高中物理 第3章 電磁波 第1節(jié) 電磁波的產(chǎn)生知識導(dǎo)航素材 魯科版選修3-4(通用)

上傳人:艷*** 文檔編號:112092455 上傳時間:2022-06-22 格式:DOC 頁數(shù):11 大?。?77.50KB
收藏 版權(quán)申訴 舉報 下載
高中物理 第3章 電磁波 第1節(jié) 電磁波的產(chǎn)生知識導(dǎo)航素材 魯科版選修3-4(通用)_第1頁
第1頁 / 共11頁
高中物理 第3章 電磁波 第1節(jié) 電磁波的產(chǎn)生知識導(dǎo)航素材 魯科版選修3-4(通用)_第2頁
第2頁 / 共11頁
高中物理 第3章 電磁波 第1節(jié) 電磁波的產(chǎn)生知識導(dǎo)航素材 魯科版選修3-4(通用)_第3頁
第3頁 / 共11頁

下載文檔到電腦,查找使用更方便

10 積分

下載資源

還剩頁未讀,繼續(xù)閱讀

資源描述:

《高中物理 第3章 電磁波 第1節(jié) 電磁波的產(chǎn)生知識導(dǎo)航素材 魯科版選修3-4(通用)》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高中物理 第3章 電磁波 第1節(jié) 電磁波的產(chǎn)生知識導(dǎo)航素材 魯科版選修3-4(通用)(11頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第1節(jié) 電磁波的產(chǎn)生 思維激活 1.2020年10月12日,“神舟六號”航天器順利升空,進入軌道.航天員聶海勝、費俊龍與地面控制中心用無線電取得了聯(lián)系,并與家屬通了話.當(dāng)你目睹這激動人心的場面時,你可曾想到是無線電技術(shù)的高度發(fā)展才使人們相隔千里、萬里,仍能如在眼前一樣對話? 提示:由于電磁波的存在,使宇宙“變小”了,才會出現(xiàn)這種激動人心的場面. 2.高壓線向遠方輸送著大量電能,把能量源源不斷地送到城鄉(xiāng)各地.如果居民的房屋在高壓線下邊不遠處,對人會有影響嗎? 提示:高壓線輸送的是交變電流,因而在其周圍會產(chǎn)生交變電磁場,如果人們長期處在強電磁場中,電磁場一定會對人體產(chǎn)生影響. 自主

2、整理 一、電磁振蕩 __________和__________都做__________變化的電流叫做振蕩電流;產(chǎn)生振蕩電流的電路叫做__________.LC振蕩電路是一種基本的振蕩電路,它是由__________L和__________C所組成的. LC振蕩電路是一種電磁振蕩的理想模型,在產(chǎn)生振蕩電流的過程中,____________能和____________能也在相互轉(zhuǎn)化,因此又叫電磁振蕩. 發(fā)生電磁振蕩時,通過電路中某一點的電流,由____________的最大值再恢復(fù)到____________的最大值,這就是一次____________.完成一次____________的時間

3、叫做電磁振蕩的____________,在____________時間內(nèi)完成____________的次數(shù)叫做電磁振蕩的____________. LC振蕩電路的固有周期T=____________,固有頻率f=____________. 二、麥克斯韋的預(yù)言 ____________的電場周圍產(chǎn)生變化的磁場,____________的磁場周圍產(chǎn)生變化的電場.變化的電場和變化的磁場相互聯(lián)系在一起,形成____________,電磁場相互激發(fā),由近及遠向外傳播,形成____________. 麥克斯韋從他的電磁場方程得到電場和磁場的方向____________,并都____________

