物理选修3—4第十四章电磁波知识点汇总(训练填空版)

物理选修3-4第十四章电磁波知识点汇总（训练填空版）知识点一、电磁波的发现1）、变化的磁场产生电场实验为证如右图,交流电产生了周期变化的磁场,上面的线圈中产生电流使灯泡发光讨论:①如果用不导电的塑料线绕制线圈,线圈中还有电流、电场吗? 答：（）②线圈不存在时,线圈所处的空间还有电场吗?答：（）③若原线圈改成恒定的直流电,副线圈所处的空间还有电场吗? 答：（）电结论：麦克斯韦认为在变化的磁场周围产生电场,是一种普遍存在的现象,跟闭合电路是否存在无关,导体环只是用来显示电流的存在。

说明:在变化的磁场中所产生的电场的电场线是闭合的(涡旋电场)2）、变化的电场产生磁场①麦克斯韦假设:变化的电场就像导线中的电流一样,会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。

②根据麦克斯韦理论,在给电容器充电的时候,不仅导体中的电流要产生磁场,而且在电容器两极板间变化着的电场周围也要产生磁场3）、麦克斯韦电磁场理论的理解①恒定的电场（）产生磁场②恒定的磁场（）产生电场③均匀变化的电场在周围空间产生（）的磁场④均匀变化的磁场在周围空间产生( )的电场⑤振荡电场产生同频率的( )磁场⑥振荡磁场产生同频率的( )电场4)电场和磁场的变化关系均匀变化电场或磁场E kt E 0+=产生或B kt B 0+=交替产生5）、电磁场如果在空间某区域中有周期性变化的电场,那么这个变化的电场就在它周围空间产生周电磁场期性变化的磁场;这个变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的电场,……。

变化的电场和变化的磁场是相互联系着的,形成不可分割的统一体,这就是电磁场。

6）、电磁波、电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波.、 7）电磁波的特点：(1) 电磁波是横波,电场强度E 和磁感应强度 B 做正弦规律,二者相互垂直,均与波的传播方向垂直。

变化的电场或磁场 恒定的磁场B '=k 或恒定的电场E '=k非均匀变化的电场或磁场E t nk E 0+=0t B k B n +=最终产生恒定的电场或磁场交变的电场或磁场t E E m ωsin = t B B m ωsin =交变的磁场或电场t B B m ωcos '= t E E m ωcos '=(2)电磁波可以在真空中传播,速度和光速相同. v=λf(3) 电磁波具有波的特性。

8）电磁波的实验证明(1) 赫兹的电火花实验：赫兹观察到了电磁波的反射,折射,干涉,偏振和衍射等现象.(2)他还测量出电磁波和光有相同的速度.(3)这样赫兹验证了麦克斯韦关于光的电磁理论.知识点二、电磁振荡1）LC回路产生电磁振荡的实验①电路图LC回路：由线圈L和电容C组成的最简单振荡电路。

②振荡电流: 大小和方向都做周期性变化的电流叫振荡电流。

③振荡原理分析2）电磁振荡种类3）电磁振荡与机械振动（单摆）类比4）电磁振荡周期和频率 周期T ：LC T π2= 频率f:LCf π21=知识点三、电磁波的发射与接收1）无线电波的发射与接收简易电路发射接2）无线电波的发射过程①调制我们要传递的讯号不是等幅高频振荡电流，而是一些低频讯号（如：声音讯号频率只有几百至几千赫兹，图象讯号频率也不过上万赫兹）。

因为不能直接把低频讯号有效地发送出去，所以要把低频讯号加载到等幅高频振荡电流上。

低频讯号相当于货物，等幅高频振荡电流相当于运输车辆。

把低频讯号加载到等幅高频振荡电流上过程，叫调制。

②调制电路ⅲⅲⅳ③调幅波讯号示意图结论：使高频振荡的振幅随信号而改变叫做调幅；使高频振荡的频率随信号而改变叫做调频．3）无线电波的接收过程①接收电路及其示意图②接收过程解析ⅰ）电谐振：当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，这种现象叫做电谐振，相当于机械振动中的共振。

