高中物理沪科版选修3-4同步练习第三章电磁场合电磁波 3.4电磁波家族含解析

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2016-2017学年高中物理第3章电磁场与电磁波3.3无线电通信3.4电磁波家族教师用书沪科版选修3-4

3.3 无线电通信3.4 电磁波家族学习目标知识脉络1.了解电磁波的发射、传播和接收的基本原理.知道调制、调谐、电谐振、解调(检波)等概念的意义及区别.(难点)2.了解无线电波的三种主要传播途径及其特点.(重点)3.知道电磁波谱及其组成部分的特点和作用，知道光是一种电磁波.(重点)4.了解电磁波的利用及其危害的防护措施.无线电波的发射与传播[先填空]1.无线电广播无线电广播传递的是声音信号，无线电广播是先将声音信号转变成电信号，再将此电信号加载到等幅的高频信号上，并进行放大，再通过发射塔发射出去.图3312.振荡器的作用振荡器的作用是产生等幅高频信号.低频音频信号只有加载到高频信号上去，形成随音频信号而改变的高频信号、才能通过发射天线发射出去.3.调制器的作用(1)调制器的作用就是把低频信号加载到高频信号上去.(2)调制方式有调幅和调频.⎩⎪⎨⎪⎧ 调幅是使高频振荡信号的振幅随低频信号变化.调频就是使高频振荡信号的频率随低频信号变化.4.电磁波的传播(1)无线电波通常有三种传播途径：地波、天波和空间波.①地波：沿地球表面空间传播的无线电波.在无线电技术中，通常采用地波的形式传播长波、中波和中短波.②天波：靠大气层中电离层的反射传播的无线电波.短波最适合采用天波的形式传播.③空间波：像光束那样沿直线传播的无线电波.这种传播方式适用于超短波和微波通信，此外卫星中继通信，卫星电视转播等也主要是利用空间波作为传输途径.[再判断]1.摄像管输出的电信号可以直接通过天线向外发射.(×)2.摄像管输出的电信号必须“加”在高频振荡电流上，才能向外发射.(√)3.同步卫星进行无线电通信只能利用微波.(√)[后思考]1.通常情况下如何对电磁波进行调制？【提示】有调幅和调频两种：(1)调幅是使高频振荡信号的振幅随低频信号变化.(2)调频是使高频振荡信号的频率随低频信号变化.2.电磁波的发射过程为什么要采用调制技术？【提示】像声音这样的信号，一般频率相对较低，而电台要向外发射电磁波，要有足够高的频率.实验证明，发射能量与发射频率的4次方成正比，可见只有提高发射频率才能提高发射能量，为此要把这些信号加载到高频信号上去.就好像人的远行能力不足，要乘汽车、飞机一样.这个加载的过程就是调制.[核心点击]1.无线电波的发射：由振荡器(常用LC振荡电路)产生高频振荡电流，用调制器将需传送的电信号调制到振荡电流上，再耦合到一个开放电路中激发出无线电波，向四周发射出去.2.电磁波的发射示意图(如图332所示)图3323.“调幅”和“调频”都是调制过程(1)高频振荡信号的振幅随低频信号变化的调制方式叫调幅，一般电台的中波、中短波、短波广播以及电视中的图像信号采用调幅波.(2)高频振荡信号的频率随低频信号变化的调制方式叫调频，电台的立体声广播和电视中的伴音信号，采用调频波.1.要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领，应该采取的措施是( )A.增加辐射波的波长B.增加辐射波的频率C.使振荡电容的正对面积足够小D.尽可能使电场和磁场分散开E.减小回路中的电容和电感【解析】提高电磁波发射本领(功率)应增大f，电磁场应尽可能扩散到周围空间，形成开放电路.f＝12πLC，C＝εr S4πkd，要使f增大，应减小L或C，故正确答案为B、C、E.【答案】BCE2.为了把需要传递的信号(图像、声音等)加载到电磁波上发射出去，必须对振荡电流进行________.(选填“调谐”“调制”或“解调”)【解析】信息(声音或图像等)转化为电信号后，往往由于信号频率低不能直接用来发射，需要把要传递的电信号“加载”到高频电磁波上，这就是调制.【答案】调制无线电波的发射及相关问题1.无线电波的发射：由振荡器(常用LC振荡电路)产生高频振荡电流，用调制器将需要传送的电信号调制到振荡电流上，再耦合到一个开放电路中激发出无线电波，向四周发射出去.2.一般电台的中波、中短波、短波广播以及电视中的图像信号，都采用调幅波；电台的调频广播和电视中的伴音信号，都采用调频波.低频信号类比成货物，高频波类比成运载工具，调制的过程类比成将货物装载到运载工具上.无线电波的接收[先填空]1.电磁波的接收原理电磁波在传播过程中如果遇到接收天线——导体，会在天线上产生微弱的感应电流.这个感应电流的频率跟接收的电磁波的频率相同.2.电谐振现象与调谐(1)电谐振现象：当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生电流最强的现象.与机械振动中的共振现象类似.(2)调谐：在无线电技术中，对空间存在的各种频率电磁波，需要选择某一特定的频率接收的过程.3.检波使声音或图像信号从调谐电路接收到的高频振荡电流中“检”出来的过程，它是调制的逆过程，也叫做解调.[再判断]1.无线电波的接收需要经过调谐、高频放大、检波、音频放大的过程.(√)2.调谐就是使某一频率的电磁波与接收电路产生电谐振.(√)3.检波就是从众多的电磁波中得到我们所需要的信号.(×)[后思考]1.调谐电路能进行调谐的基本原理是什么？【提示】调谐电路能进行调谐的基本原理是电谐振，即让接收电磁波的频率和被接收电磁波的频率相同.2.如何才能从经过调制的电磁波中得到声音、图像信号？【提示】要对接收到的调制信号进行解调，去掉高频成份，只保留声音、图像这些低频信号，即从振荡电流中“检”出声音、图像信号.[核心点击]1.解调是调制的逆过程声音、图像等信号频率相对较低，不能转化为电信号直接发射出去，而要将这些低频信号加载到高频电磁波信号上去.将声音、图像信号加载到高频电磁波中的过程就是调制.而将声音、图像信号从高频信号中还原出来的过程就是解调.2.正确理解调谐的作用世界上有许许多多的无线电台、电视台及各种无线电信号，如果不加选择全部接收下来，那必然是一片混乱，分辨不清.因此接收信号时，首先要从各种电磁波中把我们需要的选出来，通常叫选台.在无线电技术中利用电谐振达到目的.3.关于电磁波的发射和接收，下列说法中正确的是( )A.为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，电路必须是闭合的B.音频电流的频率比较低，不能直接用来发射电磁波C.当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时，接收电路产生的振荡电流最强D.要使电视机的屏幕上有图像，必须要有检波过程E.振荡电路的频率越高，产生的电磁波在空间传播越快【解析】有效发射电磁波，必须采用开放电路和高频发射；一般的音频电流的频率较低，不能直接用来发射电磁波；电磁波接收原理是一种叫电谐振的现象，与机械振动中的共振有些相似；电视机显示图像时，必须通过检波过程，把有效的信号从高频调制信号中取出来，否则就不能显示，B、C、D正确.【答案】BCD4.有一个LC接收电路，原来接收较低频率的电磁波，现在要想接收较高频率的电磁波，其调节方式应把可动电容器的动片适当________一些.【解析】增大LC接收电路的频率，由公式f＝12πLC可知应减小电容或电感；把可动电容器的动片适当旋出一些即可.【答案】旋出5.世界各地有许多无线电台同时广播，用收音机一次只能收听到某一电台的播音，而不是同时收听到许多电台的播音，其原因是因为接收到的电台电磁波与收音机调谐电路的固有频率________，产生了________.【解析】选台就是调谐过程，使f固＝f电磁波，在接收电路中产生电谐振，激起的感应电流最强.【答案】相同电谐振相近概念的辨析技巧1.调频和调幅：这是调制的两种方式，使电磁波的频率随信号改变的调制方式叫调频；使电磁波的振幅随信号改变的调制方式叫调幅.2.调制和解调：把低频电信号加载到高频等幅振荡电流上叫作调制；把低频电信号从高频载波中检出来叫解调，是调制的逆过程.电磁波家族[先填空]1.电磁波谱按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列起来，就组成了电磁波谱.按波长由长到短依次为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线.2.电磁波家族成员的特性(1)无线电波：波长较长，主要应用于广播、电视、雷达、微波炉等.(2)红外线：不能引起人的视觉，热效应作用较强.波长比可见光长，衍射现象明显.所有物体都能辐射红外线，能在云雾、烟尘中传播得较远.主要应用于红外线摇感或红外高空摄影.(3)可见光：引起人类视觉的部分，万物生长靠太阳.(4)紫外线：频率比可见光要高，不能引起人的视觉.化学作用较强，应用于杀菌消毒；还有较强的荧光效应，用来激发荧光物质发光.(5)X射线：频率比紫外线还高，当高速电子流轰击固体时能发出X射线，又叫伦琴射线.穿透力较强.用来检查工业部件的内部有无裂纹或气孔，医学上用于人体透视.(6)γ射线：频率比X射线还要高，穿透能力更强，主要应用它的穿透能力.[再判断]1.X射线对生命物质有较强的作用，过量的X射线辐射会引起生物体的病变.(√)2.γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高.(√)3.紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射.(×)[后思考]1.为什么超远程无线电利用无线电波中的长波波段，而雷达利用微波波段？【提示】根据波的衍射特性，波长越长，越容易绕过障碍物，所以超远程无线电利用长波波段.微波波长短，传播时直线性好，雷达正是利用了微波直线传播性好的特点.2.红外体温计不用与人体接触便可以迅速测量体温，如图333所示，你知道它的工作原理吗？图333【提示】根据体温越高，辐射红外线越强的原理.[核心点击]1.电磁波的共性(1)它们在本质上都是电磁波，它们的行为服从相同的规律，各波段之间的区别并没有绝对的意义.(2)都遵守公式v＝λf，它们在真空中的传播速度都是c＝3.0×108 m/s.(3)它们的传播都不需要介质.(4)它们都具有反射、折射、衍射和干涉的特性.2.电磁波的个性(1)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，波长越短穿透能力越强.(2)同频率的电磁波，在不同介质中速度不同.不同频率的电磁波，在同一种介质中传播时，频率越大折射率越大，速度越小.(3)产生机理不同无线电波振荡电路中电子周期性运动产生红外线、可见光和紫外线原子的外层电子受激发后产生X射线原子的内层电子受激发后产生γ射线原子核受激发后产生(4)菌消毒，X射线应用于医学上的X光照片，γ射线检查金属部件的缺陷等.6.无线电波的中波波长范围为200～3 000 m.求该波段的频率范围.【解析】根据频率公式f＝cλ得f1＝cλ1＝3×108200Hz＝1.5×106Hz，f2＝cλ2＝3×1083 000Hz＝1.0×105 Hz，即该波段的频率范围为1.0×105～1.5×106 Hz.【答案】 1.0×105～1.5×106 Hz7.下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象，请将相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格上.(1)X光机，________.(2)紫外线灯，________.(3)用理疗“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得较好，这里的“神灯”是利用________.A.光的全反射B.紫外线具有很强的荧光作用C.紫外线具有杀菌消毒作用D.X射线的很强的贯穿力E.红外线具有显著的热效应F.红外线波长较长，易发生衍射【解析】(1)X光机是用来透视人的体内器官的，因此需要具有较强穿透力的电磁波，但又不能对人体造成太大的伤害，因此采用了穿透能力比较强又不会给人体造成太大伤害的X射线，选择D.(2)紫外线灯主要是用来杀菌的，因此它应用的是紫外线的杀菌作用而非荧光作用，因此选择C.(3)“神灯”又称红外线灯，主要是用于促进局部血液循环，它利用的是红外线的热效应，使人体局部受热，血液循环加快，因此选择E.【答案】(1)D (2)C (3)E巧记电磁波谱的性质1.电磁波谱中都是电磁波，在真空中传播速度相等，都等于光速；2.电磁波谱中都是波，具有波的一切特性.例如，反射、折射、干涉、衍射等；3.由于频率和波长不同，各自特性又有所不同，波长越长衍射现象越明显，频率越高能量越大.。