4、傳播的方向,從而認為光是一種按照電磁定律在場內(nèi)傳播的____________. 三、赫茲實驗 ____________物理學(xué)家赫茲首先在實驗中發(fā)現(xiàn)了__________,用事實證明了__________理論的正確性. 高手筆記 1.麥克斯韋電磁場理論 (1)恒定的電場不產(chǎn)生磁場. (2)恒定的磁場不產(chǎn)生電場. (3)均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生恒定的電場. (4)均勻變化的電場在周圍空間產(chǎn)生恒定的磁場. (5)振蕩電場產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場. (6)振蕩磁場產(chǎn)生同頻率的振蕩電場. 在變化的磁場的周圍空間將產(chǎn)生渦漩電場,在變化的電場的周圍空間將產(chǎn)生渦漩磁場.當(dāng)變化的電場增強時

5、,磁感線沿某一方向旋轉(zhuǎn),在磁場減弱時,磁感線將沿相反方向旋轉(zhuǎn),如果電場不改變就不產(chǎn)生磁場.同理,減弱或增強的電場周圍也將產(chǎn)生不同旋轉(zhuǎn)方向的磁場.因此,變化的電場在其周圍產(chǎn)生磁場,變化的磁場在其周圍產(chǎn)生電場,一種場的突然減弱,導(dǎo)致另一種場的產(chǎn)生.這樣,周期性變化的電場、磁場相互激發(fā),形成的電磁場鏈一環(huán)套一環(huán),如圖3-1-1所示.需要注意的是,這里的電場和磁場必須是變化的,形成的電磁場鏈環(huán)不可能是靜止的,這種電磁場是無源場(即不是由電荷激發(fā)的電場,也不是由運動電荷——電流激發(fā)的磁場),并非簡單地將電場、磁場相加,而是相互聯(lián)系、不可分割的統(tǒng)一整體.在電磁場示意圖中,電場E矢量和磁場B矢量,在空間相互

6、激發(fā)時,相互垂直,以光速c在空間傳播. 圖3-1-1 電磁場示意圖 2.電磁波與機械波的相同點和不同點 (1)電磁波是橫波,機械波有橫波和縱波兩類. (2)電磁波的速度(在真空中等于光速)遠大于機械波(例如,聲速只有340米/秒). (3)電磁波的傳播不一定需要介質(zhì)(在真空中也能傳播),機械波的傳播必須有介質(zhì). 不同頻率的電磁波在真空中的傳播速度相同,但不同頻率的電磁波在同一種介質(zhì)中的傳播速度不同. (4)電磁波向外傳播的是電磁能,機械波傳播的是機械能. 名師解惑 1.LC回路中振蕩電流的變化情況如何? 剖析:在分析LC回路中振蕩電流的產(chǎn)生過程時,要明確電容C和電感L

7、在電路中的作用.電容器在電路中有充電和放電的作用.電感線圈在電路中有阻礙電流變化的作用.電感線圈中的自感電動勢大小和電流的變化率成正比,方向總是阻礙電流的變化. (1)電容器在放電過程中,電路中電流增大,由于線圈自感作用阻礙電流的增大,電流不能立刻達到最大值. (2)電容器開始放電時,電流的變化率最大,電感線圈的自感作用對電流的阻礙作用最大,但阻礙卻無法阻止,因此,隨自感電動勢的減小,放電電流逐漸增大,電容器放電完畢,電流達到最大值. (3)電容器放電完成后,電流將保持原來的方向減小,由于線圈的自感作用阻礙電流的減小,因此電流逐漸減小,這個電流使電容器在反方向逐漸充電. (4)電容器反

8、向充電,使電容器極板上帶上相反的電荷,并且電荷逐漸增多,極板上的電荷對向極板上累積的電荷產(chǎn)生阻礙作用,反向充電電流逐漸減小,到反向充電完畢時,電流減小到零.此后電容再次放電,再次充電,這樣不斷地充電和放電,電路中就出現(xiàn)了振蕩電流. 這個過程中,電容器極板上的電荷q,電路中的電流i,電容器內(nèi)的電場強度E,線圈的磁場B,都發(fā)生周期性變化. 2.LC回路中電場能和磁場能是如何轉(zhuǎn)化的? 剖析:(1)電磁振蕩的過程,實質(zhì)上是電場能和磁場能相互轉(zhuǎn)化的過程.LC回路中的電場能和磁場能做周期性變化,但是它們的變化周期是電磁振蕩周期的一半.這是因為電場能和磁場能是標(biāo)量,只有大小在做周期性變化,而回路中的電

