2018-2019學(xué)年高中物理第3章電磁波章末整合提升學(xué)案魯科版選修3 .docx

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第3章 電磁波 　　　　　一、麥克斯韋電磁理論 1．對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論兩個(gè)基本觀點(diǎn)的理解 (1)變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，可從以下三個(gè)方面理解： ①穩(wěn)定的磁場(chǎng)不產(chǎn)生電場(chǎng) ②均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生恒定的電場(chǎng) ③周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的周期性變化的電場(chǎng) (2)變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，也可從以下三個(gè)方面理解： ①恒定的電場(chǎng)不產(chǎn)生磁場(chǎng) ②均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng) ③周期性變化的電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的周期性變化的磁場(chǎng) 2．感應(yīng)電場(chǎng)方向的判定 變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電場(chǎng)的方向，與存在閉合回路時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向是相同的． 例1　關(guān)于麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．穩(wěn)定的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng) B．均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng)，均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生均勻變化的電場(chǎng) C．變化的電場(chǎng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)一定是變化的 D．振蕩的電場(chǎng)周圍空間產(chǎn)生的磁場(chǎng)也是振蕩的 解析　麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論要點(diǎn)是：變化的磁場(chǎng)(電場(chǎng))要在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng)(磁場(chǎng))，若磁場(chǎng)(電場(chǎng))的變化是均勻的，產(chǎn)生的電場(chǎng)(磁場(chǎng))是穩(wěn)定的，若磁場(chǎng)(電場(chǎng))的變化是振蕩的，產(chǎn)生的電場(chǎng)(磁場(chǎng))也是振蕩的，由此可判定正確答案為D項(xiàng)． 答案　D 例2　 圖1 一個(gè)帶正電的粒子在垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖1所示．當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時(shí)，此粒子的(　　) A．動(dòng)能不變 B．動(dòng)能增大 C．動(dòng)能減小 D．以上情況都可能 解析　當(dāng)磁場(chǎng)均勻增強(qiáng)時(shí)，根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，將激起一穩(wěn)定的電場(chǎng)，帶電粒子將受到電場(chǎng)力作用，電場(chǎng)力對(duì)帶正電的粒子做正功，所以粒子的動(dòng)能將增大．故正確答案為B. 答案　B 二、LC回路振蕩規(guī)律、周期及頻率 1．LC回路中各量的變化規(guī)律 電容器上的物理量：電量q、電場(chǎng)強(qiáng)度E、電場(chǎng)能EE. 振蕩線圈上的物理量：振蕩電流i、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁場(chǎng)能EB. 放電過(guò)程：q↓—E↓—EE↓―→i↑—B↑—EB↑ 充電過(guò)程：q↑—E↑—EE↑―→i↓—B↓—EB↓ 充電結(jié)束時(shí)q、E、EE最大，i、B、EB均為零 放電結(jié)束時(shí)q、E、EE均為零，i、B、EB最大 2．電磁振蕩的周期和頻率 (1)周期T＝2π 頻率f＝ (2)對(duì)周期公式T＝2π的定性分析 ①L對(duì)T的影響：L越大，振蕩過(guò)程中因自感現(xiàn)象產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)就越大，楞次定律中所說(shuō)的“阻礙”作用也就將越大，從而延緩振蕩電流的變化，使振蕩周期T變長(zhǎng)． ②C對(duì)T的影響：C越大，振蕩過(guò)程中無(wú)論是充電階段(將C充至一定電壓)，還是放電階段(將一定電壓下的電容器C中的電荷量放完)，其時(shí)間都相應(yīng)地變長(zhǎng)，從而使振蕩周期T變長(zhǎng)． 圖2 例3　為了測(cè)量?jī)?chǔ)罐中不導(dǎo)電液體的高度，將與儲(chǔ)罐外殼絕緣的兩塊平行金屬板構(gòu)成的電容器C置于儲(chǔ)罐中，電容器可通過(guò)開(kāi)關(guān)S與線圈L或電源相連，如圖2所示．當(dāng)開(kāi)關(guān)從a撥到b時(shí)，由L與C構(gòu)成的回路中產(chǎn)生周期T＝2π的振蕩電流．當(dāng)罐中的液面上升時(shí)(　　) A．電容器的電容減小B．電容器的電容增大 C．LC回路的振蕩頻率減小D．LC回路的振蕩頻率增大 解析　當(dāng)罐中液面上升時(shí)，電容器極板間的介電常數(shù)變大，則電容器的電容C增大，根據(jù)T＝2π，可知LC回路的振蕩周期T變大，又f＝，所以振蕩頻率變小，故選項(xiàng)B、C正確，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤． 答案　BC 圖3 例4　在LC振蕩電路中，某時(shí)刻磁場(chǎng)方向如圖3所示，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．若磁場(chǎng)正在減弱，則電容器上極板帶正電 B．若電容器正在充電，則電容器下極板帶正電 C．若電容器上極板帶正電，則線圈中電流正增大 D．若電容器正放電，則自感電動(dòng)勢(shì)正在阻礙電流增大 解析　由電流的磁場(chǎng)方向和安培定則可判斷振蕩電流方向，由于題目中未標(biāo)明電容器兩極板帶電情況，可分兩種情況討論． (1)若該時(shí)刻電容器上極板帶正電，則可知電容器處于放電階段，電流增大，則C對(duì)，A錯(cuò)； (2)若該時(shí)刻電容器下極板帶正電，則可知電容器處于充電狀態(tài)，電流在減小，則B對(duì)，由楞次定律可判定D對(duì)． 答案　BCD 三、電磁波的傳播特點(diǎn)及應(yīng)用 1．電磁波譜 無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、倫琴射線(X射線)、γ射線等合起來(lái)，便構(gòu)成了范圍非常廣闊的電磁波譜． 2．各種不同的電磁波既有共性，又有個(gè)性 (1)共性：它們?cè)诒举|(zhì)上都是電磁波，它們的行為服從相同的規(guī)律，都滿足公式v＝fλ，它們?cè)谡婵罩械膫鞑ニ俣榷际莄＝3.0108m/s，它們的傳播都可以不需要介質(zhì)，各波段之間的區(qū)別并沒(méi)有絕對(duì)的意義． (2)個(gè)性：不同電磁波的頻率或波長(zhǎng)不同，表現(xiàn)出不同的特性．波長(zhǎng)越長(zhǎng)越容易產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象，波長(zhǎng)越短觀察干涉、衍射現(xiàn)象越困難．正是這些不同的特性決定了它們不同的用途． 例5　下列有關(guān)電磁波的說(shuō)法中正確的是(　　) A．電磁波譜中最難發(fā)生衍射的是無(wú)線電波 B．電磁波譜中最難發(fā)生衍射的是γ射線 C．頻率大于可見(jiàn)光的電磁波表現(xiàn)為沿直線傳播 D．雷達(dá)用的是微波，因?yàn)槲⒉▊鞑サ闹本€性好 解析　波長(zhǎng)越長(zhǎng)，越容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，在電磁波中，無(wú)線電波波長(zhǎng)最長(zhǎng)，γ射線的波長(zhǎng)最短，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；波長(zhǎng)越短，頻率越大的電磁波，其衍射現(xiàn)象越不明顯，傳播的直線性越好，遇到障礙物反射性越好，故C、D正確． 答案　BCD