)發(fā)生干涉答案A解析超聲波與電磁波傳播時(shí)，都向外傳遞了能量、信息，故選項(xiàng)A正確；聲吶發(fā)出的超聲波是機(jī)械波，需要傳播介質(zhì)，不可以在真空中傳播，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；機(jī)械波在空氣中傳播時(shí)速度較小，在其他介質(zhì)中傳播時(shí)速度大，而電磁波恰相反，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；超聲波和電磁波不是同一類波，不可能發(fā)生干涉，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.1(多選)下列關(guān)于電磁場(chǎng)的說(shuō)法正確的是()A只要空間某處有變化的電場(chǎng)或磁場(chǎng)，就會(huì)在其周圍產(chǎn)生電磁場(chǎng)，從而形成電磁波B勻速運(yùn)動(dòng)的電子束周圍一定存在電磁場(chǎng)，即能產(chǎn)生電磁場(chǎng)C周期性變化的電場(chǎng)和周期性變化的磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，相互依存，形成不可分離的統(tǒng)一體，即電磁場(chǎng)D歷史上，電磁場(chǎng)的理論在先，實(shí)踐證明在后答案CD2關(guān)于電磁場(chǎng)和電磁波，下列說(shuō)法中正確的是()A電磁波是縱波B靜止的電荷放在變化的磁場(chǎng)中不會(huì)受到力的作用C當(dāng)電磁波在空間中傳播時(shí)，電磁能也隨著一起傳播D電磁波的傳播速度與介質(zhì)無(wú)關(guān)答案C解析電磁波是變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)交替出現(xiàn)產(chǎn)生的電場(chǎng)、磁場(chǎng)的傳播方向相互垂直，因此電磁波是橫波，故選項(xiàng)A錯(cuò)；變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，電場(chǎng)對(duì)電荷有力的作用，故選項(xiàng)B錯(cuò)；電磁波傳播過(guò)程中，遇到導(dǎo)體能產(chǎn)生感應(yīng)電流，說(shuō)明電磁波在傳播過(guò)程中也傳播能量，故C正確；電磁波傳播的速度與介質(zhì)有關(guān)，在不同介質(zhì)中傳播的速度不同，故選項(xiàng)D錯(cuò)3類比是一種有效的學(xué)習(xí)方法，通過(guò)歸類和比較，有助于掌握新知識(shí)，提高學(xué)習(xí)效率在類比過(guò)程中，既要找出共同之處，又要抓住不同之處某同學(xué)對(duì)機(jī)械波和電磁波進(jìn)行類比，總結(jié)出下列內(nèi)容，其中不正確的是()A機(jī)械波的頻率、波長(zhǎng)和波速三者滿足的關(guān)系，對(duì)電磁波也適用B機(jī)械波和電磁波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象C機(jī)械波的傳播依賴于介質(zhì)，而電磁波可以在真空中傳播D機(jī)械波既有橫波又有縱波，而電磁波只有縱波答案D解析機(jī)械波和電磁波有相同之處，也有本質(zhì)區(qū)別，如vf都適用，A說(shuō)法對(duì)；機(jī)械波和電磁波都可以產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象，B說(shuō)法對(duì)；機(jī)械波的傳播依賴于介質(zhì)，電磁波可以在真空中傳播，C說(shuō)法對(duì)；機(jī)械波有橫波和縱波，而電磁波是橫波，D說(shuō)法錯(cuò)4(多選)關(guān)于電磁波譜中各波段的特性及應(yīng)用的特性，下列說(shuō)法正確的是()A紅外遙感是利用了紅外線波長(zhǎng)較長(zhǎng)的特點(diǎn)B一切物體都在不停地輻射紅外線，溫度越高，輻射越強(qiáng)C驗(yàn)鈔機(jī)檢驗(yàn)鈔票真?zhèn)卫昧俗贤饩€的熒光作用DX射線可深入人的骨骼，殺死病變細(xì)胞答案ABC解析在人體內(nèi)殺死病變細(xì)胞是利用了射線的放射作用5如圖3所示，it圖像表示LC振蕩回路的電流隨時(shí)間變化的圖像，在t0時(shí)刻，回路中電容器的M板帶正電，在某段時(shí)間里，回路的磁場(chǎng)能在減小，而M板仍帶正電，則這段時(shí)間是圖中()圖3AOa段Bab段Cbc段Dcd段答案D解析某段時(shí)間里，回路的磁場(chǎng)能在減小，說(shuō)明回路中的電流正在減小，正在給電容器充電，而此時(shí)M帶正電，那么一定是給M極板充電，電流方向?yàn)轫槙r(shí)針由題意知t0時(shí)，電容器開(kāi)始放電，且M極板帶正電，結(jié)合it圖像可知，電流以逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎较?，因此這段時(shí)間內(nèi)，電流為負(fù)，且正在減小，符合條件的只有圖像中的cd段，故只有D正確