9、流、電壓、電場強度、磁感應(yīng)強度的方向和電容器極板上電荷的電性在電磁振蕩的一個周期內(nèi)改變兩次. (2)若LC回路中沒有能量損失,那么在電磁振蕩過程中,電容器中的電場能E和自感線圈中的磁場能Ei相互轉(zhuǎn)化,能量守恒,即E+Ei=恒量. (3)在電磁振蕩過程中,電容器上電荷量q、電壓U、兩板間的場強及電場能Ei對應(yīng),它們變化的趨勢一致,同增同減,同為最大或零值,即電荷量最大時,一定是板間電壓、場強及電場能最大時.而線圈中的電流i,磁感應(yīng)強度B及磁場能Ei對應(yīng),它們的變化趨勢一致,同增同減,同為最大或零值,即當(dāng)電流最大時,線圈中磁感應(yīng)強度及磁場能最大.電容器極板上的電荷量的變化與電路中電流的變化趨勢

10、相反:此增彼減. 3.如何判斷LC回路是處于放電過程還是充電過程? 剖析:當(dāng)電流流向帶正電的極板,電荷量增加,磁場能向電場能轉(zhuǎn)化,電場能增加,電流減小,磁場能減少,處于充電過程;當(dāng)電流流出帶正電的極板,電荷量減少,電場能向磁場能轉(zhuǎn)化,電場能減少,電流增大,磁場能增加,處于放電過程. 講練互動 【例題1】關(guān)于電磁場理論,下列說法正確的是( ) A.在電場周圍一定產(chǎn)生磁場,磁場周圍一定產(chǎn)生電場 B.在變化的電場周圍一定產(chǎn)生變化的磁場,變化的磁場周圍一定產(chǎn)生變化的電場 C.均勻變化的電場周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場 D.周期性變化的電場周圍一定產(chǎn)生周期性變化的磁場 解析:根據(jù)麥

11、克斯韋的電磁場理論,只有變化的電場才產(chǎn)生磁場,故A選項錯誤,均勻變化的電場產(chǎn)生恒定的磁場,非均勻變化的電場產(chǎn)生變化的磁場.故B、C錯,D正確. 答案:D 綠色通道 在理解麥克斯韋的電磁場理論時,要注意靜電場不產(chǎn)生磁場,靜磁場也不產(chǎn)生電場.還要注意根據(jù)電場(或磁場)的變化情況來確定所產(chǎn)生的是什么樣的磁場(或電場). 變式訓(xùn)練 1.根據(jù)麥克斯韋電磁場理論,下列說法正確的是( ) A.在電場的周圍空間,一定存在著和它聯(lián)系著的磁場 B.在變化的電場周圍空間,一定存在著和它聯(lián)系著的磁場 C.恒定電流在其周圍不產(chǎn)生磁場 D.恒定電流周圍存在著穩(wěn)定的磁場 解析:根據(jù)麥克斯韋電磁場理

12、論,只有變化的電場周圍才產(chǎn)生磁場,恒定電流是均勻變化的電場,所以周圍存在穩(wěn)定的磁場,故BD選項正確. 答案:BD 2.將圖3-1-2所示的帶電的平行板電容器C的兩個極板用絕緣工具緩緩拉大板間距離的過程中,在電容器周圍空間( ) 圖3-1-2 A.會產(chǎn)生變化的磁場 B.會產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場 C.不產(chǎn)生磁場 D.會產(chǎn)生周期性變化的磁場 解析:根據(jù)麥克斯韋電磁場理論,電場周圍是否會產(chǎn)生磁場,產(chǎn)生怎樣的磁場,都取決于電場是否變化及變化情況.若電場不變化,周圍不產(chǎn)生磁場;若均勻變化,則產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場