高二物理同步练习：第3章+电磁场和电磁波(含解析)(沪科版选修3-4)

第三章电磁场和电磁波一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)1.比较机械波与电磁波，正确的说法是()A．二者都传递能量B．二者传播都需要介质C．二者都既有横波又有纵波D．二者都是振动或电磁振荡停止，波立即消失解析：选A.机械波与电磁波都具有波的一般性质，如传递能量，但由于两类波本质不同，又有各自的特性．如电磁波的传播不需要介质，且电磁波只有横波，可判定B、C选项错误；振动停止，两类波继续传播，D项错误．2.下列关于无线电波的叙述中，正确的是()A．无线电波是波长从几十千米到几毫米的电磁波B．无线电波在任何介质中传播速度均为3.00×108 m/sC．无线电波不能产生干涉和衍射现象D．无线电波由真空进入介质传播时，波长变短解析：选AD.无线电波中长波波长有几十千米，微波中的毫米波只有几毫米，A项正确；无线电波在介质中的传播速度小于在真空中的传播速度，B项错误；无线电波也能产生干涉和衍射现象，C项错误；无线电波由真空进入介质传播时，由于波速减小可知波长变短，D项正确．3.关于LC电路，下列说法正确的是()A．一个周期内，电容器充、放电各一次B．电容器极板上电压最大时，线圈中的电流最强C．电容器开始充电时，线圈中的磁场能最大D．电容器开始充电时，电场能最大解析：选C.电容器从开始充电到放电完毕才经历半个周期，一个周期内，电容器应充、放电各两次，A错误；电容器上的电压最大时，电场能最大，此时磁场能为零，线圈中的电流为零，B错误；电容器开始充电时，电场能为零，线圈中磁场能最大，所以C正确，D错误．4.用一台简易收音机收听某一电台的广播，必须经过的两个过程是()A．调制和解调B．调谐和检波C．检波和解调D．调频和调幅解析：选B.首先必须接收到电磁波，叫调谐或选台，收到后将高频电磁波与低频音频信号分开，叫解调或检波．5.关于电磁场和电磁波，下列叙述正确的是()A．变化的电场能够产生磁场，变化的磁场也能产生电场B．电磁波和机械波都只能在介质中传播C．电磁波在空间传播时，电磁能也随着一起传播D．电磁波穿过两种介质的分界面时频率会发生变化解析：选AC.由麦克斯韦的电磁场理论知，选项A正确；由于电磁波能够在真空中传播，选项B错误；电磁波传播的过程就是能量传播的过程，C项正确；电磁波的频率由波源决定，与介质无关，选项D错误．6.在LC振荡电路中，电容器C的带电荷量q随时间t变化的图像如图所示．在1×10－6 s到2×10－6 s内，关于电容器的充(放)电过程及由此产生的电磁波的波长，正确的是() A．充电过程，波长为1200 mB．充电过程，波长为1500 mC．放电过程，波长为1200 mD．放电过程，波长为1500 m解析：选A.由图可知，在1×10－6 s到2×10－6 s内，电容器C的带电荷量由0增加到最多，因此是充电过程．电磁振荡周期等于所发射的电磁波的周期，那么电磁波的波长为λ＝cT＝3×108×4×10－6 m＝1200 m.7.无线电发射装置的振荡电路中的电容为30 pF时发射的无线电波的频率是1605 kHz.若保持回路的电感不变将电容调为270 pF，这时发射的电波的波长为()A．62 m B．187 mC．560 m D．1680 m解析：选C.由f ＝12πLC 得 ff 1′＝C ′C，f ′＝5.35×105 Hz ，又因为λ＝v /f ＝3.0×1085.35×105m ＝560 m ，故选C.8.如图所示，是一台收音机的屏板，当向右调指针(图中黑块)时，所接收的电磁波( )A ．频率变大，波长变大B ．频率变大，波长变小C ．频率变大，波长不变D ．频率变小，波长变大解析：选B.面板上所标识的数字是频率，向右调节时频率显然增大，由于波速一定时，波的频率与波长成反比关系，所以波长变小．9.如图甲所示的振荡电路中，电容器极板间电压随时间的变化规律如图乙所示，则电路中振荡电流随时间的变化图像应是图中的哪一个(以回路中逆时针方向振荡电流为正)( )解析：选D.从题图乙可以看出，在0～T4这段时间内是充电过程，且u AB >0，即u A >u B ，A 板应带正电，只有顺时针方向的回路电流(负方向)才能使A 板被充电后带正电．同时要考虑到，电流最大时其变化率为零，即L ΔIΔt(电动势)为零，所以应选D.10.图甲为一个调谐接收电路，(a)、(b)、(c)为电路中的电流随时间变化的图像，则( )A ．i 1是L 1中的电流图像B ．i 1是L 2中的电流图像C ．i 2是L 2中的电流图像D ．i 3是流过耳机的电流图像解析：选ACD.L 2中由于电磁感应，产生的感应电动势的图像是同(a)图相似的，但是由于L 2和D 串联，所以当L 2的电压与D 反向时，电路不通，因此这时L 2没有电流，所以L 2中的电流应选(b)图．故应选A 、C 、D.二、填空题(本题共2小题，第11小题4分，第12小题8分，共12分，将答案填在题中的横线上)11.有一种“隐形飞机”，可以有效避开雷达的探测，秘密之一在于它的表面有一层特殊材料，这种材料能够__________(填“增强”或“减弱”)对电磁波的吸收作用；秘密之二在于它的表面制成特殊形状，这种形状能够__________(填“增强”或“减弱”)电磁波反射回雷达设备．解析：题目介绍了电磁波在军事上的用途．电磁波如果遇到尺寸明显大于波长的障碍物就要发生反射，雷达就是利用电磁波的这个特性工作的．要有效避开雷达的探测，就要设法减弱电磁波的反射．据此即可确定答案为：增强；减弱．答案：增强减弱12.如图所示的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________(填“充电”“放电”“充电完毕”或“放电完毕”)状态．这时电容器的上极板________(填“带正电”、“带负电”或“不带电”)．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T4.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 图像来分析，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．答案：充电带正电三、计算题(本题共4小题，共48分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位) 13.(8分)LC 振荡电路中，线圈的自感系数L 可以从4 mH 变到9 mH ，电容器的电容C 可以从36 pF 变到100 pF.这个振荡电路的最高频率是多大？对应的电磁波的波长是多长？解析：由f ＝12πLC得L 、C 越小，f 越高．(2分) 所以最高频率时L ＝4 mH ，C ＝36 pF(2分) 则f m ＝12πLC＝1.33×105 Hz ，(2分) 波长λ＝c /f ＝2.25×103 m ．(2分) 答案：1.33×105 Hz 2.25×103 m14.(12分)麦克斯韦在1865年发表的《电磁场的动力学理论》一文中提出了电、磁现象与光的内在联系及统一性，即光是电磁波．一单色光在折射率为1.5的介质中传播，某时刻电场横波图像如图所示，求该光波的频率．解析：设光在介质中的传播速度为v ，波长为λ，频率为f ，则 f ＝vλ①(3分) v ＝cn②(3分) 联立①②式得f ＝cn λ(3分)从波形图上读出波长λ＝4×10－7 m ，代入数据得f ＝5×1014 Hz.(3分) 答案：5×1014 Hz15.(14分)某雷达工作时所发射的无线电波波长为1 m ，它可以定向发出脉冲波，连续两个脉冲的时间间隔为10－4 s ．一飞机始终在雷达的某一方位上做直线飞行，图为雷达屏幕，屏幕上方有时间尺，P 1、P 2是雷达发出的电波信号．n 1、n 2是P 1、P 2由飞机反射回来后雷达接收的信号．设雷达匀速扫描，根据图分析回答下列问题．(1)飞机是朝着雷达飞行，还是远离雷达飞行？ (2)当信号P 1传播到飞机处时，飞机距雷达多远？解析：(1)由标尺上的时间刻度可以看出，第一个雷达信号P 1从发出至返回历时为10个小格，第二个雷达信号P 2从发出至返回历时为11个小格，即第二个雷达信号从发出至返回所有时间较长，表明P 1、P 2两个雷达信号分别遇到飞机时，第一个信号与飞机相遇的位置离雷达较近一些，第二个信号与飞机相遇的位置离雷达较远一些，可见飞机是朝着远离雷达的方向飞行的．(4分)(2)在图上，P 1、P 2间相距为时间标尺上的20小格，由题意知连续两个脉冲间的时间间隔为10－4s ，故时间标尺上的每一小格代表的时间为Δt ＝10－420s ＝5×10－6 s.(3分)由图可以看出，信号P 1从发出至返回被雷达接收到(图上的n 1)历时为10个小格，则这段时间为t ＝10Δt ＝5×10－5 s ，(3分)信号P 1自发出后，经过t2就遇到了飞机，则信号P 1传播到飞机时，飞机与雷达之间的距离为x ＝c t 2＝3.0×108×2.5×10－5 m ＝7.5×103 m.(4分)答案：(1)远离 (2)7.5×103 m16.(14分)如图所示的电路中，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3.14×10－5s ，油滴的加速度是多少？当油滴的加速度为何值时，LC 回路中的振荡电流有最大值？(g取10 m/s 2，π取3.14，研究过程中油滴不与极板接触)解析：当S 拨至a 时，油滴受力平衡，显然油滴带负电，则mg ＝q Ud ①(3分)当S 拨至b 时，LC 回路中有振荡电流，振荡周期为T ，则T ＝2πLC ＝6.28×10－5 s ．(2分)当t＝3.14×10－5 s时，电容器恰好反向充电结束，两极板间场强与t＝0时两极板间场强等大反向，由牛顿第二定律得q Ud＋mg＝ma②(3分)联立①②得a＝20 m/s2.(2分)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′，a′＝10 m/s2，即当油滴加速度为10 m/s2时，LC回路中振荡电流有最大值．(4分)答案：20 m/s210 m/s2。