如C组成的电路中接收到图甲电讯号。

L11ⅱ）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。

ⅲ）检波：从接收到的高频振荡中“检”出所携带的信号，叫做检波，它是调制的逆过程，因此也叫解调。

D就是检波元件，通过D 后电讯号如图乙。

ⅳ）高频讯号从C2上旁路掉，低频讯号（如图丙）通过耳机还原成声音。

知识点四、电磁波与信息化社会1）电磁波与信息传递信息可借助电磁波实现远距离传输，可实现有线（如电缆、光缆）传输，也实现无线传输。

2）互联网互联网，即广域网、局域网及单机按照一定的通讯协议组成的国际计算机网络。

互联网是指将两台计算机或者是两台以上的计算机终端、客户端、服务端通过计算机信息技术的手段互相联系起来的结果，人们可以与远在千里之外的朋友相互发送邮件、共同完成一项工作、共同娱乐。

3）电磁波接收终端收音机、电视机、手机等。

4）雷达雷达发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息。

知识点五、电磁波谱1）电磁波谱的概念电磁波的波长或频率大按电小的顺序把它们排列成谱，叫电磁波谱。

由无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线合起来构成范围非常广阔的电磁波谱。

2）电磁波谱分布示意图3）波普成员的特点①无线电波波长大于1mm（频率小于300GHz)的电磁波。

用途：通信、广播和天体物理研究等② 红外线(1)红外线是一种波长比红光的波长还长的不可见光。

其波长范围很宽，约750nm～１×106nm(2)显著作用：热作用。

(3)由英国物理学家赫谢尔于1800年首先发现红外线，一切物体都在不停地辐射红外线，物体温度越高，辐射红外线的本领越强。

(4)用途:红外摄影、红外监控、红外遥控、红外遥感技术等。

③可见光能作用于人的眼睛并引起视觉的称为可见光，如：红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫各色光。