13、;若非均勻變化,則產(chǎn)生變化的磁場;如果電場周期性變化,則產(chǎn)生的磁場也周期性變化.本題中由于電容器始終跟電源相連,兩極板間電壓不變,根據(jù)E=可知在d緩慢增大的時候,E是非均勻變化的,因此在它們周圍產(chǎn)生變化的磁場,選項A正確. 答案:A 【例題2】某空間出現(xiàn)了如圖3-1-3所示的一組閉合的電場線,這可能是( ) 圖3-1-3 A.沿AB方向磁場在迅速減弱 B.沿AB方向磁場在迅速增強 C.沿BA方向磁場在迅速增強 D.沿BA方向磁場在迅速減弱 解析:根據(jù)電磁感應(yīng)理論,閉合回路中磁通量變化時,使閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流,該電流可

14、用楞次定律判斷,其中感應(yīng)電流的方向和電場線方向一致. 答案:AC 綠色通道 根據(jù)麥克斯韋電磁場理論,閉合電路中產(chǎn)生感應(yīng)電流,是因為閉合電路中電荷受到了電場力作用,而變化的磁場產(chǎn)生電場,與是否存在閉合電路無關(guān),故空間內(nèi)磁場變化產(chǎn)生的電場方向,仍可用楞次定律判斷. 變式訓(xùn)練 3.一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3-1-4所示.當(dāng)磁感應(yīng)強度均勻增大時,此粒子的( ) 圖3-1-4 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(dāng)磁場均勻增加時,根據(jù)麥克斯韋電磁場理論,將產(chǎn)生一恒定

15、的電場,電場是一方向為逆時針的渦旋電場,帶電粒子將受一電場力作用,該力對帶電粒子做正功,所以粒子的動能將增大,選項B正確. 答案:B 4.如圖3-1-5所示,在內(nèi)壁光滑、水平放置的玻璃圓環(huán)內(nèi),有一直徑略小于環(huán)口徑的帶正電的小球,正以速率v0沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動.若在此空間突然加上方向豎直向上、磁感應(yīng)強度B隨時間成正比例增加的變化磁場,設(shè)運動過程中小球的帶電荷量不變,那么( ) 圖3-1-5 A.小球?qū)ΣAП膲毫Σ粩嘣龃? B.小球受到的磁場力不斷增大 C.小球先沿逆時針方向做減速運動,過一段時間后,沿順時針方向做加速運動 D.磁場力對小球一直不做功 解析:因為玻璃圓環(huán)

16、所在處有均勻變化的磁場,在周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的渦旋電流,對帶正電的小球做功.由楞次定律,判斷電場方向為順時針方向.在電場力作用下,小球先沿逆時針方向做減速運動,后沿順時針方向做加速運動.故C選項正確. 小球在水平面內(nèi)沿軌跡半徑方向受兩個力作用:環(huán)的彈力FN和磁場的洛倫茲力f=B·q·v,而且兩個力的矢量和時刻等于小球做圓周運動的向心力.考慮到小球速度大小的變化和方向的變化以及磁場強弱的變化,彈力FN和洛倫茲力f不一定始終在增大,故A、B選項錯. 磁場力始終與圓周運動的線速度方向垂直,所以磁場力對小球不做功,故D選項正確. 答案:CD 【例題3】關(guān)于LC振蕩電路中的振蕩電流,下列說法中正確的是

17、( ) A.振蕩電流最大時,電容器兩極板間的電場強度最大 B.振蕩電流為零時,線圈中自感電動勢為零 C.振蕩電流增大的過程中,線圈中的磁場能轉(zhuǎn)化成電場能 D.振蕩電流減小的過程中,線圈中的磁場能轉(zhuǎn)化為電場能 解析:振蕩電流最大時,處于電容器放電結(jié)束瞬間,場強為零,A錯.振蕩電流為零時,LC回路振蕩電流改變方向,這時的電流變化最快,電流變化率最大,線圈中自感電動勢最大,B錯.振蕩電流增大時,線圈中電場能轉(zhuǎn)化為磁場能,C錯.振蕩電流減小時,線圈中磁場能轉(zhuǎn)化為電場能,D對. 答案:D 綠色通道 磁場能與電流i對應(yīng),電場能與電荷量q對應(yīng),在等幅振蕩中,磁場能與電場能的總量保持不變