2019-2020学年沪教版物理选修3-4同步配套学案：3.3 无线电通信 3.4 电磁波家族 Word版含答案

3．3无线电通信3．4电磁波家族1.了解无线电波的发射过程和振荡器、调制器的作用．(重点)2.了解不同波长的电磁波的传播方式．3.了解调谐、检波及无线电波的接收的基本原理．(重点)4.了解我们生活中的无线电通信．5.知道电磁波谱以及各组成部分，并且掌握不同电磁波的产生机理．6.知道红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线的主要作用．(重点)一、无线电波的发射发射电磁波是为了传递信号，将需要传递的信号加载在电磁波上，使电磁波随信号而改变叫做调制，通常有两种方式，一种是使高频振荡的振幅随低频信号而改变叫做调幅，另一种是使高频振荡的频率随低频信号而改变叫做调频．1．振荡器的作用：产生等幅高频信号．2．调制器的作用：把低频信号加载到高频信号上去．二、无线电波的传播无线电波通常有三种传播途径：地波、天波和直线传播．1．地波：是沿地球的表面空间传播的无线电波．在无线电技术中，通过采用地波的形式传播长波、中波和中短波．2．天波：是靠大气层中电离层之间的反射传播的无线电波．短波最适合采用天波的形式传播．3．直线传播：是像光束那样沿直线传播的无线电波，这种传播方式适用于超短波和微波通信，此外卫星中继通信，卫星电视转播等也主要是利用直线传播作为传输途径．三、无线电波的接收1．电谐振现象：当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相同时，电磁波会使电路中产生最强的电流．与机械振动中的共振现象类似．2．调谐：在无线电技术中，对空间存在的各种频率电磁波，需要挑选出某一种特定的频率接收的过程．3．调谐电路：能够进行调谐的接收电路．4．检波：从高频载波中把低频信号“检”出来的过程，是调制的逆过程，也叫解调.四、无线电波在我们生活中微波通信、卫星通信和光纤通信为人类交流信息发挥着巨大的作用．随着激光器和光纤的发明，又实现了光纤通信．其特点是能量损耗小、抗干扰能力强．因特网就是利用光纤来交换信息．五、电磁波谱将各种电磁波按波长或频率的大小顺序排列起来，就构成了电磁波谱，通常人们按用途将电磁波谱划分为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线六个波段．六、电磁波家族成员的特性1．可见光：进入人眼能引起视觉的电磁波叫做可见光．若没有可见光，地球上的生物就难以生存，世界就不会丰富多彩．2．红外线：波长比可见光中的红光的波长长，不能引起人的视觉，是不可见光；所有物体都在不停地辐射红外线，且温度越高，辐射的红外线越强，波长越短；红外线的主要作用是热效应．3．紫外线：波长比可见光中的紫光波长还短，不能引起人的视觉；主要作用：杀菌消毒．4．X射线(伦琴射线)：波长比紫外线的波长还短，高速电子流射到任何固体上都能产生X射线；作用是用于检查人体内部器官，金属探伤．5．γ射线：是比X射线波长更短的电磁波，它的穿透能力强，能穿过几厘米厚的铅板或3 m厚的混凝土.对调幅、调频、调谐、解调的理解1．无线电波的发射和接收过程2．“调幅”和“调频”都是调制过程(1)高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变的调制方式叫调幅，一般电台的中波、中短波、短波广播以及电视中的图像信号采用调幅波．(2)高频电磁波的频率随信号的强弱而改变的调制方式叫调频，电台的立体声广播和电视中的伴音信号，采用调频波．3．解调是调制的逆过程声音、图像等信号频率相对较低，不能转化为电信号直接发射出去，而要将这些低频信号加载到高频电磁波信号上去．将声音、图像信号加载到高频电磁波中的过程就是调制．而将声音、图像信号从高频信号中还原出来的过程就是解调．4．正确理解调谐的作用世界上有许许多多的无线电台、电视台及各种无线电信号，如果不加选择全部接收下来，那必然是一片混乱，分辨不清．因此接收信号时，首先要从各种电磁波中把我们需要的选出来，通常叫选台．在无线电技术中利用电谐振达到目的．(多选)下列说法正确的是()A．当处于电谐振时，所有的电磁波仍能在接收电路中产生感应电流B．当处于电谐振时，只有被接收的电磁波才能在接收电路中产生感应电流C．由调谐电路接收的感应电流，再经过耳机就可以听到声音了D．由调谐电路接收的感应电流，再经过检波、放大，通过耳机才可以听到声音[思路点拨] 解此题应把握两点：(1)电谐振的原理．(2)电磁波的接收过程．[解析]当处于电谐振时，所有的电磁波仍能在接收电路中产生感应电流，只不过频率跟谐振电路固有频率相等的电磁波，在接收电路中激发的感应电流最强．由调谐电路接收的感应电流，要再经过检波(也就是调制的逆过程)、放大，通过耳机才可以听到声音，故正确答案为A、D.[答案]AD(1)电谐振就是电磁振荡中的“共振”．(2)调谐与电谐振不同，电谐振是一个物理现象，而调谐则是一个操作过程．1.实际发射无线电波如图所示，高频振荡器产生高频等幅振荡如图甲所示，人对着话筒说话产生低频振荡如图乙所示，根据这两个图像，发射出去的电磁波图像应是图中的()解析：选B.振荡器产生高频等幅振荡，话筒里面有碳膜电阻，它的阻值随压力变化而变化．当我们对着话筒说话时，空气对它的压力随着声音信号的变化而变化，那么它的电阻也就随声音信号的变化而变化，振荡电流的振幅也就随着声音信号的变化而变化，这就是调制．它不但影响了正半周，也影响了负半周，故选B.电磁波谱及其特性1．电磁波谱：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫做电磁波谱．2．电磁波的排列：电磁波是个很大的家族，按波长由长到短包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．3．电磁波的特性及应用电磁波谱无线电波红外线可见光紫外线X射线γ射线波长依次减小频率依次增大主要特性波长较长，易发生衍射所有物体都发射红外线，物体温度越高，辐射越强引起视觉具有较高的能量，能使许多物体发出荧光对生命物质有较强的作用，穿透能力较强具有很高的能量，穿透能力很强主要应用通信、广播及其他信号传输夜视仪器、红外摄影、红外遥感灭菌消毒、促进钙的吸收、仿伪措施检查人体内部器官、检查金属零件内部的缺陷、安全检查治疗某些癌症、探测金属部件内部的缺陷说明波长较长的无线电波和红外线，很容易发生干涉、衍射现象，波长较短的紫外线、X射线、γ射线不容易观察到它们的干涉、衍射现象下列有关电磁波的特性和应用，说法正确的是（）A.红外线和X射线都有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体B.过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康C.电磁波中频率最大的为γ射线，最容易发生衍射现象D.紫外线和X射线都可以使感光底片感光[解析]X射线有很高的穿透本领，医学上常用于透视人体，红外线不能，A错误；过强的紫外线照射对人的皮肤有害，B错误；电磁波中频率最大的为γ射线，其波长最短，最不容易发生衍射，C错误；紫外线和X射线都可以使感光底片感光，D正确.[答案] D电磁波谱看似简单，但里面“玄机”无限.不但要掌握不同电磁波按波长（频率）的排列顺序、特性及应用，还应掌握部分电磁波的波长（频率）界线，如无线电波、红外线、紫外线等.还应了解有些电磁波间没有明显界线而重叠，如紫外线与X射线、X射线与γ射线间，同时还应知道一些电磁波的别名，如X射线也称作伦琴射线.2.（多选）关于电磁波谱，下列说法中正确的是（）A.电磁波中最容易表现出干涉、衍射现象的是无线电波B.红外线、紫外线、可见光是原子的外层电子受激发后产生的C.伦琴射线和γ射线是原子的内层电子受激发后产生的D.红外线的显著作用是热作用，温度较低的物体不能辐射红外线解析：选AB.波长越长，波动性越显著，干涉、衍射现象越易发生；从电磁波产生的机理可知，γ射线是原子核受激发后产生的；不论物体温度高低都能辐射红外线，物体的温度越高，它辐射的红外线越强，故正确答案为A、B.无线电波的三种传播方式无线电波主要的传播方式有：地波传播、天波传播和直线传播三种.1.地波传播：沿地球表面空间传播的无线电波.如图所示，由于地面上有高低不平的山坡和房屋等障碍物，只有能绕过这些障碍物的无线电波，才能被各处的接收机接收到，根据波的衍射特性，当波长大于或相当于障碍物的尺寸时，就可以绕到障碍物的后面.地面上的障碍物一般都不是很大，长波能很好地绕过它们，中波和中短波也能较好地绕过.短波和微波由于波长短，绕过障碍物的本领很差.2.天波传播：依靠大气层中的电离层的反射来传播的无线电波叫天波.我们知道，地球被厚厚的大气包围着.地表50千米到几百千米范围内的大气，由于太阳光的照射使大气中的一部分气体分子发生电离，这层大气就叫做电离层.电离层对于不同波长的电磁波表现出不同的特性：对于波长短于10 m的微波，电离层能让它穿过，飞向宇宙；对于长波，电离层基本把它吸收；对于中波、中短波、短波，波长越短，电离层对它吸收得越少而反射得越多，因此短波最适宜以天波的形式传播.3.直线传播：微波既不能以地波的形式传播（易被吸收），又不能依靠电离层的反射以天波的形式传播（能穿透），微波只能像光那样，沿直线传播.这种沿直线传播的电磁波叫空间波或视波.微波要远距离传播必须在地面上建立中继站.（多选）关于电磁波的传播，下列叙述正确的是（）A.电磁波频率越高，越宜用地波传播B.电磁波频率越高，越易沿直线传播C.短波最适宜以天波形式传播D.电磁波在各种介质中传播时波长恒定[解析]由v＝λf可知，电磁波频率越高，波长越短，衍射能力越差，不宜用地波传播，频率高的电磁波跟光的传播相似，沿直线传播，故选项B正确，选项A错误；电离层对短波吸收少反射多，故适宜以天波形式传播，选项C正确；电磁波在不同介质中传播时，由v ＝λf，可判断出波长改变，选项D错误.