2023年新教材高中物理本章小结4第4章电磁振荡与电磁波课件粤教版选择性必修第二册

这是一份2023年新教材高中物理本章小结4第4章电磁振荡与电磁波课件粤教版选择性必修第二册，共28页。

第四章　电磁振荡与电磁波本章小结构建知识网络归纳专题小结1．分析两类物理量：电荷量Q决定了电场能的大小，电容器极板间电压U、电场强度E、电场能EE的变化规律与Q的变化规律相同；振荡电流i决定了磁场能的大小，线圈中的磁感应强度B、磁通量Φ、磁场能EB的变化规律与i的变化规律相同．2．两个过程：放电过程电荷量Q减小，振荡电流i增加；充电过程电荷量Q增加，振荡电流i减小．3．两个瞬间：放电完毕瞬间Q＝0，i最大；充电完毕瞬间i＝0，Q最大．专题　　电磁振荡过程分析例1　如图所示，i－t图像表示LC振荡电流随时间变化的图像，在t＝0时刻，电路中电容器的M板带正电，在某段时间里，电路的磁场能在减少，而M板仍带正电，则这段时间对应图像中的哪一段？解析：由电流图像可得，在t＝0时刻是电容器开始放电，电路中电容器的M板带正电，故电流方向逆时针为正方向；某段时间里，电路的磁场能在减少，说明电路中的电流在减小，是电容器的充电过程，此时M板带正电，说明此时电流方向顺时针方向为负，符合电流减小且为负值的只有cd段．答案：cd LC振荡电路充、放电过程的判断方法．(1)根据电流流向判断：当电流流向带正电的极板时，电容器的电荷量增加，磁场能向电场能转化，处于充电过程；反之，当电流流出带正电的极板时，电荷量减少，电场能向磁场能转化，处于放电过程．(2)根据物理量的变化趋势判断：当电容器的带电量q(电压U、场强E)增大或电流i(磁场B)减小时，处于充电过程；反之，处于放电过程．(3)根据能量判断：电场能增加时充电，磁场能增加时放电．1．麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场．2．电磁场：变化的电场和变化的磁场总是相互联系成为一个完整的整体，这就是电磁场．3．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)电磁波能产生干涉、衍射、反射和折射等现象．专题　　电磁波的产生、发射和接收4．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．5．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．例2　(多选) 声呐能发射超声波，雷达能发射电磁波，超声波和电磁波相比较，下列说法正确的是 (　　)A．超声波与电磁波传播时，都向外传递了能量B．电磁波既可以在真空中传播，又可以在介质中传播，超声波只能在介质中传播C．在空气中传播的速度与在其他介质中传播速度相比，均是在空气中传播时具有较大的传播速度D．超声波是纵波，电磁波是横波解析：超声波与电磁波传播时，都向外传递了能量、信息，A正确；声呐发出的超声波是机械波，不可以在真空中传播，B正确；超声波在空气中传播时速度较小，在其他介质中传播时速度大，而电磁波恰好相反，C错误；声波是纵波，电磁波是横波，D正确．答案：ABD 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，都遵守公式v＝fλ，它们在真空中的传播速度都是c＝3.0×108 m/s，它们的传播都不需要介质，各波段之间并没有绝对的区别．(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．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等合起来构成了范围广阔的电磁波谱，如图所示．专题　　电磁波谱例3　(多选)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γ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，在电磁波谱中，无线电波波长最长，γ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 从无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线到γ射线，都是本质相同的电磁波．将这些电磁波按照波长或频率顺序排列，就构成了电磁波谱．波长较长的无线电波很容易观察到波的衍射现象，而波长很短的X射线、γ射线很难观察到衍射现象．典练素养提升1．[物理观念](2021年泉州十六中摸底) 类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知识，提高学习效率．在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不同之处．某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容错误的是 (　　)A．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用B．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象C．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播D．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波【答案】D【解析】机械波和电磁波有相同之处，也有本质区别，如v＝fλ都适用，A说法正确；机械波和电磁波都具有干涉和衍射现象，B说法正确；机械波的传播依赖于介质，电磁波可以在真空中传播，C说法正确；机械波有横波和纵波，而电磁波是横波，D说法错误．2．[科学探究](多选)LC回路中电容器两端的电压U随时间t变化的关系如图所示，则 (　　)A．在t1时刻，电路中的电流最大B．在t2时刻，电路中的磁场能最多C．在t2至t3的过程中，电路中的电场能不断增加D．在t3至t4的过程中，电容器带的电荷量不断增加【答案】BC【解析】t1时刻电容器两端电压最高，电路中振荡电流为零，t2时刻电容器两端电压为零，电路中振荡电流最大，磁场能最多，故A错误，B正确．在t2至t3的过程中，由题图可知，电容器两极板间电压增大，必有电场能增加，C正确．而在t3至t4的过程中，电容器两极板间电压减小，电容器带的电荷量不断减少，D错误．3．[科学思维](多选)在如图所示的四种磁场情况中不能产生恒定的感生电场的是 (　　)【答案】ABD【解析】A中磁场不变，则不会产生电场，故A错误；B中磁场方向变化，而大小不变，则不会产生恒定的电场，故B错误；C中磁场随着时间均匀变化，则会产生恒定的电场，故C正确；D中磁场随着时间非均匀变化，则会产生非均匀变化的电场，故D错误．4．[科学思维]电磁波在生活中有着广泛的应用．不同波长的电磁波具有不同的特性，因此也有不同的应用．下列器材与其所应用的电磁波对应关系不正确的是 (　　)A．雷达——无线电波B．手机——X射线C．紫外消毒柜——紫外线D．遥控器——红外线【答案】B【解析】雷达是利用了无线电波中微波来测距的，故A正确；手机采用的是无线电波，X射线对人体有很大的辐射，不能用于通信，故B错误；紫外线具有很强的消毒作用，故C正确；红外线可以用于遥控器，故D正确．5．[科学思维]雷达向远处发射无线电波，每次发射的时间是1 μs，两次发射的时间间隔为100 μs，在雷达的荧光屏上呈现出的尖形波如图所示，已知图中ab＝bc，障碍物与雷达之间的距离是多大？