江蘇省金湖縣第二中學(xué)高考物理總復(fù)習(xí)課件 3 電磁場　電磁波　相對論 新人教版選修34

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1、選考內(nèi)容選考內(nèi)容第第 3 講講 電磁場電磁波相對論電磁場電磁波相對論 麥克斯韋電磁場理論麥克斯韋電磁場理論 電磁波電磁波 電磁振蕩電磁振蕩 電路分析：甲圖：電場能達(dá)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(zhuǎn)化，叫放電過程乙圖：磁場能達(dá)到最大，電場能為零，電路中電流i達(dá)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(zhuǎn)化，叫充電過程丙圖：電場能達(dá)到最大(與甲圖的電場反向)，磁場能為零，電路中電流為零丙?。弘妶瞿埽艌瞿?，電路中電流i，電路中電場能向磁場能轉(zhuǎn)化，叫放電過程丁圖：磁場能達(dá)到最大，電場能為零，回路中電流達(dá)到最大(方向與原方

2、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(zhuǎn)化，叫反向充電過程戊與甲是重合的，從而振蕩電路完成了一個(gè)周期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(zhuǎn)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(zhuǎn)化在振蕩電流的形成過程中，幾個(gè)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(shí)，Q、U、E電均減小，I、E磁則增大，放電結(jié)束時(shí)，Q、U、E電為零而I、E磁達(dá)最大，電

3、容器充電時(shí)，情況相反.無線電波的發(fā)射和接收無線電波的發(fā)射和接收 在發(fā)射用于通信等無線電波時(shí)，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2調(diào)幅與調(diào)頻的區(qū)別：讓高頻電磁波的振幅隨信號的強(qiáng)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.電視和雷達(dá)電視和雷達(dá) 電磁波譜電磁波譜 2不同電磁波產(chǎn)生機(jī)理不同：無線電波由振蕩電路中自由電子的周期性運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生；可見光由原

4、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有顯著熱作用；可見光可引起視覺反應(yīng)；紫外線有顯著的化學(xué)作用；X射線的穿透能力很強(qiáng)；射線的穿透能力更強(qiáng)4各種電磁波的產(chǎn)生機(jī)理及性質(zhì)電磁波電磁波產(chǎn)生機(jī)理產(chǎn)生機(jī)理特性特性應(yīng)用應(yīng)用無線電波無線電波LC電路中的周電路中的周期性振蕩期性振蕩波動(dòng)性強(qiáng)波動(dòng)性強(qiáng)無線電技術(shù)無線電技術(shù)紅外線紅外線原子的最外層原子的最外層電子受激發(fā)后電子受激發(fā)后產(chǎn)生的產(chǎn)生的熱作用顯著，衍熱作用顯著，衍射性強(qiáng)射性強(qiáng)加熱，高空攝影，紅外遙感加熱，高空攝影，紅外遙感可見光可見光引起視覺產(chǎn)生色引起視覺產(chǎn)

5、生色彩效應(yīng)彩效應(yīng)照明，攝影，光合作用照明，攝影，光合作用紫外線紫外線化學(xué)、生理作用化學(xué)、生理作用顯著，能產(chǎn)生熒顯著，能產(chǎn)生熒光效應(yīng)光效應(yīng)日光燈，醫(yī)療上殺菌消毒，日光燈，醫(yī)療上殺菌消毒，治療皮膚病，軟骨病等治療皮膚病，軟骨病等倫琴射線倫琴射線原子的內(nèi)層電原子的內(nèi)層電子受激發(fā)后產(chǎn)子受激發(fā)后產(chǎn)生的生的穿透本穿透本領(lǐng)很大領(lǐng)很大醫(yī)療透視，工作醫(yī)療透視，工作探傷探傷射線射線原子核受激發(fā)原子核受激發(fā)后產(chǎn)生的后產(chǎn)生的穿透本穿透本領(lǐng)最強(qiáng)領(lǐng)最強(qiáng)探傷，對生物組探傷，對生物組織的物理、化學(xué)織的物理、化學(xué)作用，醫(yī)療上殺作用，醫(yī)療上殺菌消毒菌消毒或用對紅外線敏感的照相底片進(jìn)行遠(yuǎn)距離攝影和高空攝影，就可察知物體的形狀和特征

6、這種技術(shù)稱為紅外線遙感利用遙感技術(shù)可在飛機(jī)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(yù)報(bào)臺風(fēng)、寒潮，尋找水源或地?zé)岬却送?，根?jù)物質(zhì)對紅外線的吸收情況，可以研究物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)(1)紫外線具有化學(xué)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(jìn)人體對鈣的吸收，改善人的身體健康(3)紫外線具有熒光作用，可以用來設(shè)計(jì)防偽措施狹義相對論的基本假設(shè)狹義相對論的基本假設(shè) 狹義相對論的時(shí)空觀狹義相對論的時(shí)空觀 在S系中，A以速度v向光接近，B以速度v離開光，事件1與事件2同時(shí)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(shí)發(fā)生即S系中同時(shí)發(fā)生的兩個(gè)事件，在S系中

7、觀察卻不是同時(shí)發(fā)生的因此，“同時(shí)”具有相對性(2)低速空間相對論效應(yīng)可忽略(3)長度收縮是相對的，K系認(rèn)為靜止在K系中的尺收縮，反之，K系認(rèn)為靜止在K系中的尺收縮.質(zhì)速關(guān)系質(zhì)能關(guān)系質(zhì)速關(guān)系質(zhì)能關(guān)系 電磁場理論和電磁波電磁場理論和電磁波 命題規(guī)律根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，判斷是否產(chǎn)生命題規(guī)律根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，判斷是否產(chǎn)生電磁波電磁波解析根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論可知選項(xiàng)A錯(cuò)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(xiàng)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(xué)家麥克斯韋從理論上預(yù)言了電磁波的存在，并指出電磁波的特點(diǎn)例如：電磁波

