2020版高中物理第四章电磁波及其应用章末整合学案新人教版选修1-1

第四章电磁波及其应用

章末整合

一、麦克斯韦电磁场理论

1.变化的磁场产生电场

(1)均匀变化的磁场产生稳定的电场；

(2)振荡磁场产生振荡电场.

2.变化的电场产生磁场

(1)均匀变化的电场产生稳定的磁场； (2)振荡电场产生振荡磁场.

例1 关于麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是( ) A.稳定的电场产生稳定的磁场

B.均匀变化的电场产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场产生均匀变化的电场

C.变化的电场产生的磁场一定是变化的

D.振荡电场周围空间产生的磁场也是振荡的 答案 D

解析 麦克斯韦电磁场理论要点是：变化的磁场(电场)要在周围空间产生电场(磁场)，若磁场(电场)的变化是均匀的，产生的电场(磁场)是稳定的，若磁场(电场)的变化是振荡的，产生的电场(磁场)也是振荡的，由此可判定正确答案为D 项.

变式训练1 应用麦克斯韦电磁场理论判断，如图所示表示电场产生磁场(或磁场产生电场)的关系图象中(每个选项中上图是表示变化的场，下图是表示变化的场产生的另外的场)，正确的是( )

答案 BC

解析 A 图中的上图磁场是稳定的，由麦克斯韦电磁场理论可知周围空间不会产生电场，A 图中的下图是错误的；B 图中的上图是均匀变化的电场，应该产生稳定的磁场，下图的磁场是稳定的，所以B 图正确；C 图中的上图是振荡的磁场，它能产生同频率的振荡电场，且相位相差π

2，C 图是正确的.D 图的上图是振荡的电场，在其周围空间产生振荡的磁场，但是下

图中的图象与上图相比较，相位相差π，故D 不正确. 二、电磁波 1.电磁波的特点

(1)电磁波能发生干涉和衍射.

(2)介质决定电磁波的传播速度，且遵循v＝λf.

(3)电磁波在不同介质中传播时频率不变.

(4)电磁波的传播不需要介质.

(5)电磁波是横波.

(6)真空中传播速度均为3×108 m/s.

2.电磁波的本质

电磁波是电磁场由近及远的传播.

3.不同的电磁波的区别

(1)不同电磁波的产生机理不同.

(2)不同电磁波的频率或波长不同，表现出不同的特性，正是这些不同的特性决定了它们不同的用途.如X射线、γ射线等电磁波的波的特征很不明显，但穿透本领却很强，主要应用在探测和治疗；紫外线化学作用和荧光效应应用在紫外线灯、消毒柜等电器中；红外线的热作用强，衍射有明显的特征，应用于加热、遥测遥感、红外摄像、红外制导；无线电波的波动性强，广泛地应用在通讯广播和导航.

例2下列关于电磁波的说法中正确的是( )

A.电磁波传播不需要介质

B.电磁波在任何介质中传播速率相同

C.电磁波不能产生干涉

D.电磁波能产生衍射

答案AD

解析电磁波具有波的共性，可以发生反射、折射、干涉、衍射等现象.电磁波的传播不需要介质，且在真空中传播的速度是光速.电磁波在介质中的波速和频率有关.电磁波由一种介质进入另一种介质，频率是不变的.故选项A、D正确.

变式训练2 下列说法中符合实际的是( )

A.在医院里常用X射线对病房和手术室消毒

B.医院里常用紫外线对病房和手术室消毒

C.在人造地球卫星上对地球进行拍摄是利用紫外线有较好的分辨能力

D.在人造地球卫星上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力

答案BD

解析紫外线具有杀菌、消毒的作用，X射线穿透能力较强，因此医院里常用紫外线对病房

和手术室进行消毒，用X射线透视人体；在人造地球卫星上对地球进行拍摄是利用电磁波的衍射能力较强，容易透过云雾烟尘，因而用波长较长的红外线.

三、对调制、调幅、调频、调谐、解调过程的对比理解

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

高频载波的振幅随信号而改变的调制方式叫调幅.高频载波的频率随信号而改变的调制方式叫调频.

3.电磁波的接收——调谐、解调

(1)从电磁波中选出所要的信号的技术叫做调谐，也就是通常所说的选台.

(2)解调是调制的逆过程.从载波中将声音、图像等信息“取”出叫解调.

例3用手机甲拨叫手机乙，手机乙发出铃声并在屏上显示甲的号码，若将手机甲置于一真空玻璃罩中，再用手机乙拨叫手机甲，则( )

A.能听到甲发出的铃声，并能看到甲显示乙的号码

B.能听到甲发出的铃声，但不能看到甲显示乙的号码

C.不能听到甲发出的铃声，但能看到甲显示乙的号码

D.既不能听到甲发出的铃声，也不能看到甲显示乙的号码

答案 C

解析铃声的传播需要介质，在真空中，声波无法传播，所以听不到铃声，手机接收的是电磁波信号，电磁波能在真空中传播，真空罩中的手机能接收到呼叫信号.故C正确，A、B、D 错误.

变式训练3 关于调制，下列说法正确的是( )

A.使高频振荡的振幅或者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.在信号接收时，选择电波的过程叫做调制

答案 A

章末检测(四)

一、单项选择题

1.电磁场理论是谁提出的( )

A.法拉第

B.赫兹

C.麦克斯韦

D.安培

答案 C

2.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的传播速度相同

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

答案 A

解析变化的磁场就能产生电场，A正确；若只有电场和磁场而电场和磁场都稳定或电场、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，可判断B错；D选项中没强调是“均匀”介质，若介质密度不均匀会发生折射，故D错.

3.关于电磁波，以下说法正确的是( )

A.雷达是用X光来测定物体位置的设备

B.使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调

C.用红外线照射时，大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光

D.变化的电场可以产生变化的磁场

答案 D

解析雷达是利用微波来工作的，不是用X光，A错误；使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制，B错误；大额钞票上用荧光物质印刷的文字会在紫外线的作用下发出可见光，不是用红外线照射发光，C错误；变化的电场可以产生磁场，变化的磁场也可以产生电场，D 正确.

4.下列设备工作时所发出的波，不属于电磁波的是( )

A.B超检查身体时发生的超声波

B.微波炉加热食物时发出的微波