在电磁波中是一个很窄的波段，（波长为750nm～370nm）。

观察物体，照像等等，都是可见光的应用。

④紫外线（1）紫外线是一种波长比紫光还短的不可见光；其波长范围约5nm～370nm。

显著作用：A、荧光，B、化学作用，C、杀菌消毒等。

（2）由德国物理学家里特于1801年首先发现的，一切高温物体发出的光中，都有紫外线。

⑤伦琴射线和γ射线伦琴射线（X射线）是一种波长比紫外线更短的不可见光。

有较强的穿透能力。

比伦琴射线还短的那就是γ射线。

伦琴射线用于透视，γ射线用于工业探伤和医用放疗。

4）太阳辐射①太阳辐射光谱相对光强与波长之间的关系图②太阳光谱成分说明阳光含有：无线电波、红外线、可见光、紫外线、x射线、γ射线。

太阳辐射的能量集中在可见光、红外线、紫外线三个区域。

阳光中波长在5.5x10-7m的黄绿光附近，辐射的能量最强，这区域恰好是人眼最敏感。

练习题一、选择题(本题共10个小题，每小题4分，共40分)1．下列关于电磁波的说法正确的是()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2．通信的过程就是把信息尽快地从一处传递到另一处的过程，古代也采用过“无线”通信的方式，如利用火光传递信息的烽火台，利用声音传递信息的鼓，关于声音与光，下列说法正确的是()A．声音和光都是机械波B．声音和光都是电磁波C．声音是机械波，光是电磁波D．声音是电磁波，光是机械波3．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，其中不正确的是()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，而电磁波只有纵波图14．某空间出现如图1所示的一组闭合的电场线，这可能是()A．在中心点O处有一个点电荷B．沿轴线方向有稳定的电流C．沿轴线方向的磁场在迅速减弱D．沿轴线方向的磁场在迅速增强5．收音机中的调谐电路线圈的自感系数为L，要想接收波长是λ的电台信号，应把调谐电路中电容器的电容调至(c为光速)()A．λ/2πLc B．1/2πLcλC．λ2/2πLc2D．λ2/4π2Lc2图26．如图2所示，i－t图象表示LC振荡电路的电流随时间变化的图象，在t ＝0时刻，回路中电容器的M板带正电，在某段时间里，回路的磁场能在减小，而M板仍带正电，则这段时间对应图象中()A．Oa段B．ab段C．bc段D．cd段7．如图3所示图3为LC振荡电路某时刻的情况，以下说法正确的是()A．电容器正在充电B．电感线圈中的磁场能正在增加C．电感线圈中的电流正在增大D．此时刻自感电动势正在阻碍电流增大8．眼睛的视觉暂留时间为0.1 s，为了使电视图象是连续活动的，电视台每秒内发送的图像信号()A．应该多于10张B．应该少于10张C．通常每秒发射10张D．通常每秒发射25张图49．如图4所示，为LC回路中电流随时间变化的图象，规定回路中顺时针电流方向为正．在t＝34T时，对应的电路是下图中的()10．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．频率接近可见光的电磁波易沿直线传播D．以上说法都不正确11．(8分)图5如图5所示的LC振荡回路中振荡电流的周期为2×10－2 s．自振荡电流沿逆时针方向达到最大值时开始计时，当t＝3.4×10－2 s时，电容器正处于________状态(填“充电”、“放电”、“充电完毕”或“放电完毕”)．这时电容器的上极板________(填“带正电”、“带负电”或“不带电”)．12．(8分)电磁波频谱中，按频率从高到低排列是________________________________，频率越高的电磁波，________能力越强，波长越________的电磁波，绕过障碍物的能力越强．13．(4分)现在，移动电话(手机)已经十分普遍，随身携带一个手机就可以在城市的任何一个角落进行通话．我国现有几亿部手机，那么每一部手机接收到的电磁波频率________(填“相同”或“不相同”)．现在建了很多地面转播塔，但还是有很多“盲区”，那么我们为什么不用同步卫星直接转播呢？因为_________________________________________________________________ _______.三、计算题(本题共4个小题，共40分)14．(8分)通过同步卫星通话时，对方总是停一小段时间再回话，问说话后至少经过多长时间才能听到对方回话？(设对方听到说话后立即回话，已知M地＝6×1024 kg，R地＝6.4×106 m)15.(8分)图6如图6所示振荡电路中，线圈自感系数L＝0.5 H，电容器电容C＝2 μF.现使电容器带电，从接通开关S时计时(1)当t＝3.0×10－2 s时，电路中电流方向如何？(2)经过多长时间，线圈中的磁场能第一次达到最大？16．(12分)如图7所示的电路中，图7电容器的电容C＝1 μF，线圈的自感系数L＝0.1 mH.先将开关S拨至a，这时电容器内有一带电油滴恰能保持静止，然后将开关S拨至b，经过t＝3.14×10－5 s，油滴的加速度a是多少？当油滴的加速度a′为何值时，LC回路中的振荡电流有最大值？(g取10m/s2，π＝3.14，研究过程中油滴不与极板接触)17.(12分)请回答以下问题：(1)红外体温计不与人体接触就能测体温，为什么？(2)一切物体都在不停地辐射红外线，为什么在冰窑中我们会感到很冷？(3)红外遥感有哪些方面的应用？参考答案1．