人教版高考物理一轮总复习第14章第3讲电磁场与电磁波课时学案

这是一份人教版高考物理一轮总复习第14章第3讲电磁场与电磁波课时学案，共6页。学案主要包含了电磁场，电磁波与电磁波谱等内容，欢迎下载使用。

一、电磁场
1．麦克斯韦电磁场理论的两个基本假设
(1)变化的磁场能够在周围空间产生电场。
(2)变化的电场能够在周围空间产生磁场。
图甲：变化的磁场在其周围空间产生电场。
图乙：变化的电场在其周围空间产生磁场。
2．电磁场
变化的电场和变化的磁场交替产生，形成不可分割的统一体，称为电磁场。
思考辨析
1．电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场。(×)
提示：变化的电场(磁场)才能在周围产生磁场(电场)。
2．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在。(×)
提示：赫兹用实验证实了电磁波的存在。
二、电磁波与电磁波谱
1．电磁波：电磁场(电磁能量)由近及远地向周围传播形成电磁波。
(1)电磁波是横波，在空间传播不需要介质。
(2)真空中电磁波的速度为3.0×108 m/s。
(3)电磁波能发生干涉、衍射、反射和折射等现象。
2．电磁波的发射
(1)发射条件：足够高的频率和开放电路。
(2)调制分类：调幅和调频。
3．电磁波的接收
(1)调谐：使接收电路产生电谐振的过程。
(2)解调：使声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程。
4．电磁波谱：按照电磁波的波长大小或频率高低的顺序把它们排列成的谱。
按波长由长到短排列的电磁波谱为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，如图所示。
思考辨析
1．无线电波不能发生干涉和衍射现象。(×)
提示：干涉和衍射是波特有的现象。
2．电磁波和机械波比较，有哪些不同点？
提示：
考点1 电磁波的产生、发射和接收(基础考点)
1．(多选)关于电磁波，下列说法正确的是( )
A. 电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关
B. 周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
C. 电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度方向均垂直
D. 利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输
ABC 解析：电磁波在真空中的传播速度等于光速，与电磁波的频率无关，选项A正确；周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，选项B正确；电磁波的传播方向与电场强度、磁感应强度方向均垂直，选项C正确；电磁波可以通过光缆传输，选项D错误。
2．某智能玩具的声响开关与LC电路中的电流有关，如图所示为玩具内的LC振荡电路部分。已知线圈自感系数L＝2.5×10－3 H，电容器电容C＝4 μF，在电容器开始放电时(取t＝0)，上极板带正电，下极板带负电，则( )
A. LC振荡电路的周期T＝π×10－4 s
B. 当t＝π×10－4 s 时，电容器上极板带正电
C. 当t＝ eq \f(2π,3)×10－4 s时，电路中电流方向为顺时针
D. 当t＝ eq \f(2π,3)×10－4 s时，电场能正转化为磁场能
C 解析：由公式T＝2π eq \r(LC)＝2π× eq \r(2.5×10－3×4×10－6) s＝2π×10－4 s，故A错误；当t＝π×10－4 s＝ eq \f(T,2) 时，即电容器先放电再反向充电，所以电容器上极板带负电，故B错误；当t＝ eq \f(2π,3)×10－4 s时， eq \f(T,4)3．在无线电波广播的接收中，调谐和检波是两个必须经历的过程，下列关于接收过程的顺序，正确的是( )
A. 调谐→高频放大→检波→音频放大
B. 检波→高频放大→调谐→音频放大
C. 调谐→音频放大→检波→高频放大
D. 检波→音频放大→调谐→高频放大
A 解析：在无线电波的接收中，首先要选择出所需要的电磁波——调谐，然后经高频放大后，再将音频信号提取出来——检波，最后再进行音频放大，故A正确。
1．电磁波的产生
(1)对麦克斯韦电磁场理论的理解
(2)LC振荡电路
①放电过程：电场能转化为磁场能，q↓→i↑；充电过程：磁场能转化为电场能，q↑→i↓。
②充电完毕：磁场能向电场能转化完毕，电场能最大，磁场能最小；放电完毕：电场能向磁场能转化完毕，磁场能最大，电场能最小。
③LC回路的周期和频率：T＝2π eq \r(LC)，f＝ eq \f(1,2π\r(LC))。
2．电磁波的发射和接收过程
考点2 电磁波谱(基础考点)
1．(2020·江苏高考)(多选)电磁波广泛应用在现代医疗中。下列属于电磁波应用的医用器械有( )
A. 杀菌用的紫外灯
B. 拍胸片的X光机
C. 治疗咽喉炎的超声波雾化器
D. 检查血流情况的“彩超”机
AB 解析：紫外线的频率高，能量强，可以用于杀菌，属于电磁波的应用，A正确；X光的穿透能力较强，所以用于拍胸片，属于电磁波的应用，B正确；超声波雾化器是超声波的应用，与电磁波无关，C错误；“彩超”属于超声波的应用，与电磁波无关，D错误。
2．关于各种电磁波的性质比较，下列说法正确的有( )
A. 由于红外线的波长比可见光长，所以比可见光更难发生干涉和明显衍射
B. 由于γ射线的波长太短，所以根本无法发生干涉、衍射
C. 无论哪一种电磁波，在真空中的传播速度都相同
D. γ射线的穿透能力最强，所以最适于用来透视人体，检查骨骼和其他病变情况
C 解析：由于红外线的波长比可见光长，所以比可见光更容易发生明显衍射，故A错误；干涉、衍射是波的特有属性，γ射线是电磁波，尽管γ射线的波长很短，但仍能发生干涉、衍射，故B错误；根据麦克斯韦电磁场理论，无论哪一种电磁波，在真空中的传播速度都相同，故C正确；γ射线对人体有较大的伤害，所以一般不用来做透视，故D错误。
3．在火车站、地铁站、商场等公共场所，工作人员常使用非接触式体温测量仪，通过人体辐射的红外线测量体温，并用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒。红外线和紫外线相比较( )
A. 红外线的光子能量比紫外线的大
B. 真空中红外线的波长比紫外线的长
C. 真空中红外线的传播速度比紫外线的大
D. 红外线能发生偏振现象，而紫外线不能
B 解析：与紫外线相比，红外线的波长较长，频率较低，由ε＝hν得红外线的光子能量比紫外线的小，A错误，B正确；红外线与紫外线均为电磁波，电磁波在真空中的传播速度为c，所以两者在真空中的传播速度相等，C错误；红外线与紫外线均为横波，均可以发生偏振现象，D错误。
电磁波谱的分析及应用
项目
电磁波
机械波
研究对象
电磁现象
力学现象
产生
由周期性变化的电场、磁场产生
由质点(波源)的振动产生
本质
是物质，是电磁现象的传播
不是物质，是机械振动在介质中的传播
传播原理
电场、磁场交替感应
质点间的相互作用
电磁波谱
频率变
化规律
真空中的波长变化规律
特性
应用
递变规律
无线电波
波动性强，易发生明显衍射
无线电技术
红外线
热效应
红外遥感
可见光
引起视觉
照明、摄影
紫外线
化学效应、荧光效应、灭菌消毒
医用消毒、防伪
X射线
贯穿本领强
检查、医用透视
γ射线
贯穿本领最强
工业探伤、医用治疗