[答案]BC[随堂检测]1.下列对无线电广播要对电磁波进行调制的原因的说法正确的是（）A.经过调制后的高频电磁波向外辐射能量的本领更强B.经过调制后的电磁波在空间传播得更快C.经过调制后的电磁波在空间传播波长才能不变D.经过调制后的高频电磁波才能把我们要告知对方的讯号传递过去解析：选A.调制是把要发射的信号“加”到高频等幅振荡上去，频率越高，传播信息能力越强，A对；电磁波在空气中以接近光速传播，B错；由v＝λf，知波长与波速和传播频率有关，C错.2.下列关于电磁波的特性和应用，说法正确的是（）A.红外线和X射线都有很高的穿透本领，常用来检查金属内部的缺陷B.在医院常用X射线对病房和手术室进行消毒C.电磁波中频率最大的是γ射线，最不容易用来观察衍射现象D.紫外线和X射线都可以用来检查人体内部的器官解析：选C.X射线有较强的穿透能力，可用来检查金属零件内部的缺陷，红外线不具有此特点，A错误；医院中常用紫外线对病房和手术室进行消毒杀菌，B错误；频率越大，衍射现象越不明显，C正确；紫外线不能用来检查人体内部的器官，D错误.3.为了增大无线电台向空间辐射无线电波的能力，对LC振荡电路结构，可采用下列哪些措施（）A.增大电容器极板的正对面积B.增大电容器极板间的距离C.增大自感线圈的匝数D.提高供电电压解析：选B.根据题意，为了增大电台辐射能力，必须采用开放电路，提高电磁波的频率，由f＝12πLC 可知，必须使电容C或电感L减小，再根据C∝εSd可知，当增大电容器极板间的距离时，C减小，电磁波的频率f可增大，所以B选项正确.而增大电容器极板的正对面积时，电容C增大，不能实现增大电磁波的频率，A选项错误.又因为电感L与线圈的匝数、面积大小、线圈的长短以及线圈中有无铁芯等因素有关，而增大自感线圈的匝数时，电感L增大，所以C选项错误.由f＝12πLC可知，电磁波的频率与电压无关，D选项错误.4.用一台简易收音机收听某一电台的广播，必须经过的两个过程是（）A.调制和解调B.调谐和检波C.检波和解调D.调频和调幅解析：选B.要想用收音机收听某一电台的广播，需要先通过调谐把所需要的电磁波选择出来，再通过解调（检波）把声音信号从高频电流中还原出来，故选项B正确.[课时作业]一、单项选择题1.下列各组电磁波，按波长由长到短的正确排列是（）A.γ射线、红外线、紫外线、可见光B.红外线、可见光、紫外线、γ射线C.可见光、红外线、紫外线、γ射线D.紫外线、可见光、红外线、γ射线解析：选B.在电磁波谱中，电磁波的波长从长到短排列顺序依次是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，由此可判定B正确.2.电视机换台时，实际上是在改变（）A.电视台的发射频率B.电视机的接收频率C.电视台发射的电磁波的波速D.电视机接收的电磁波的波速解析：选B.电视台的发射频率、电磁波的波速等都是电视机所无法改变的，所能改变的只有自身的接收频率.不同的电台会有不同的使用频率，要使自己的电视机与电台的频率一致才能收到电视信号.3.为了使需要传送的信息（如声音、图像等）加载在电磁波上发射到远方，必须对振荡电流进行（）A.调谐B.放大C.调制D.检波解析：选C.声音、图像信号的频率很低，不能直接发射出去，只有高频电磁波才能向外发射，所以要用高频带着低频向外发射，而把低频信号加到高频电磁波上去的过程叫调制，故选C.4.声波和电磁波均可传递信息，且都具有波的共同特征.下列说法正确的是（）A.声波的传播速度小于电磁波的传播速度B.声波和电磁波都能引起鼓膜振动C.电磁波都能被人看见，声波都能被人听见D.二胡演奏发出的是声波，而电子琴演奏发出的是电磁波解析：选A.声波属于机械波，其传播需要介质，传播速度小于电磁波的传播速度；鼓膜的振动是空气的振动带动的；电磁波的传播不需要介质，人耳听不到电磁波；二胡和电子琴发出的都是声波，所以只有选项A正确.5.近年来，无线光通信技术（不需光纤，利用红外线在空间的定向传播来传递信息的通信手段）在局域网、移动通信等多方面显示出巨大的应用前景.关于红外线和光通信，以下说法中正确的是（）①光通信就是将文字、数据、图像等信息转换成光信号从一地传向另一地的过程②光纤通信中的光信号在光纤中传输，无线光通信的光信号在空气中传输③红外线的频率比可见光的频率高④红外线比可见光传播速度大A.①②B.③④C.①③D.②④解析：选A.无线光通信技术是光信号在空气中直接传输各种信息.光纤通信中的光信号是在光纤中传输.不论哪种方式，传输的都是文字、数据、图像等信息.而红外线的频率由电磁波谱可知比可见光的频率低，红外线与可见光在真空中传播速度相同.二、多项选择题6.下列关于电磁波谱各成员的说法正确的是（）A.最容易发生衍射现象的是无线电波B.紫外线有明显的热效应C.X射线穿透能力较强，所以可用来做检查工件D.晴朗的天空看起来是蓝色是光散射的结果解析：选ACD.波长越长越易衍射，故A正确；有明显热效应的是红外线，故B错误；X射线因其穿透能力强常用于人体拍片和检查金属零件缺陷，故C正确；天空的蓝色是由于波长较短的光易被散射，故D正确.7.对红外线的作用及来源正确的叙述有（）A.一切物体都在不停地辐射红外线B.红外线有很强的荧光效应C.红外线最显著的作用是热作用D.红外线容易穿过云雾、烟尘解析：选ACD.一切物体都在不停地辐射红外线，且热物体比冷物体的红外线辐射本领大，A正确.荧光效应是紫外线的特性，红外线没有，红外线的显著的作用是热作用，B错误，C正确.红外线波长较长，衍射能力比较强，D正确.8.调谐电路的可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出仍接收不到较高频率电台发出的电信号，要收到电信号，应（）A.增大调谐电路中线圈的匝数B.加大电源电压C.减小调谐电路中线圈的匝数D.将线圈中的铁芯取走解析：选CD.当调谐电路的固有频率等于电台发出信号的频率时发生电谐振才能收听到电台信号.由题意知收不到电信号的原因是调谐电路固有频率低，由f＝1可知，在C2πLC无法再调节的前提下，可减小电感L，即可通过C、D的操作升高f.9.电视机在室内接收电视台向空中发射的电磁信号时，下列判断正确的是（）A.当电视机在离电视发射塔较近时，用室内天线也可以接收到信号，这是电磁波的衍射现象B.用室内天线接收时，电视机安放在室内不同位置，接收效果不同，这是电磁波在室内反射后产生的干涉现象C.离电视发射塔较远处要用架设室外天线的方法接收信号，这是由于发送电视信号用的是微波，波长短，基本上是直线传播D.有线电视的信号也是通过电磁波传送的解析：选ABC.电磁波绕过障碍物进入室内被电视机天线接收，这是电磁波的衍射现象；室内不同位置由于电磁波在墙壁和其他器物表面反射，然后叠加，形成有的地方加强，有的地方减弱的现象是波的干涉现象；电视信号用微波传送，微波波长短，基本上是沿直线传播，在离发射塔较远处，由于微波不能直接传送到电视机天线，就要架设室外天线来接收信号；故A、B、C选项正确.10.许多光学现象在科学技术上得到了应用，下列对一些应用的解释，正确的是（）A.紫外验钞机是利用紫外线的化学作用B.X光透视利用的是光的干涉现象C.工业上的金属探伤利用的是γ射线具有较强的穿透能力D.红外遥感技术利用一切物体都不停地辐射红外线的现象解析：选CD.紫外验钞机是利用紫外线照射印刷在钞票上的荧光文字，发出可见光，使这些文字能被肉眼看到，利用了紫外线的荧光效应，A项错误；X射线具有极强的穿透能力，在医学上用它来透视人体，检查病变和骨折情况，B项错误；γ射线具有较强的穿透能力，工业上的金属探伤就是利用的这个原理，C项正确；一切物体都在不停地辐射红外线，红外遥感技术就是利用的这个原理，D项正确.三、非选择题11.图中A为某火箭发射场，B为山区，C为城市.发射场正在进行某型号火箭的发射试验.为了转播火箭发射的实况，在发射场建立了发射台用于发射广播与电视信号.已知传播无线电广播所用的电磁波波长为550 m，而传输电视信号所用的电磁波波长为0.566 m，为了不让山区挡住信号的传播，使城市居民能收听和收看火箭发射的实况，必须通过建在山顶上的转发站来转发（填“无线电广播信号”或“电视信号”）.这是因为__________________________________________________________________________________.解析：从题中知，传播无线电广播所用电磁波波长为550 m，根据波发生明显衍射现象的条件知，该电磁波很容易发生衍射现象，绕过山坡而传播到城市所在的C区，因而不需要转发装置.电视信号所用的电磁波波长为0.566 m，其波长很短，衍射现象很不明显，几乎沿直线传播，能传播到山顶却不能传播到城市所在的C区，要想使信号传到C区，必须通过建在山顶的转发站来转发.答案：电视信号电视信号波长短，沿直线传播，受山坡阻挡，不易衍射12.有波长分别为290 m、397 m、566 m的无线电波同时传向收音机的接收天线，当把收音机的调谐电路的频率调到756 kHz时.（1）哪种波长的无线电波在收音机中产生的振荡电流最强？（2）如果想接收到波长为290 m的无线电波，应该把调谐电路中可变电容器的动片旋进一些还是旋出一些？解析：（1）根据公式f＝cλ，得f1＝cλ1＝3.0×108290Hz≈1 034 kHz.f2＝cλ2＝3.0×108397Hz≈756 kHz.f3＝cλ3＝3.0×108566Hz≈530 kHz.所以波长为397 m的无线电波在收音机中产生的振荡电流最强.（2）要接收波长为290 m的无线电波，应增大调谐电路的固有频率，因此，应把调谐电路中可变电容器的动片旋出一些以减小电容.答案：（1）波长为397 m的无线电波（2）旋出一些。