A[本题考查的是电磁波内容．电磁波其实就是电磁场在空间的相互激发和传播．在真空中传播速度最大，等于光速，在其他介质中速度小于光速，既然是波，就具有衍射的特性，所以B、D项错误；只有变化的电场周围会产生磁场，变化的磁场周围会产生电场，如果电场或磁场均匀变化，周围激发的是恒定的磁场或电场，所以C项错误，A项正确．]2．C[波动过程既能传递能量，又能传递信息，光与声音虽然都是波动，但二者本质不同，即产生机理不同：光是电磁波，是物质，传播过程不需要介质；而声音是机械波，由振动产生，通过介质传播，故C正确，A、B、D错误．] 3．D[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 说法对；机械波和电磁波都具有干涉和衍射现象，B说法对；机械波的传播依赖于介质，电磁波可以在真空中传播，C说法对；机械波有横波和纵波，而电磁波是横波，D说法错．]4．CD[电荷的周围产生静电场而不是涡旋场，稳定电流的周围产生磁场，A、B错．变化的磁场周围产生涡旋电场，由于磁场的方向未知，因此C、D都有可能．]5．D[由λ＝cf可得，信号的频率f＝cλ，想接收波长为λ的电台信号，故应将调谐电路的频率也调至f.又f＝12πLC，所以cλ＝12πLC，得C＝λ24π2c2L，D项正确．]6．D[某段时间里，回路的磁场能在减小，说明回路中的电流在减小，电容器充电，而此时M带正电，那么一定是给M极板充电，电流方向顺时针．由题意知t＝0时，电容器开始放电，且M极板带正电，结合i－t图象可知，电流以逆时针方向为正方向，因此这段时间内，电流为负，且正在减小，符合条件的只有图象中的cd 段，故选D .]7．BCD [由题图所示的磁感线方向，利用安培定则可判得：回路中电流从正极板流出，即电容器处于放电过程中，故选项A 错误．放电过程是电场能减小的过程，因而是磁场能增加的过程，也是振荡电流增大的过程，故选项B 、C 正确．在振荡电流增大时，线圈产生自感电动势阻碍电流增大，故选项D 正确．]8．AD [n>1Δt ＝10，通常情况下每秒发射25张．]9．B10．BC [电磁波谱中，γ射线频率最大，波长最短，最难发生衍射，无线电波频率最小，波长最长，最易发生衍射；频率接近可见光的电磁波波长短、频率大，不易衍射，直线传播性好，故B 、C 正确．]11．充电 带正电解析 振荡电路在一个周期内，经历放电→充电→放电→充电四个过程，每一个过程历时T 4.当振荡电流以逆时针达到最大时，电容器上极板刚放电完毕，将开始对下极板充电．由于时间t ＝3.4×10－2 s ＝1.7T ，根据电磁振荡的周期性特点，此时刻状态与开始计时后经过t ′＝0.7T 的状态一样，所以电容器正处于充电状态，且上极板带正电．本题也可通过电磁振荡中的i －t 图象来分析，若以逆时针方向电流为正方向，从电容器上极板开始放电时计时，画出的振荡电流如图所示．题中状态对应于从A 点开始到B 点的一段过程．显然，正处于对上极板充电状态，上极板应带正电．12．γ射线、X 射线、紫外线、可见光、红外线和无线电波 穿透 长13．不相同(每一部手机有一定频率) 用卫星转播太远，信号太弱14．0.48 s解析 要求出说话后听到对方讲话经历的时间，需要知道同步卫星分别和两人之间的距离，当两人都站在同步卫星的正下方时，电磁波经同步卫星传播的距离最短，需时最少．设卫星的质量为m ，距地高度为h ，同步卫星的角速度和地球自转的角速度相同．由牛顿第二定律得：mω2(R ＋h)＝G Mm (R ＋h )2， h ＝3GM ω2－R ＝3 6.67×10－11×6×1024×(3 600×24)24×3.142 m －6.4×106 m ＝3.59×107 m ＝3.59×104 km .无线电传播的最短距离为s ＝4h ＝3.59×107×4 m ＝1.44×108 m .传播的最短时间为t＝sc＝1.44×1083×108s＝0.48 s.15．(1)顺时针(2)1.57×10－3s解析(1)设顺时针为正方向LC回路振荡的周期为T＝2πLC＝2π0.5×2×10－6s＝6.28×10－3s当t＝3.0×10－2s时，t＝4.78T，即434T<t<5T，此时电容器正处于正向充电阶段，所以电流方向为顺时针．(2)当接通开关S时，电容器开始放电，当电场能完全转化为磁场能时，磁场能第一次达到最大，此时t＝T4＝1.57×10－3s.16．20 m/s210 m/s2解析当S拨至a时油滴受力平衡，显然油滴带负电有：mg＝Ud q①当S拨至b后，LC回路中有振荡电流，振荡周期为T＝2πLC＝6.28×10－5s当t＝3.14×10－5s时，电容器恰恰反向充电结束，两极板间场强与t＝0时等大反向，由牛顿第二定律得Ud q＋mg＝ma②联立①②得：a＝20 m/s2.当振荡电流最大时，电容器处于放电完毕状态，两极板间无电场，油滴仅受重力作用．则mg＝ma′，得a′＝10 m/s2.即当油滴的加速度为10 m/s2时，LC回路中振荡电流有最大值.17．见解析解析(1)一切物体都在不停地辐射红外线，且温度越高，发射的红外线越强，人体当然也是这样，这就是红外体温计的原理．因此红外体温计不与人体接触就可测体温．(2)在冰窑中四周为冰，温度较低，它向外辐射红外线的本领比人体弱，显然在冰窑中，人体同样时间内向外辐射红外线比接收的冰辐射的红外线要多，因此会感觉越来越冷．(3)红外遥感技术有着广泛的应用．如利用红外遥感可以在飞机或卫星上勘测地热、寻找水源、监视森林火情、预报风暴和寒潮等，红外遥感在军事上的应用也十分重要．。