（北京专用）2020版高考物理总复习第十三章第3讲电磁场与电磁波课件.pptx

第3讲电磁场与电磁波,一电磁振荡,二电磁波的发射和接收,知识梳理,考点一麦克斯韦电磁场理论和电磁波,考点二电磁波和机械波的比较,深化拓展,知识梳理,一、电磁振荡,1.电磁振荡(1)振荡电流:大小和方向都作周期性迅速变化的电流。(2)振荡电路:产生振荡电流的电路。(3)LC振荡电路:由线圈L和电容器C组成,是最简单的振荡电路。,(5)电磁振荡的周期T=2,频率f=。,(4)在振荡电路产生振荡电流的过程中,电容器极板上的电荷量、电路中的电流、电容器里的电场强度、线圈里的磁感应强度都随时间作周期性变化。,2.电磁场(1)麦克斯韦电磁场理论:变化的电场在周围空间产生磁场,变化的磁场在周围空间产生电场;均匀变化的电场(磁场)在周围空间产生恒定的磁场(电场),非均匀变化的电场(磁场)在周围空间产生变化的磁场(电场)。(2)振荡的电场(磁场)在周围空间产生周期性变化的磁场(电场)。(3)电磁场:变化的电场在周围空间产生磁场,变化的磁场在周围空间产,生电场,变化的电场和磁场成为一个完整的整体,这就是电磁场。,二、电磁波的发射和接收,1.电磁波(1)电磁场由近及远地传播,形成电磁波。(2)电磁波在空间传播不需要介质;电磁波是横波,交替出现的电场方向、磁场方向及电磁波的传播方向三者都互相垂直;电磁波的传播过程也是传播电磁场的能量的过程。(3)电磁波的传播速度v等于波长和频率f的乘积,即v=f。任何频率的电磁波在真空中的传播速度都相等,都等于真空中的光速c。,2.无线电波的发射与接收(1)无线电波的发射a.要向外发射无线电波,振荡电路必须具有如下特点:第一,要有足够高的振荡频率;第二,采用开放电路,使电场和磁场分散到尽可能大的空间。b.利用无线电波传递信号,要求发射的无线电波随信号而改变。使无线电波随各种信号而改变的技术叫调制,常用的调制方法有调幅和,调频两种。使高频振荡的振幅随信号的强弱而改变叫做调幅,经过调幅以后发射出去的无线电波叫做调幅波。使高频振荡的频率随信号强弱而改变叫做调频,经过调频以后发射出去的无线电波叫做调频波。,c.从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程,叫做检波。检波是调制的逆过程,也叫做解调。,(2)无线电波的接收a.当接收电路的固有频率跟接收到的无线电波的频率相同时,激起的振荡电流最强,这就是电谐振现象。b.使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐。能够调谐的接收电路叫做调谐电路。,1.当代人类的生活和电磁波紧密相关,关于电磁波,下列说法正确的是(C)A.只要把带电体和永磁体放在一起,就会在周围空间产生电磁波B.电磁波在传播过程中,其波速始终保持不变C.电视机、收音机和手机所接收的信号都属于电磁波D.微波炉内所产生的微波不是电磁波,而是波长很短的机械波,解析非均匀变化的磁场、电场才能产生电磁波,A错;电磁波的传播速度与介质有关,B错;电磁波能够携带信息,用于通讯,C正确;微波炉内的微波是波长较短的电磁波,D错。,2.关于机械波和电磁波,下列说法中错误的是(A)A.机械波和电磁波都能在真空中传播B.机械波和电磁波都可以传递能量C.波长、频率和波速间的关系,即v=f,对机械波和电磁波都适用D.机械波和电磁波都能发生衍射和干涉现象,解析机械波的传播需要介质,而电磁波的传播不需要介质,所以选项A说法不正确。干涉、衍射是波特有的现象,选项D说法正确。波能传递能量,v=f对机械波和电磁波都适用,故选项B、C说法都正确。,3.(多选)下列关于电磁波的说法中正确的是(AC)A.麦克斯韦电磁场理论预言了电磁波的存在B.