高中物理沪科版选修3-4同步练习第三章电磁场合电磁波 3.2电磁波的发现 Word版含解析

3.2电磁波的发现同步测控1.关于振荡电流，以下叙述正确的是()A．大小和方向都在变化的电流叫做振荡电流B．大小和方向都做周期性迅速变化的电流叫振荡电流C．由电感线圈和电阻器组成的电路能够产生振荡电流D．由电感线圈和电容器组成的回路能够产生振荡电流解析：选BD.大小和方向必须是都做周期性迅速变化的电流才是振荡电流，故A 错误，B正确；LC回路能产生振荡电流，由电感线圈和电阻器组成的电路不能产生振荡电流，故C错误，D正确．故本题正确选项为B、D.2.在LC回路中发生电磁振荡时，以下说法正确的是()A．电容器的某一极板，从带最多的正电荷放电到这一极板充满负电荷为止，这一段时间为一个周期B．当电容器放电完毕瞬间，回路中的电流为零C．提高充电电压，极板上带更多的电荷时，能使振荡周期变大D．要提高振荡频率，可减小电容器极板间的正对面积解析：选D.电容器某一极板从带最多的正电荷到带最多的负电荷这段时间，电容器完成了放电和反向充电过程，时间为半个周期，A错误；电容器放电完毕瞬间，电路中电场能最小，磁场能最大，故电路中的电流最大，B错误；振荡周期仅由电路本身决定，与充电电压等无关，C错误；提高振荡频率，就是减小振荡周期，可通过减小电容器极板正对面积来减小C，达到增大振荡频率的目的，D 正确．3.(2012·咸阳高二检测)LC振荡电路中，通过P点的电流变化规律如图所示．现规定过P点向右的电流为正，则()A．0.5 s至1 s时间内，电容器充电B．0.5 s至1 s时间内，电容器上极板带的是正电C．1 s至1.5 s时间内，磁场能正在转化为电场能D．1 s至1.5 s时间内，Q点的电势比P点的电势高解析：选AD.由振荡电路的图像可知，在0.5 s至1 s时间内，电流为正方向，且电流值正在减小，所以依题规定的电流正方向知，在0.5 s～1 s的时间内，LC回路中的电流是顺时针的，而且电容器C正在充电．由充电电流是由电容器C的负极板流出，流向正极板可知，在0.5 s～1 s的时间内电容器C的上极板带负电，下极板带正电，选项A正确，B错误．再由LC振荡电路图像知，在1 s至1.5 s时间内，电流为负电流，且电流的值正在增大，由题所规定的电流正方向知，此时间内LC回路中的电流是逆时针的，即由Q点经电感L流向P点，所以Q点电势比P点高，而且由于电流值正在增大，所以电场能正在转化为磁场能，选项C错误，选项D正确．故选A、D.4.如图所示振荡电路中，电感L＝300 μH，电容C的范围为25pF～270 pF，求：(1)振荡电流的频率范围；(2)若电感L＝10 mH，要产生周期T＝0.02 s的振荡电流，应配置多大的电容？解析：(1)由f＝12πLC知，当C在25 pF～270 pF间变化时，f的范围为0.56×106Hz～1.8×106 Hz.(2)由T＝2πLC知，C＝T24π2L＝1×10－3 F.答案：(1)0.56×106 Hz～1.8×106 Hz(2)1×10－3 F课时作业一、选择题1.电磁振荡与机械振动相比()A．变化规律不同，本质不同B．变化规律相同，本质相同C．变化规律不同，本质相同D．变化规律相同，本质不同解析：选D.电磁振荡是电荷在LC电路中的振荡，而机械振动是质点在平衡位置附近的往复运动，二者本质不同，但遵循同样的运动规律，即均按正弦规律变化，D正确．2.有关振荡电路的下列说法中，你认为正确的是()A．电容器带电荷量为零的时刻，振荡电流也为零B．电容器带电荷量为零的时刻，振荡电流达到最大值C．电容器充电时，电场能转化为磁场能D．振荡电流增大时，电场能逐渐转化为磁场能解析：选BD.电容器放电完毕时，电容器的带电荷量为零，此时振荡电流达到最大值；电容器充电时，磁场能转化为电场能．电容器放电时，振荡电流增大，电场能逐渐转化为磁场能．3.在LC振荡电路中，当电容器上的电荷量最大时()A．振荡电流达到最大B．电容器两极板间的电压最大C．电场能恰好全部转化为磁场能D．磁场能恰好全部转化为电场能解析：选BD.当LC振荡电路中电容器的电荷量最大时，电路中电流为零，对应的极板间电压和电场能达到最大，磁场能最小，为零，即磁场能全部转化为电场能，故B、D正确．4.关于LC振荡电路中的振荡电流，下列说法中正确的是()A．振荡电流最大时，电容器两极板间的电场强度最大B．振荡电流为零时，线圈中自感电动势为零C．振荡电流增大的过程中，线圈中的磁场能转化为电场能D．振荡电流减小的过程中，线圈中的磁场能转化为电场能解析：选D.本题考查振荡电流和其他各物理量变化的关系．振荡电流最大时，处于电容器放电结束瞬间，场强为零，A错；振荡电流为零时，LC回路振荡电流改变方向，这时的电流变化最快，电流强度变化率最大，线圈中自感电动势最大，B错；振荡电流增大时，线圈中电场能转化为磁场能，C错；振荡电流减小时，线圈中磁场能转化为电场能，D对．5.如图所示，闭合开关S，待电容器充电结束后，再打开开关S，用绝缘工具使电容器两极板距离稍稍拉开一些，在电容器周围空间()A．会产生变化的磁场B．会产生稳定的磁场C．不会产生磁场D．会产生振荡的磁场解析：选C.两平行板电容器接入直流电源后两极板间的电压等于电源的电动势，断开电源后，电容器带电量不变，由电容器定义式和平行板电容器公式可得两板间场强E＝Ud＝QCd＝4πkQεS，当用绝缘工具将两极板距离稍稍拉开一些，电容器两板间的电场不发生变化，所以不会产生磁场．C正确．6.LC回路电容器两端的电压u随时间t变化的关系如图所示，则()A．在时刻t1，电路中的电流最大B．在时刻t2，电路中的磁场能最大C．从时刻t2至t3，电路的电场能不断增大D．从时刻t3至t4，电容器的带电荷量不断增大解析：选BC.由题图可知，t1时刻电容器两端电压最高时，电路中振荡电流为零．t2时刻电容器两端电压为零，电路中振荡电流最强、磁场能最大，选项A错误，B正确．在t2至t3的过程中，从题图可知，电容器两板电压增大，必有电场能增加，选项C正确．而在t3至t4的过程中，电容器两板电压减小，带电荷量同时减小，选项D错误．正确选项为B、C.7.右图表示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．此时自感电动势正在阻碍电流增大解析：选BCD.由题图中磁感应强度的方向和安培定则可知，此时电流向着电容器带负电荷的极板流动，也就是电容器处于放电过程中，这时两极板电荷量和电压、电场能处于减少过程，而电流和线圈中磁场能处于增加过程，由楞次定律可知，线圈中感应电动势阻碍电流的增加．8.电子钟是利用LC振荡电路来工作计时的，现发现电子钟每天要慢30 s，造成这一现象的原因可能是()A．电池用久了B．振荡电路中电容器的电容大了C．振荡电路中线圈的电感大了D．振荡电路中电容器的电容小了解析：选BC.电子钟变慢的原因是LC振荡电路的振荡周期变大了，而影响周期的因素是振荡电路中的L和C，B、C两项正确．9.某时刻LC振荡电路的状态如图所示，则此时刻()A．振荡电流i在减小B．振荡电流i在增大C．电场能正在向磁场能变化D．磁场能正在向电场能变化解析：选AD.由题图中上极板带正电荷，下极板带负电荷及电流的方向可判断出正电荷在向正极板聚集，说明电容器极板上电荷在增加，电容器正在充电．电容器充电的过程中电流减小，磁场能向电场能转化．正确选项为A、D.10.如图所示电路中，L是电阻不计的电感器，C是电容器，闭合开关S，待电路达到稳定状态后，再断开开关S，LC电路中将产生电磁振荡．如果规定电感器L中的电流方向从a到b为正，断开开关的时刻为t＝0时刻，那么图中能正确表示电感器中的电流i随时间t变化规律的是()解析：选C.本题属含电容电路、自感现象和振荡电路的综合性问题，应从下面几个方面考虑：(1)S断开前，ab段短路，电容器不带电；(2)S断开时，ab中产生自感电动势，阻碍电流减小，同时，电容器C充电，此时电流正向最大．(3)给电容器C充电的过程中，电容器的充电量最大时，ab中电流减为零，此后LC发生电磁振荡形成交变电流，综上述选项C正确．二、非选择题11.在LC振荡电路中，若已知电容C，并测得电路的固有振荡周期为T，即可求得电感L.为了提高测量精度，需多次改变C值并测得相应的T值，现将测得的六组数据标示在以C为横坐标、T2为纵坐标的坐标纸上，即图中用“×”表示的点．(1)T、L、C的关系为________；(2)根据图中给出的数据点作出T2与C的关系图线；(3)求解L的值．解析：(1)由周期公式T＝2πLC得T2＝4π2LC.(2)由LC振荡电路的周期公式T＝2πLC可得T2＝4π2LC.在L不变的情况下，T2为C的正比例函数，因此T2－C图线为过原点(0，0)的直线，图线如图所示．(3)在如图所示的直线上任取两点，为减小误差，所取的两点间隔应尽可能大，由T ＝2πLC 得L ＝T 24π2C ，L ＝ΔT 24π2ΔC，代入数据得L ＝36.8 mH(在35.1～38.9 mH 之间皆正确)．答案：(1)T 2＝4π2LC (2)见解析(3)36.8 mH(在35.1～38.9 mH 之间均正确)12.一个智能玩具的声响开关与LC 电路中电流有关，如图所示为该玩具内的LC 振荡电路部分，已知线圈自感系数L ＝0.25 H ，电容器电容C ＝4 μF ，在电容器开始放电时(取t ＝0)，这时上极板带正电，下极板带负电，当t ＝2.0×10－3 s 时，求：(1)电容器的上极板带何种电？(2)电路中电流的方向如何？解析：(1)LC 振荡电路的固有周期T ＝2πLC ＝2π0.25×4×10－6 s ＝2π×10－3 s ≈6.28×10－3 s ，t ＝2×10－3 s ，是在第一个周期内的T 4到12T 之间，在第一个T 4内电容器放电，放电完毕，电容器上电荷为零，电路中电流最大，在第二个T 4内，线圈中的电流方向不变，线圈中的自感电动势对电容器充电，下极板带正电，上极板带负电．(2)在0～T 4内电容器放电，电流方向为逆时针方向．电流从0逐渐增大到最大值.T 4～T 2内由于线圈的自感作用线圈中的电流沿原来的方向继续流动，只是大小从最大值逐渐减小至零，故t 时刻时电路中的电流方向为逆时针．答案：(1)上极板带负电(2)电路中的电流方向为逆时针。

高中物理第3章电磁场与电磁波3.3无线电通信课后训练沪科版选修3-4(new)

无线电通信练习1．要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领，应该采取的措施是（)。

A．增加辐射波的波长B．使振荡电容的正对面积足够大C．尽可能使电场和磁场分散开D．增加回路中的电容和电感2．一台收音机可接收中波、短波两个波段的无线电波,打开收音机后盖，在磁棒上能看到两组线圈，其中一组是细线密绕匝数多的数圈,另一组是粗线疏绕匝数少的线圈,由此可以判断（）。

A．匝数多的电感大，使调谐电路的固有频率较小，故用于接收中波B．匝数多的电感小，使调谐电路的固有频率较大，故用于接收短波C．匝数少的电感小，使调谐电路的固有频率较小，故用于接收短波D．匝数少的电感大，使调谐电路的固有频率较大，故用于接收中波3．一个LC振荡电路，当可变电容器的电容为C时,发射的电磁波波长为λ1，当可变电容器的电容为C′＝4C时，发射的电磁波波长为λ2,则λ1/λ2之值为（).A．1∶2 C．1B．2∶1 D．∶14．为了使需要传递的信号载在电磁波上发射到远方,必须对振荡电流进行（)。

A．调制 B．放大 C．调谐 D．检波5．使接收电路产生电谐振的过程叫( ）。

A．调幅 B．调频 C．调谐 D．检波6．把经过调制的高频电流变为调制信号电流的过程叫( ）。

A．调幅 B．调频 C．调谐 D．检波7．“小灵通"是一种移动通讯工具，它环保、经济。

如图所示是随处可见的安装于某楼顶的“小灵通”发射接收信号的装置，其中AB、CD为绝缘支架，AE、BG、CF、DM为四根等长的银白色的金属杆,ON为普通金属杆且比AE长许多，并由较粗的金属线RP直接连接到楼顶边缘的钢筋上，则ON所起的是__________作用；______________________________是接收、发射电磁波的天线。

8．LC振荡电路中的电容C＝556 pF,电感L＝1 mH，若能向外发射电磁波,则其波长为多少米？电容器极板所带电量从最大变为零,经过的最短时间为多少秒？参考答案1．答案:C 解析:从必须采用开放电路以及提高电磁波的频率两方面入手分析，通过频率公式和电容公式判断.2．答案：A 解析：解答本题必须对匝数与电感大小的关系、电感与固有频率的关系，频率与波长的关系和调谐电路的固有频率与接收电磁波波长的关系很清楚，才能准确选出正确的选项。