8、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(jìn)而說明光是電磁波家庭中的一員二十多年后德國物理學(xué)家赫茲用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了電磁波的存在所以D正確答案BCD總結(jié)評述緊緊抓住麥克斯韋電磁場理論的要點(diǎn)，并深刻理解是解決本類題的關(guān)鍵麥克斯韋電磁場理論可以理解為：靜止電場不產(chǎn)生磁場，電場獨(dú)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(2011南京模擬)關(guān)于電磁波和電磁場，下列敘述中正確的是()A均勻變化的電場在它的周圍空間產(chǎn)生均勻變化的磁場B電磁波中每一處的電場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度總是互相垂直的，且與波的傳播方向垂直C電磁波和機(jī)械波一樣依賴于介質(zhì)傳

9、播D只要空間中某個(gè)區(qū)域有振蕩的電場或磁場，就能產(chǎn)生電磁波答案BD解析根據(jù)麥克斯韋電磁場理論可知，均勻變化的電場在它的周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，故選項(xiàng)A是錯(cuò)誤的因電磁波中每一處的電場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度總是互相垂直的，且與波的傳播方向垂直，所以電磁波是橫波，故選項(xiàng)B是正確的電磁場可以在真空中傳播，故選項(xiàng)C是錯(cuò)誤的只要空間中某個(gè)區(qū)域有振蕩的電場或磁場，就在周期性變化的電場周圍產(chǎn)生同頻率變化的磁場，周期性變化的磁場周圍產(chǎn)生同頻率變化的電場，這樣由近及遠(yuǎn)傳播，形成了電磁波，故選項(xiàng)D是正確的.命題規(guī)律考查雷達(dá)的工作原理及應(yīng)用電磁波的應(yīng)用電磁波的應(yīng)用 (1)太陽能電池將實(shí)現(xiàn)哪種轉(zhuǎn)換()A光能微波B光能熱能C光能

10、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 D11.2km/s(3)微波是()A超聲波 B次聲波C電磁波 D機(jī)械波(4)飛機(jī)外殼對微波的哪種作用，使飛機(jī)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?yàn)槲⒉ǖ?)A電離作用 B穿透作用C生物電作用 D產(chǎn)生強(qiáng)熱效應(yīng)答案答案(1)C(2)B(3)C(4)A(5)D總結(jié)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(guān)知識不要深究，但也要有所了解同時(shí)以此為科技背景也可考查其他章節(jié)的有關(guān)知識，如本題第(2)問，值得引起重視(2011揚(yáng)州模擬)某高速公路自

11、動(dòng)測速儀裝置如圖甲所示，雷達(dá)向勻速駛來的汽車發(fā)射不連續(xù)的電磁波，每次發(fā)射時(shí)間約為百萬分之一秒，相鄰兩次發(fā)射時(shí)間間隔為t.當(dāng)雷達(dá)向汽車發(fā)射電磁波時(shí)，在指示熒光屏上呈現(xiàn)出一個(gè)尖波根據(jù)兩個(gè)波的距離，可以計(jì)算出汽車距雷達(dá)的距離，根據(jù)自動(dòng)打下的紙帶，如圖乙所示，可求出該汽車的車速，請根據(jù)給出的t1、t、t2、c求出汽車車速表達(dá)式命題規(guī)律考查時(shí)間相對性、空間相對性的簡單計(jì)算狹義相對論的簡單應(yīng)用狹義相對論的簡單應(yīng)用 一枚靜止時(shí)長30m的火箭以3km/s的速度從觀察者的身邊掠過，火箭上的人測得火箭的長度為多少？如果火箭的速度為光速的二分之一時(shí)，觀察者測得火箭的長度為多少？答案30m26m命題規(guī)律考查質(zhì)能方程的

12、簡單應(yīng)用質(zhì)能方程的簡單應(yīng)用質(zhì)能方程的簡單應(yīng)用 答案答案(1)5.81013J(2)0.08總結(jié)評述質(zhì)能方程Emc2表明物體具有的總能量與它的質(zhì)量之間存在正比關(guān)系，運(yùn)動(dòng)物體動(dòng)能為總能量與靜止時(shí)的能量差，即EkEE0mc2m0c2.聯(lián)合國將2005年定為“國際物理年”，以紀(jì)念愛因斯坦對物理學(xué)的巨大貢獻(xiàn)對于愛因斯坦提出的質(zhì)能方程Emc2，以下看法中正確的是()AEmc2表明物體的能量與其質(zhì)量成正比BEmc2中的E表示發(fā)生核反應(yīng)過程中釋放的核能C根據(jù)Emc2可以計(jì)算核反應(yīng)中釋放的核能DEmc2表示發(fā)生的質(zhì)量虧損m轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰縀釋放出來答案AC解析愛因斯坦質(zhì)能方程Emc2表明物體的能量與它的質(zhì)量之間存在正比關(guān)系，并不是指核反應(yīng)過程中釋放的核能，故A正確，B錯(cuò)誤Emc2中的m不一定是指質(zhì)量虧損，也可能是增加的質(zhì)量，它描述的是m與E的對應(yīng)關(guān)系，故C正確，D錯(cuò)誤