电磁波从真空传入水中时,波长将变长C.雷达可以利用自身发射电磁波的反射波来对目标进行定位D.医院中用于检查病情的“B超”利用了电磁波的反射原理,解析电磁波从空气进入水中,传播速度减小,而电磁波的频率不变,由v=f可知,波长变小;“B超”是利用超声波工作,不是电磁波。,深化拓展,考点一麦克斯韦电磁场理论和电磁波,1.麦克斯韦电磁场理论,2.电磁波(1)产生:变化的电场和变化的磁场总是交替产生,由发生区域向周围空间传播开去,就形成电磁波。(2)特点:电磁波是横波,电场强度E和磁感应强度B的方向都与传播方向垂直。电磁波传播时不需要任何介质,在真空中传播的速度最大,c=3108m/s。电磁波本身是一种物质,它具有能量。具有波的特征,能产生反射、折射、衍射、干涉等现象。,【情景素材教师备用】,1-1下列关于电磁波的说法正确的是(A)A.均匀变化的磁场能够在空间产生电场B.电磁波在真空和介质中传播速度相同C.只要有电场和磁场,就能产生电磁波D.电磁波在同种介质中只能沿直线传播,解析若只有电场和磁场而电场和磁场都恒定或电场、磁场仅均匀变化都不能产生电磁波,C错。光也是电磁波,在真空和介质中传播的速度不同,B错。D选项中没强调是“均匀”介质,若介质各处密度不均匀会发生折射,故D错。,1-2(2017北京理综,20,6分)物理学原理在现代科技中有许多重要应用。例如,利用波的干涉,可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航。如图所示,两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧,它们类似于杨氏干涉实验中的双缝。两天线同时都发出波长为1和2的无线电波。飞机降落过程中,当接收到1和2的信号都保持最强时,表明飞机已对准跑道。下列说法正确的是(),A.天线发出的两种无线电波必须一样强B.导航利用了1与2两种无线电波之间的干涉C.两种无线电波在空间的强弱分布稳定D.两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合,答案C波的干涉产生与否与波的强弱无关,故A错;导航利用了同频率的两列波的干涉,而波长为1和2的两列波频率不同,B错;1与1干涉,2与2干涉,两个干涉图样在空间的强弱分布稳定,故C正确;由于1与2两列波的波长不同,故两干涉图样在空间强弱分布不重合,D错。,考点二电磁波和机械波的比较,2-1(2016北京理综,14,6分)下列说法正确的是(A)A.电磁波在真空中以光速c传播B.在空气中传播的声波是横波C.声波只能在空气中传播D.光需要介质才能传播,解析声波是机械波,是纵波,在气体、固体、液体中都能传播,故B、C两项均错误;电磁波的传播不需要介质,能在真空中以光速传播,A项正确,D项错误。,2-2(2018北京理综,24节选)观测宇宙中辐射电磁波的天体,距离越远单位面积接收的电磁波功率越小,观测越困难。为了收集足够强的来自天体的电磁波,增大望远镜口径是提高天文观测能力的一条重要途径。2016年9月25日,世界上最大的单口径球面射电望远镜FAST在我国贵州落成启用,被誉为“中国天眼”。FAST直径为500m,有效提高了人类观测宇宙的精度和范围。a.设直径为100m的望远镜能够接收到的来自某天体的电磁波功率为P1,计算FAST能够接收到的来自该天体的电磁波功率P2;,b.在宇宙大尺度上,天体的空间分布是均匀的。仅以辐射功率为P的同类天体为观测对象,设直径为100m望远镜能够观测到的此类天体数目是N0,计算FAST能够观测到的此类天体数目N。,答案a.25P1b.125N0,解析a.地球上不同望远镜观测同一天体,单位面积上接收的功率应该相同,因此P2=P1=25P1b.