2017-2018学年高中物理沪科版选修3-4学业分层测评第3

学业分层测评第3章 3.3 无线电通信3.4 电磁波家族(建议用时：45分钟)[学业达标]1.下列说法中正确的是()A.无线电技术中使用的电磁波叫作无线电波B.无线电波在真空中的波长范围可从几毫米到几十千米C.无线电波的频率越高越容易发射D.发射无线电波是为了向远处传递电能E.我国收音机调幅波段是采用天波传播方式进行传播的【解析】无线电波在电磁波中波长最长，其波长范围可从几毫米到几十千米，所以A、B正确；发射无线电波的条件是频率足够高且电路开放，C正确；发射无线电波的目的是向远处传递信号，D项错误；我国收音机调幅波段是采用地波传播方式进行传播的，E错误.【答案】ABC2.下列说法正确的是()A.电磁波信号需要经过“调制”，加到高频的等幅电磁波(载波)上才能有效的发射出去B.一部手机既是电磁波发射装置，同时又是电磁波接收装置C.调频是使高频振荡信号的振幅随低频信号变化D.电视的图像信号和声音信号是通过电视台的发射天线同时发射的E.电视台的声音和图像信号可以直接通过天线向外发射【解析】电磁波信号需要经过“调制”过程加到高频的等幅电磁波(载波)上才能有效的发射出去，A正确，E错误；手机要接收信号，也要发射信号，所以它既是电磁波发射装置，同时又是电磁波接收装置，B正确；调频是高频振荡信号的频率随低频信号变化，C错误；图像信号和声音信号都加载在电磁波上由发射天线同时发射，D正确.【答案】ABD3.关于电磁波的传播，下列叙述正确的是()A.电磁波频率越高，越容易沿地面传播B.电磁波频率越高，越容易沿直线传播C.电磁波在各种介质中传播的波长恒定D.只要有三颗同步卫星在赤道上空传递微波，就可把信号传遍全世界E.超短波和微波主要以空间波形式传播【解析】由c＝λf可判定：电磁波频率越高，波长越短，衍射性越差，不易沿地面传播，而跟光的传播相似，沿直线传播，故选项B正确，A错误；电磁波在介质中传播时，频率不变，而传播速度改变，由v＝λf可知波长改变，故选项C错误；由于同步卫星相对地面静止在赤道上空36000 km高的地方，用它作微波中继站，只要有三颗互成120°的同步卫星，就几乎可覆盖全球.故选项D 正确；超短波和微波适合空间波传播，E正确.【答案】BDE4.关于无线电波的传播，下列说法正确的是()A.发射出去的电磁波，可以传到无限远处B.无线电波遇到导体，就可以在导体中激起同频率的振荡电流C.波长越短的电磁波，越接近直线传播D.移动电话是利用无线电波进行通信的E.北斗导航系统的电磁波主要以地波形式传播【解析】无线电波在传播过程中，遇到障碍物就被吸收一部分，遇到导体，会在导体内产生涡流(同频率的振荡电流)，故A错误、B正确；波长越短，传播方式越接近光的直线传播，移动电话发射或接收的电磁波属于无线电波的高频段，故C、D正确；北斗导航系统的电磁波以空间波形式传播，E错误.【答案】BCD5.下列说法正确的是()A.当处于电谐振时，所有的电磁波仍能在接收电路中产生感应电流B.当处于电谐振时，只有被接收的电磁波才能在接收电路中产生感应电流C.由调谐电路接收的感应电流，再经过耳机就可以听到声音了D.由调谐电路接收的感应电流，再经过检波、放大，通过耳机才可以听到声音E.无线电广播的步骤是调制——调谐——解调【解析】当处于电谐振时，所有的电磁波仍能在接收电路中产生感应电流，只不过频率跟谐振电路固有频率相等的电磁波，在接收电路中激发的感应电流最强.由调谐电路接收的感应电流，要再经过检波(也就是调制的逆过程)、放大，通过耳机才可以听到声音，无线电广播步骤是调制——调谐——解调，E正确.故正确答案为A、D、E.【答案】ADE6.如图3-3-4所示为收音机接收电磁波的电路，由线圈L1与可变电容器C1组成，它相当于一个LC振荡电路，当各个无线电台发射的电磁波都通过磁棒后，会在L1中不同程度地产生感应电流(振荡电流)，当可变电容调至某一值(选台)使其振荡频率恰好与武汉人民广播电台发射频率相同时，仅可接收该台广播节目.若要改为接收中央人民广播电台(高于武汉台频率)的节目，可采取的措施是()图3-3-4A.增加电容器电容CB.减小电容器电容CC.减少磁棒上线圈匝数D.将磁棒从线圈中抽出部分E.增加磁棒上线圈匝数【解析】当收音机调谐电路的频率等于要接收的电磁波的频率时才发生电谐振，即接收到该台.要使接收的电台电磁波频率升高，由f＝12πLC知，当L和C减小时，频率f增大，故B、C、D正确.【答案】BCD7.下列说法中正确的是()A.夏天太阳光把地面晒得发热是因为可见光的热效应在各种电磁波中是最弱的B.医院里用X射线进行人体透视，是因为它是各种电磁波中穿透本领最大的C.科学家关注南极臭氧层空洞是因为它将使气候恶化D.在热学中所说的热辐射就是指红外线辐射E.医院里的病房利用紫外线消毒，是因其有杀菌作用【解析】热效应最强的是红外线，热辐射即红外线辐射，A错误，D正确；穿透本领最强的是γ射线，B错误；臭氧层可吸收、阻挡过强的紫外线，使地球上的动植物免受过强紫外线的伤害，另外臭氧层空洞可引起气候恶化，C正确；紫外线具有杀菌作用，E正确.【答案】CDE8.LC振荡电路电容器的电容为3×10－5μF，线圈的自感系数为3 mH，它与开放电路耦合后，求：(1)发射出去的电磁波的频率是多大？(2)发射出去的电磁波的波长是多大？【解析】(1)根据T＝2πLC得f＝12πLC代入数值得，f≈530 kHz.(2)根据λ＝c/f得λ＝566 m.【答案】(1)530 kHz(2)566 m[能力提升]9.关于电磁波谱，下列说法正确的是()A.电磁波中最容易表现出干涉、衍射现象的是无线电波B.紫外线的频率比可见光低，长时间照射可以促进钙的吸收，改善身体健康C.X射线和γ射线的波长比较短，穿透力比较强D.红外线的显著作用是热作用，温度较低的物体不能辐射红外线E.所有物体都发射红外线【解析】无线电波的波长长，易发生衍射现象，A正确.紫外线的频率比可见光高，B错误.X射线和γ射线穿透力比较强，C正确.任何物体都能辐射红外线，D错误，E正确.【答案】ACE10.雷达是应用电磁波来工作的，它发射的电磁波频率多在300 MHz至1 000 MHz的范围内，已知真空中光速c＝3×108 m/s，下列说法中正确的是()【导学号：38910039】A.电磁波可由恒定不变的电场和磁场产生B.电磁波可由周期性变化的电场和磁场产生C.雷达发射的电磁波在真空中的波长范围多在0.3 m至1 m之间D.雷达与目标之间的距离可由电磁波从发射到接收的时间间隔确定E.雷达工作时在连续不断地发射电磁波【解析】恒定的电场不能产生磁场，A错误；周期性变化的电场可以产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场也可以产生周期性变化的电场，这样的电场和磁场形成的统一体就是电磁场，B正确；雷达发射的电磁波频率多在300 MHz至1 000 MHz的范围内.因此，它在真空中的波长可由λ＝c/f求得，则其波长范围为0.3 m至1 m，C正确；雷达与目标之间的距离可由电磁波从发射到接收的时间间隔确定，等于cΔt/2，D正确.雷达工作时是按一定的时间间隔向外发射无线电脉冲，E错误.【答案】BCD11.有波长分别为290 m、397 m、566 m的无线电波同时传向收音机的接收天线，当把收音机的调谐电路的频率调到756 kHz时，(1)哪种波长的无线电波在收音机中产生的振荡电流最强？(2)如果想接收到波长为290 m的无线电波，应该把调谐电路中可变电容器的动片旋进一些还是旋出一些？【解析】(1)根据公式f＝cλ，设波长分别为290 m、397 m、566 m的无线电波的频率分别为f1、f2、f3，则有f1＝cλ1＝3.0×108290Hz≈1034 kHzf 2＝c λ2＝3.0×108397 Hz ≈756 kHz f 3＝c λ3＝3.0×108566 Hz ≈530 kHz 所以波长为397 m 的无线电波在收音机中产生的振荡电流最强.(2)要接收波长为290 m 的无线电波，应增大调谐电路的固有频率，因此，应把调谐电路中可变电容器的动片旋出一些.【答案】见解析12.某一战斗机正以一定的速度朝雷达的正上方水平匀速飞行，已知雷达发射相邻两次电磁波之间的时间间隔为5×10－4 s.某时刻在雷达荧光屏上显示的波形如图3-3-5甲所示，t ＝173 s 后雷达向正上方发射和接收的波形如图乙所示，雷达监视相邻刻线间表示的时间间隔为10－4 s ，电磁波的传播速度为c ＝3×108 m/s ，则该战斗机的飞行速度大约为多少？【导学号：38910040】甲乙图3-3-5【解析】由题意知荧光屏相邻刻线间的时间间隔t 0＝10－4 s ，甲图发射波和接收波的时间间隔t 1＝4×10－4 s ，乙图时间间隔t 2＝1×10－4 s ，所以第一次飞机位置距雷达的距离为s 1＝c ·t 12＝6.0×104 m ，第二次飞机在雷达正上方，所以飞机高度h ＝c ·t 22＝1.5×104 m ，所以173 s 内飞机飞行的水平距离为s ＝s 21－h 2≈5.8×104 m ，所以v ＝s t ≈335 m/s.【答案】 335 m/s。

高二物理沪科版选修3-4单元检测：第3章电磁场与电磁波(含解析)

物理沪科版选修3—4第3章电磁场与电磁波单元检测（时间：45分钟满分：100分）一、选择题（每小题6分，共48分，每题至少有一个选项符合题意，多选、错选者不得分，选对但是选不全者得3分）1．第一个用实验验证电磁波客观存在的科学家是（）。

A．法拉第B．奥斯特C．赫兹D．麦克斯韦2．在磁场周围欲产生一个不随时间变化的电场区域，则该磁场应按图中的何种规律变化（）。

3．（2012陕西长安一中高三质检）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4．当频率增加时，机械波和电磁波的传播速度（在同一种介质中）将（）。

A．机械波速度增加电磁波速度不变B．机械波速度不变电磁波速度增加C．两者速度都不变D．两者速度都增加5．调制的主要作用是（）。

A．使高频振荡的振幅或频率随要传播的电信号而改变B．把需要的电信号从高频振荡中取出来C．选择要接收的电台D．发生电谐振6．LC振荡电路在t1和t2时刻自感线圈中磁感线方向和电容器中极板带电情况如图所示，若t2－t1，则（）。

A．在t1时刻电容器正在充电B．在t1时刻电路中电流正在增大C．在t2时刻电容器两板间电场正在增强D．在t2时刻自感线圈周围磁场正在增强7．红外线夜视仪是利用了（）。

A．红外线波长长，容易绕过障碍物的特点B．红外线热效应强的特点C．一切物体都在不停地辐射红外线的特点D．红外线是不可见光的特点8．如图为LC振荡回路中电容器某极板上电荷量随时间的变化关系曲线，则（）。

A．a、c两时刻电路中电流最大，方向相同B．a、c两时刻电路中电流为零C．b、d两时刻电路中电流最大，方向相同D．b、d两时刻电路中电流最大，方向相反二、填空题（每题10分，共20分）9．丹麦物理学家发现__________电流能产生磁场，法国物理学家______揭示了磁现象的电本质，英国科学家__________发现了利用磁场产生电流的条件，英国物理学家__________建立了完整的电磁场理论，预言了电磁波的存在，德国物理学家______用实验成功地证明了电磁波的存在，并且完善了电磁场理论。

物理沪科版选修3-4自我小测：3.4电磁波家族含解析精

自我小测1根据电磁波谱选出下列各种电磁波波长顺序由短到长的是( )A．微波，红外线，紫外线B．γ射线，X射线，紫外线C．红外线，可见光，紫外线D．紫外线，X射线，γ射线2下列关于电磁波谱各成员说法正确的是( )A．最容易发生衍射现象的是无线电波B．紫外线有明显的热效应C．X射线穿透能力较强，所以可用来检查工作D．晴朗的天空看起来是蓝色是光散射的结果3太阳风暴袭击地球时，不仅会影响通信、威胁卫星，而且会破坏臭氧层。

