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

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第3章 電磁波 　　　　　一、麥克斯韋電磁理論 1．對麥克斯韋電磁場理論兩個基本觀點的理解 (1)變化的磁場產(chǎn)生電場，可從以下三個方面理解： ①穩(wěn)定的磁場不產(chǎn)生電場 ②均勻變化的磁場產(chǎn)生恒定的電場 ③周期性變化的磁場產(chǎn)生同頻率的周期性變化的電場 (2)變化的電場產(chǎn)生磁場，也可從以下三個方面理解： ①恒定的電場不產(chǎn)生磁場 ②均勻變化的電場產(chǎn)生恒定的磁場 ③周期性變化的電場產(chǎn)生同頻率的周期性變化的磁場 2．感應電場方向的判定 變化的磁場產(chǎn)生的感應電場的方向，與存在閉合回路時產(chǎn)生的感應電流的方向是相同的． 例1　關(guān)于麥克斯韋的電磁場理論，下列說法正確的是(　　) A．穩(wěn)定的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場 B．均勻變化的電場產(chǎn)生均勻變化的磁場，均勻變化的磁場產(chǎn)生均勻變化的電場 C．變化的電場產(chǎn)生的磁場一定是變化的 D．振蕩的電場周圍空間產(chǎn)生的磁場也是振蕩的 解析　麥克斯韋的電磁場理論要點是：變化的磁場(電場)要在周圍空間產(chǎn)生電場(磁場)，若磁場(電場)的變化是均勻的，產(chǎn)生的電場(磁場)是穩(wěn)定的，若磁場(電場)的變化是振蕩的，產(chǎn)生的電場(磁場)也是振蕩的，由此可判定正確答案為D項． 答案　D 例2　 圖1 一個帶正電的粒子在垂直于勻強磁場的平面內(nèi)做勻速圓周運動，如圖1所示．當磁感應強度均勻增大時，此粒子的(　　) A．動能不變 B．動能增大 C．動能減小 D．以上情況都可能 解析　當磁場均勻增強時，根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，將激起一穩(wěn)定的電場，帶電粒子將受到電場力作用，電場力對帶正電的粒子做正功，所以粒子的動能將增大．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、電場強度E、電場能EE. 振蕩線圈上的物理量：振蕩電流i、磁感應強度B、磁場能EB. 放電過程：q↓—E↓—EE↓―→i↑—B↑—EB↑ 充電過程：q↑—E↑—EE↑―→i↓—B↓—EB↓ 充電結(jié)束時q、E、EE最大，i、B、EB均為零 放電結(jié)束時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)對周期公式T＝2π的定性分析 ①L對T的影響：L越大，振蕩過程中因自感現(xiàn)象產(chǎn)生的自感電動勢就越大，楞次定律中所說的“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． ②C對T的影響：C越大，振蕩過程中無論是充電階段(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)，其時間都相應地變長，從而使振蕩周期T變長． 圖2 例3　為了測量儲罐中不導電液體的高度，將與儲罐外殼絕緣的兩塊平行金屬板構(gòu)成的電容器C置于儲罐中，電容器可通過開關(guān)S與線圈L或電源相連，如圖2所示．當開關(guān)從a撥到b時，由L與C構(gòu)成的回路中產(chǎn)生周期T＝2π的振蕩電流．當罐中的液面上升時(　　) 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　當罐中液面上升時，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B、C正確，選項A、D錯誤． 答案　BC 圖3 例4　在LC振蕩電路中，某時刻磁場方向如圖3所示，則下列說法正確的是(　　) A．若磁場正在減弱，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，則自感電動勢正在阻礙電流增大 解析　由電流的磁場方向和安培定則可判斷振蕩電流方向，由于題目中未標明電容器兩極板帶電情況，可分兩種情況討論． (1)若該時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，A錯； (2)若該時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，由楞次定律可判定D對． 答案　BCD 三、電磁波的傳播特點及應用 1．電磁波譜 無線電波、紅外線、可見光、紫外線、倫琴射線(X射線)、γ射線等合起來，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，又有個性 (1)共性：它們在本質(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，它們在真空中的傳播速度都是c＝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)別并沒有絕對的意義． (2)個性：不同電磁波的頻率或波長不同，表現(xiàn)出不同的特性．波長越長越容易產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象，波長越短觀察干涉、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)電磁波的說法中正確的是(　　) A．電磁波譜中最難發(fā)生衍射的是無線電波 B．電磁波譜中最難發(fā)生衍射的是γ射線 C．頻率大于可見光的電磁波表現(xiàn)為沿直線傳播 D．雷達用的是微波，因為微波傳播的直線性好 解析　波長越長，越容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，在電磁波中，無線電波波長最長，γ射線的波長最短，故選項A錯誤，B正確；波長越短，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