北京高考第二轮综合专题复习电磁波_相对论专题复习

高考综合复习——电磁波相对论专题复习

总体感知

知识网络

要求

Ⅰ

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复习策略

1．理解麦克斯韦电磁场理论时要注意电场和磁场互相产生的条件

（1）变化的磁场产生电场：

①均匀变化的磁场产生不变的电场；

②非均匀变化的磁场产生变化的电场；

③振荡磁场产生同频率的振荡电场。

（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非均匀变化的电场产生变化的磁场；

③振荡电场产生同频率的振荡磁场。

（3）变化的电场或磁场不一定能够产生电磁波，因为均匀变化的磁场或电场只能产生稳定的电场或磁场，而稳定的磁场和电场是不能再产生电场或磁场的．故只有非均匀变化的电场或磁场才可能形成电磁波。（4）在LC振荡电路中，电压与振荡电流之间的关系不符合欧姆定律，因振荡电路不是纯电阻电路。2．识记相对论速度变换公式、相对论质量公式和质能方程并能进行简单的理解和应用

第一部分电磁波

知识要点梳理

知识点一——电磁振荡

▲知识梳理

1．振荡电路

能够产生振荡的电流的电路。常见的振荡电路是由一个电感线圈和一个电容器组成，简称LC回路。2．电磁振荡

在振荡电路产生振荡电流的过程中，电容器极板上的电荷，通过线圈的电流，以及与电荷和电流相联系的电场和磁场都发生周期性变化的现象。

3．电磁振荡的周期与频率

周期，频率

由公式可知，改变T和f的大小，可以通过改变电容C或电感L来实现。由

知，要改变C的大小，可改变电容器两极板的正对面积S、介

电常数或两极板的距离d来实现；改变L的大小，可改变线圈的匝数、长度、线圈的直径或插、拔铁芯来实现。

4．阻尼振荡和无阻尼振荡

（1）阻尼振荡：振幅逐渐减小的振荡。图像如图（1）所示。

（2）无阻尼振荡，振幅不变的振荡。图像如图（2）所示。

▲疑难导析

1．LC回路中各量的周期性变化

电容器放电时，电容器所带电荷量、极板间的场强和电场能均减小，直到零；电路中的电流、线圈产生的磁感应强度和磁场能均增大，直到最大值。充电时，情况相反。电容器正反向充放电一次，便完成一次振荡的全

过程。图表示振荡过程中电路中的电流和极板上的电荷量的周期性变化。

2．从能量的转化角度分析电磁振荡过程

理解电磁振荡过程中各物理量的变化规律，最好从电场能和磁场能相互转化的角度深化认识。电磁振荡的过程实质上是电场能和磁场能相互转化的过程，在这一过程中电容器带电荷量的多少，两板间电压的高低，场强的大小均与电场能的大小相对应；电路中电流的大小、线圈中磁场的强弱与磁场能的大小相对应。明确了这一关系，我们就可以根据电场能、磁场能的变化来判断上述各物理量的变化情况。例如：在电容器放电过程中，电场能转化为磁场能，电场能减小磁场能增大，与电场能相关的电容器的带电荷量、两板间的电压、场强都减小；在与磁场能相关的电路中电流逐渐增大，线圈中的磁场逐渐增强。放电完毕时，电场能为零，磁场能最大，电容器的带电荷量、两板间电压和场强都为零，电路中电流最大，线圈中磁场最强。

：一个LC接收电路，若要从接收较高频率的电磁波变到接收较低频率的电磁波，下列调节正确的是（）A．增加谐振线圈的匝数B．在线圈中插入磁芯C．降低电源电压D．把可变电容器的动片适当旋进些

知识点二——电磁场和电磁波

▲知识梳理

1、电磁场和电磁波的产生

（1）麦克斯韦电磁场理论

①变化的磁场（电场）能够在周围空间产生电场（磁场）；

②均匀变化的磁场（电场）能够在周围空间产生稳定的电场（磁场）；

③振荡的磁场（电场）能够在周围空间产生同频率的振荡电场（磁场）。

（2）电磁场和电磁波

变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一体，即为电磁场。电磁场由近及远的传播就形成了电磁波。

电磁波的特点：

①电磁波是横波。在传播方向的任一点E和B随时间作正弦规律变化，E与B彼此垂直且与传播方向垂直。

②电磁波的传播速度，在真空中的传播速度等于光速。

③麦克斯韦预言了电磁波的存在。赫兹证实了电磁波，测出了波长和频率，证实传播速度等于光速；验证电磁波能产生反射、折射、衍射和干涉。

2、电磁波的发射

（1）有效地向外发射电磁波，振荡电路应具备的特点：

①要有足够高的振荡频率。理论的研究证明，振荡电路向外界辐射能量的本领与频率的四次方成正比；

②振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，才能有效地把电磁场的能量传播出来。

（2）发射电磁波的目的：传递信息（信号）

①调制

在无线电应用技术中，首先将音、图像等信息通过声电转换、光电转换等方式转为电信号，这种电信号频率很低，不能用来直接发射电磁波。把要传递的低频率电信号“加”到高频电磁波上，使电磁波随各种信号而改变叫做调制。其中，使高频振荡的电磁波振幅随信号而改变叫做调幅；使高频振荡的电磁波频率随信号而改变叫做调频。

②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，再藕合到一个开放电路中激发出无线电波，向四周发射出去。

特别提醒：无线电技术中使用的电磁波叫无线电波，可分为：长波、中波、中短波、短波和微波。

3、电磁波的传播

电磁波以横波形式传播，其传播不需要介质，传播方式有天波、地波和空间波（又称直线波）。传播速度和频

率、波长的关系为。

4、电磁波的接收

（1）在无线电技术中，用天线和地线组成的接收电路来接收电磁波。

（2）通过电谐振实现选台

①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。

②调谐：使接收电路发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。

（3）通过检波获取信号

检波：从高频振荡中“检”出所携带的信号，叫做检波。检波是调制的逆过程，因此检波也叫解调。

▲疑难导析

1．电磁波与机械波的区别

（1）电磁波研究的是电磁现象；机械波研究的是力学现象。

（2）电磁波是电场E和磁感应强度B随时间和空间做周期性变化；机械波是质点位移随时间和空间做周期性变化。