臭氧层作为地球的保护伞，是因为臭氧能吸收太阳辐射中( )A．波长较短的可见光B．波长较长的可见光C．波长较短的紫外线D．波长较长的红外线4下列电磁波中，对同一障碍物，哪种射线的衍射现象最明显( )A．γ射线 B．紫外线C．X射线 D．无线电波5在电视发射端，由摄像管摄取景物的像并将景物反射的光信号转换为电信号，这一过程完成了……()A．电、光转换B．光、电转换C．光、电、光转换D．电、光、电转换6电视机换台时，实际上是在改变( )A．电视台的发射频率B．电视机的接收频率C．电视台发射的电磁波的波速D．电视机接收的电磁波的波速7过量接收电磁辐射有害人体健康．按照有关规定，工作场所受到的电磁辐射强度(单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量)不得超过某一临界值W。

若某无线电通讯装置的电磁辐射功率为P，则符合规定的安全区域到该通讯装置的距离至少为…()A.WπPB.W4πPC.PπWD.P4πW8.1991年的海湾战争中，充分表明了物理学的重要意义。

“爱国者”导弹成功地拦截了“飞毛腿”导弹的过程，是利用了两颗装有红外望远镜的预警卫星。

这两颗卫星每隔几秒钟向伊拉克全国扫描一次，当飞毛腿导弹发射时，红外望远镜和红外传感器立刻测到导弹尾部辐射出来的强大信号，卫星马上把信息经过地面控制站传到美国作战部，通讯距离(往返)达16万千米，通讯所用时间为__________ s。

“飞毛腿”导弹飞行时间为7分钟，而卫星把信息经过地面控制站传到美国作战部，发出指令到“爱国者”雷达系统需要5分钟，“爱国者”导弹从发射到击中“飞毛腿”导弹的过程必须在2分钟内完成。

高中物理第三章电磁场合电磁波3.4电磁波家族练习(含解析)沪科版选修3-4

3.4电磁波家族同步测控1.以下对无线电播送要对电磁波进展调制原因说法正确是( ) A．经过调制后高频电磁波向外辐射能量本领更强B．经过调制后电磁波在空间传播得更快C．经过调制后电磁波在空间传播波长才能不变D．经过调制后高频电磁波才能把我们要告知对方讯号传递过去解析：选A.调制是把要发射信号“加〞到高频等幅振荡上去，频率越高，传播信息能力越强，A对；电磁波在空气中以接近光速传播，B 错；由v＝λf，知波长与波速与传播频率有关，C错．2.以下关于电磁波特性与应用，说法正确是( )A．红外线与X射线都有很高穿透本领，常用来检查金属内部缺陷B．过强紫外线照射有利于人皮肤安康C．电磁波中频率最大是γ射线，最不容易用来观察衍射现象D．紫外线与X射线都可以用来检查人体内部器官解析：选射线有较强穿透能力，可用来检查金属零件内部缺陷，红外线不具有此特点，A错误；过强紫外线会伤害人眼睛与皮肤，B错误；频率越大，衍射现象越不明显，C正确；紫外线不能用来检查人体内部器官，D错误．3.为了增大无线电台向空间辐射无线电波能力，对LC振荡电路构造，可采用以下哪些措施( )A．增大电容器极板正对面积B ．增大电容器极板间距离C ．增大自感线圈匝数D ．提高供电电压解析：选B.根据题意，为了增大电台辐射能力，必须采用开放电路，提高电磁波频率，由f ＝12πLC 可知，必须使电容C 或电感L 减小，再根据C ∝εS d可知，当增大电容器极板间距离时，C 减小，电磁波频率f 可增大，所以B 选项正确．而增大电容器极板正对面积时，电容C 增大，不能实现增大电磁波频率，A 选项错误．又因为电感L 与线圈匝数、面积大小、线圈长短以及线圈中有无铁芯等因素有关，而增大自感线圈匝数时，电感L 增大，所以C 选项错误．由f ＝12πLC 可知，电磁波频率与电压无关，D 选项错误．4.无线电技术中通常根据波长把无线电波分成下表中几个波段：我们知道，地球被厚厚大气层包围着，在距地面50 km 到几百km 范围内大气层叫电离层，电离层对于不同波长电磁波表现出不同特性．实验说明，对于波长小于10 m 微波，电离层能让它通过；对于波长超过3000 m 长波，电离层根本上把它吸收掉；对于中波与短波，电离层对它有反射作用．地球同步通信卫星静止在赤道上空36000 km高地方，所以利用同步卫星进展无线电通信只能利用( )A．长波B．中波C．短波D．微波解析：选D.地球同步通信卫星传输电磁波信号必须能够穿透电离层，而只有波长小于10 m微波才能通过，所以D项正确．课时作业一、选择题1.以下各组电磁波，按波长由长到短正确排列是( )A．γ射线、红外线、紫外线、可见光B．红外线、可见光、紫外线、γ射线C．可见光、红外线、紫外线、γ射线D．紫外线、可见光、红外线、γ射线解析：选B.在电磁波谱中，电磁波波长从长到短排列顺序依次是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，由此可判定B正确．2.以下关于电磁波谱各成员说法正确是( )A．最容易发生衍射现象是无线电波B．紫外线有明显热效应C．X射线穿透能力较强，所以可用来做检查工件D．晴朗天空看起来是蓝色是光散射结果解析：选ACD.波长越长越易衍射，故A正确；有明显热效应是红外线，故B错误；X射线因其穿透能力强常用于人体拍片与检查金属零件缺陷，故C正确；天空蓝色是由于波长较短光易被散射，故D正确．3.对红外线作用及来源正确表达有( )A．一切物体都在不停地辐射红外线B．红外线有很强荧光效应C．红外线最显著作用是热作用D．红外线容易穿过云雾、烟尘解析：选ACD.一切物体都在不停地辐射红外线，且热物体比冷物体红外线辐射本领大，A正确．荧光效应是紫外线特性，红外线没有，红外线显著作用是热作用，B错误，C正确．红外线波长较长，衍射能力比拟强，D正确．4.电视机换台时，实际上是在改变( )A．电视台发射频率B．电视机接收频率C．电视台发射电磁波波速D．电视机接收电磁波波速解析：选B.电视台发射频率、电磁波波速等都是电视机所无法改变，所能改变只有自身接收频率．不同电台会有不同使用频率，要使自己电视机与电台频率一致才能收到电视信号．5.为了使需要传送信息(如声音、图像等)加载在电磁波上发射到远方，必须对振荡电流进展( )A．调谐B．放大C．调制D．检波解析：选C.声音、图像信号频率很低，不能直接发射出去，只有高频电磁波才能向外发射，所以要用高频带着低频向外发射，而把低频信号加到高频电磁波上去过程叫调制，应选C.6.调谐电路可变电容器动片从完全旋入到完全旋出仍接收不到较高频率电台发出电信号，要收到电信号，应( )A．增大调谐电路中线圈匝数B．加大电源电压C．减小调谐电路中线圈匝数D．将线圈中铁芯取走解析：选CD.当调谐电路固有频率等于电台发出信号频率时发生电谐振才能收听到电台信号．由题意知收不到电信号原因是调谐电路固有频率低，由f＝12πLC可知，在C无法再调节前提下，可减小电感L，即可通过C、D操作升高f.7.电视机在室内接收电视台向空中发射电磁信号时，以下判断正确是( )A．当电视机在离电视发射塔较近时，用室内天线也可以接收到信号，这是电磁波衍射现象B．用室内天线接收时，电视机安放在室内不同位置，接收效果不同，这是电磁波在室内反射后产生干预现象C．离电视发射塔较远处要用架设室外天线方法接收信号，这是由于发送电视信号用是微波，波长短，根本上是直线传播D．有线电视信号也是通过电磁波传送解析：选ABC.电磁波绕过障碍物进入室内被电视机天线接收，这是电磁波衍射现象；室内不同位置由于电磁波在墙壁与其他器物外表反射，然后叠加，形成有地方加强，有地方减弱现象是波干预现象；电视信号用微波传送，微波波长短，根本上是沿直线传播，在离发射塔较远处，由于微波不能直接传送到电视机天线，就要架设室外天线来接收信号；故A、B、C选项正确．8.声波与电磁波均可传递信息，且都具有波共同特征．以下说法正确是( )A．声波传播速度小于电磁波传播速度B．声波与电磁波都能引起鼓膜振动C．电磁波都能被人看见，声波都能被人听见D．二胡演奏发出是声波，而电子琴演奏发出是电磁波解析：选A.声波属于机械波，其传播需要介质，传播速度小于电磁波传播速度；鼓膜振动是空气振动带动；电磁波传播不需要介质，人耳听不到电磁波；二胡与电子琴发出都是声波，所以只有选项A正确．9.许多光学现象在科学技术上得到了应用，以下对一些应用解释，正确是( )A．紫外验钞机是利用紫外线化学作用B．X光透视利用是光衍射现象C．工业上金属探伤利用是γ射线具有较强穿透能力D．红外遥感技术利用一切物体都不停地辐射红外线现象解析：选CD.紫外验钞机是利用紫外线照射印刷在钞票上荧光文字，发出可见光，使这些文字能被肉眼看到，利用了紫外线荧光效应，A 项错误；X射线具有极强穿透能力，在医学上用它来透视人体，检查病变与骨折情况，B项错误；γ射线具有较强穿透能力，工业上金属探伤就是利用这个原理，C项正确；一切物体都在不停地辐射红外线，红外遥感技术就是利用这个原理，D项正确．10.近年来，无线光通信技术(不需光纤，利用红外线在空间定向传播来传递信息通信手段)在局域网、移动通信等多方面显示出巨大应用前景．关于红外线与光通信，以下说法中正确是( )①光通信就是将文字、数据、图像等信息转换成光信号从一地传向另一地过程②光纤通信中光信号在光纤中传输，无线光通信光信号在空气中传输③红外线频率比可见光频率高④红外线比可见光传播速度大A．①②B．③④C．①③D．②④解析：选A.无线光通信技术是光信号在空气中直接传输各种信息．光纤通信中光信号是在光纤中传输．不管哪种方式，传输都是文字、数据、图像等信息．而红外线频率由电磁波谱可知比可见光频率低，红外线与可见光在真空中传播速度一样．二、非选择题11.图中A为某火箭发射场，B为山区，C为城市．发射场正在进展某型号火箭发射试验．为了转播火箭发射实况，在发射场建立了发射台用于发射播送与电视信号．传播无线电播送所用电磁波波长为550 m，而传输电视信号所用电磁波波长为0.566 m，为了不让山区挡住信号传播，使城市居民能收听与收看火箭发射实况，必须通过建在山顶上转发站来转发________(填“无线电播送信号〞或“电视信号〞)．这是因为____________________________________________________________ ____________．解析：从题中知，传播无线电播送所用电磁波波长为550 m，根据波发生明显衍射现象条件知，该电磁波很容易发生衍射现象，绕过山坡而传播到城市所在C区，因而不需要转发装置．电视信号所用电磁波波长为0.566 m，其波长很短，衍射现象很不明显，几乎沿直线传播，能传播到山顶却不能传播到城市所在C区，要想使信号传到C区，必须通过建在山顶转发站来转发．答案：电视信号电视信号波长短，沿直线传播，受山坡阻挡，不易衍射12.有波长分别为290 m、397 m、566 m无线电波同时传向收音机接收天线，当把收音机调谐电路频率调到756 kHz时．(1)哪种波长无线电波在收音机中产生振荡电流最强？(2)如果想接收到波长为290 m无线电波，应该把调谐电路中可变电容器动片旋进一些还是旋出一些？解析：(1)根据公式f＝cλ，得f1＝cλ1＝错误!Hz≈1034 kHz.f2＝错误!＝错误!Hz≈756 kHz.f3＝cλ3＝错误!Hz≈530 kHz.所以波长为397 m无线电波在收音机中产生振荡电流最强．(2)要接收波长为290 m无线电波，应增大调谐电路固有频率，因此，应把调谐电路中可变电容器动片旋出一些以减小电容．答案：(1)波长为397 m无线电波(2)旋出一些。

高中物理沪科版选修3-4同步练习第三章电磁场合电磁波 3.1麦克斯韦的电磁理论含解析

3.1麦克斯韦的电磁理论同步测控1.关于电磁理论，以下说法正确的是( )A．在电场周围一定会产生磁场B．任何变化的电场周围空间一定会产生变化的磁场C．均匀变化的电场会产生变化的磁场D．周期性变化的电场会产生周期性变化的磁场解析：选D.变化的电场周围一定产生磁场，但若电场不发生变化，则不能在周围空间产生磁场，所以A错；均匀变化的电场在周围空间产生磁场是不变的，只有不均匀变化的电场才能在周围空间产生变化的磁场，B错；均匀变化的电场只能在周围空间产生稳定的磁场，C错；周期性变化的电场(或磁场)在周围空间产生周期性变化的磁场(或电场)，因此选项D正确．2.下列关于电磁波的叙述中，正确的是( )A．电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播B．电磁波在任何介质中的传播速度均为3.00×108 m/sC．电磁波由真空进入介质传播时，波长将变短D．电磁波不能产生干涉、衍射现象解析：选AC.搞清电磁波的产生机理，以及电磁波在真空中传播速度为光速c＝3×108 m/s，且c＝λf，从一种介质进入另一种介质，频率不发生变化，波长、波速变化．另外电磁波仍具有波的特征．电磁波只有在真空中的传播速度才为3.00×108 m/s，而在其他介质中传播速度均小于3.00×108m/s.电磁波与其他波一样具有干涉、衍射等波的特性．当电磁波由真空进入介质传播时，频率不变，那么c＝λf，v＝λ′f.因为c>v，所以λ>λ′波长变短，波速变小，故选A、C.3.机械波和电磁波的比较，下列说法正确的是( )A．它们都可以发生反射、折射、干涉、衍射现象B．机械波和电磁波本质上相同，只是频率不同而已C．机械波的传播速度只取决于介质，和频率无关；电磁波的传播速度不仅取决于介质，还和频率有关D．机械波的传播一定要有介质，电磁波没有介质也可以传播解析：选ACD.机械波和电磁波都具有波的特性，可以发生反射、折射、干涉、衍射等现象．机械波传播的是运动的形式——振动．电磁波传播的是电磁场，它们本质上不同．电磁波可以在真空中传播，在介质中传播时，频率不同的电磁波在同一介质中传播速度不同，机械波的波速则由介质决定．4.如图所示，在直导线PQ周围出现了一组闭合的电场线，则可判定( )A．Q→P的电流迅速增强B．Q→P的电流迅速减弱C．P→Q的磁场迅速增强D．P→Q的磁场迅速减弱解析：选D.Q→P的电流迅速增强(或减弱)，则产生的是从上自下看顺时针(或逆时针)的闭合磁场，所以A、B错；P→Q的磁场迅速增强将产生从上向下看逆时针的电场，P→Q的磁场迅速减弱将产生图示的电场，判定方向的方法类似于判定感应电流或电动势方向的方法，所以答案为D.课时作业一、选择题1.在物理学史上，最先建立完整的电磁场理论并预言电磁波存在的科学家是( )A．赫兹B．爱因斯坦C．麦克斯韦D．法拉第解析：选C.英国物理学家麦克斯韦在库仑、安培、法拉第等人对电磁学研究的基础上提出了电磁场理论并预言了电磁波的存在．2.根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是( )A．在电场的周围空间，一定存在着和它联系着的磁场B．在变化的电场周围空间，一定存在着和它联系着的磁场C．恒定电流在其周围不产生磁场D．恒定电流周围存在着稳定的磁场解析：选BD.电场按其是否随时间变化分为稳定电场(静电场)和变化电场(如运动电荷形成的电场)，稳定电场不产生磁场，只有变化的电场周围空间才存在对应磁场，故B正确，A错误；恒定电流周围存在稳定磁场，磁场的方向可由安培定则判断，C错误，D正确．3.关于变化的磁场产生的电场，下列说法正确的是( )A．只有在垂直于磁场的平面内存在闭合回路时，才可在闭合回路中产生电场B．不论是否存在闭合回路，只要磁场发生了变化，就会产生电场C．变化的磁场产生的电场的电场线是不闭合的曲线D．变化的磁场产生的电场的电场线是闭合曲线。

高中物理第三章电磁场与电磁波3.3无线电通信3.4电磁波家族每课一练沪科版选修3-4

3.3 无线电通信 3.4 电磁波家族1．一台最简单收音机，除了接收天线和扬声器外，至少还必须具备以下哪几个单元电路( )A．调谐电路B．调制电路C．振荡电路D．检波电路答案AD解析简单收音机是电磁波接收装置，因此需要有调谐电路和检波电路．2．红外线、紫外线、无线电波、可见光、γ射线、伦琴射线按波长由大到小排列顺序是( ) A．无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线、γ射线B．红外线、可见光、紫外线、无线电波、γ射线、伦琴射线C．γ射线、伦琴射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波D．紫外线、红外线，γ射线、伦琴射线、无线电波、可见光答案 A3．以下关于电磁波谱中各电磁波应用情况，说法正确是( )A．红外线波长比可见光长，可以用来杀菌消毒B．紫外线波长比可见光短，可以用来杀菌消毒C．红外线波长比可见光长，可以用来测温摄影D．紫外线波长比可见光短，可以用来测温摄影答案BC[根底题]1．关于无线电波发射过程，以下说法正确是( )A．必须对信号进展调制B．必须使信号产生电谐振C．必须把传输信号加到高频电流上D．必须使用开放回路答案ACD解析电磁波发射过程中，一定要对低频输入信号进展调制，用开放电路发射．2．关于调制器作用，以下说法正确是( )A．调制器作用是把低频声音信号加载到高频信号上去B．调制器作用可以是把低频信号信息加载到高频信号振幅上去C．调制器作用可以是把低频信号信号加载到高频信号频率上去D．调制器作用是将低频声音信号变成高频信号，再放大后直接发射出去答案ABC解析调制器作用是把低频声音信号加载到高频振荡信号上去，如果高频信号振幅随低频信号变化而变化，那么是调幅；如果高频信号频率随低频信号变化而变化，那么是调频．3．关于电磁波传播，以下表达正确是( )A．电磁波频率越高，越易沿地面传播B．电磁波频率越高，越易沿直线传播C．电磁波在各种介质中传播波长恒定D．只要有三颗同步卫星在赤道上空传递微波，就可把信号传遍全世界答案BD解析该题考察无线电波用途和特点．由c＝λf可判定：电磁波频率越高，波长越短，衍射性越差，不宜沿地面传播，而跟光传播相似，沿直线传播，故B对，A错；电磁波在介质中传播时，频率不变，而传播速度改变，由v＝λf，可判断波长改变，C错；由于同步卫星相对地面静止在赤道上空3 600 km高地方，用它作微波中继站，只要有三颗，就能覆盖全球，D正确．4．电视机室外天线能把电信号接收下来，是因为( )A．天线处于变化电磁场中，天线中产生感应电流，相当于电源，通过馈线输送给LC回路B．天线处于变化电场中，天线中产生感应电流，相当于电源，通过馈线输送给LC回路C．天线只是有选择地接收某电视台信号，而其他电视台信号那么不接收D．天线将电磁波传输到电视机内答案 A解析根据无线电波接收原理，可知A正确．5．转换电视频道，选择电视节目，称为( )A．调谐B．调制C．调频D．调幅答案 A解析转换频道是为了使电视接收电路频率与某电台频率一样，产生电谐振，故为调谐．6．在电磁波谱中，以下说法正确是( )A．各种电磁波有明显频率和波长区域界限B．γ射线频率一定大于X射线频率C．X射线波长有可能等于紫外线波长D．可见光波长一定比无线电波短答案CD解析X射线和γ射线、X射线和紫外线有一局部频率重叠，界限不明显，故C、D选项正确．7．以下说法中正确是( )A．各种电磁波中最容易表现出干预和衍射现象是γ射线B．红外线有显著热效应，紫外线有显著化学作用C．X射线穿透本领比γ射线更强D．低温物体不能辐射红外线答案 B解析干预和衍射现象是光波动性表达，波长越长，越容易产生，而γ射线波长最短，故A选项错误；频率越高，穿透本领越强，故C选项错误；一切物体都能辐射红外线，故D选项错误，正确选项为B.[能力题]8．在LC振荡电路电容器两极板距离减小后与某一外来电磁波发生电谐振，那么LC振荡电路原来周期T1与外来电磁波周期T2关系是( )A．T1>T2B．T1<T2C．T1＝T2D．都有可能答案 B解析由T＝2πLC和C＝εS4πkd可知，当d减小时，T增大．那么T1<T2.9．调谐电路可变电容器动片从完全旋出到完全旋入仍接收不到较高频率电台发出电信号，要收到该电台信号，可采用以下何种方法( )A．增加调谐电路中线圈匝数B．加大电源电压C．减少调谐电路中线圈匝数D．将线圈中铁芯取走答案CD解析当调谐电路固有频率等于电台发出信号频率时发生电谐振才能收听到电台信号．由题意知收不到电信号原因是调谐电路固有频率低，由f＝12πLC可知，在C无法再调节前提下，可减小电感L，即可通过C、D操作升高f.10．关于电磁波谱，以下说法正确是( )A．波长不同电磁波在本质上完全一样B．电磁波波长假设差异太大那么会出现本质不同现象C．电磁波谱波段很宽D．电磁波波长很短，所以电磁波谱波段很窄答案AC解析电磁波谱中电磁波在本质上是完全一样，只是波长或频率不同而已．其中波长最长波跟波长最短波之间频率相差近1020倍．11．北京时间2003年10月29日14时13分，太阳风暴袭击地球，太阳日冕抛射出大量带电粒子流击中地球磁场，产生了强磁暴．当时，不少地方出现了绚丽多彩极光，美国北部一些电网出现了电流急冲现象．太阳风暴袭击地球时，不仅会影响通信，威胁卫星，而且会破坏臭氧层．臭氧层作为地球保护伞，是因为臭氧能吸收太阳辐射中( )A．波长较短可见光B．波长较长可见光C．波长较短紫外线D．波长较长红外线答案 C解析臭氧层主要作用就是吸收由太阳射向地球紫外线，从而有效地对地球上动植物起保护作用．作为人类，保护臭氧层就是保护我们自己．故正确选项是C.[探究与拓展题]12．图1中(a)为一个调谐接收电路，图(b)、(c)、(d)为电路中电流随时间变化图像，那么( )图1A．i1是L1中电流图像B．i1是L2中电流图像C．i2是L2中电流图像D．i3是流过耳机电流图像答案ACD解析i1是检波前高频调幅电流，i2是检波后单向脉冲电流，i3是流过耳机。

高中物理沪科版选修3-4同步练习 第三章 电磁场合电磁波 3.4电磁波家族 含解析