18、. 變式訓(xùn)練 5.關(guān)于LC振蕩電路中電容器兩極板上的電荷量,下列說法正確的是( ) A.電荷量最大時,線圈中振蕩電流也最大 B.電荷量為零時,線圈中振蕩電流最大 C.電荷量增大的過程中,電路中的磁場能轉(zhuǎn)化為電場能 D.電荷量減少的過程中,電路中的磁場能轉(zhuǎn)化為電場能 解析:在LC振蕩電路中,電荷量最大時,是充電結(jié)束瞬間,所以線圈中電流為零,而電荷量為零時,是放電結(jié)束瞬間,所以線圈中振蕩電流最大,故A錯B對.電荷量增大的過程,是磁場能轉(zhuǎn)化為電場能的過程,故C對D錯. 答案:BC 6.在LC電路發(fā)生電磁振蕩的過程中,當(dāng)電感線圈兩端的電壓達到最大時( ) A.電路中的電

19、流達到最大 B.電容器內(nèi)電場能為零 C.電感線圈內(nèi)磁場能為零 D.電容器所帶的電荷量為零 解析:當(dāng)線圈的兩端電壓最大時,即電容器兩端電壓最大,這是充電結(jié)束時的狀態(tài),兩極板電荷量最多,板間場強最強,回路中電流已為零,由能量守恒定律,知磁場能已全部轉(zhuǎn)化為電場能.故選C. 答案:C 【例題4】圖3-1-6中畫出一個LC振蕩電路中的電流變化圖線,根據(jù)圖線可判斷( ) 圖3-1-6 A.t1時刻電感線圈兩端電壓最大 B.t2時刻電容器兩極間電壓為零 C.t1時刻電路中只有電場能

20、 D.t1時刻電容器帶電荷量為零 解析:本題考查認識it圖象和利用圖線分析問題的能力. 由圖象知,計時開始時,電容器兩極板帶電荷量最大,電流為零,電容器放電開始,根據(jù)電流隨時間的變化規(guī)律可以在圖中畫出qt圖象(在圖3-1-7中用虛線表示).圖象分析可知:t1時刻,電容器上電荷量為零,電勢差為零,電場能為零,故D對,A、C皆錯.t2時刻電容器電荷q最大,兩板間電勢差最大,B錯. 圖3-1-7 答案:D 綠色通道 分析it圖象時,畫出對應(yīng)的qt圖象,并注意到i與B、Eb變化規(guī)律一致,q與E、E電、U變化規(guī)律一致,可起到事半功倍的效果. 變式訓(xùn)練 7.如圖3-1-

21、8所示為LC振蕩電路中電容器兩極板上的電荷量q隨時間t變化的圖線,由圖可知…( ) 圖3-1-8 A.在t1時刻,電路中的磁場能最小 B.從t1到t2電路中的電流值不斷變小 C.從t2到t3電容器不斷充電 D.在t4時刻,電容器的電場能最小 解析:q的變化與磁場能的變化相反,與電場能的變化相同,所以t1時刻磁場能最小,t1到t2電路中的電流值在增大,t2到t3,電荷量增大,說明正在給電容器充電,t4時刻電場能最小,故A、C、D選項正確. 答案:ACD 8.在圖3-1-9所示電路中,L是電阻不計的線圈,C為

22、電容器,R為電阻,開關(guān)S先是閉合的.將開關(guān)S斷開,并從這一時刻開始計時,設(shè)電容器A極板帶正電時電荷為正,則電容器A極板上的電荷量q隨時間t變化的圖象是圖3-1-10中的哪一個( ) 圖3-1-9 圖3-1-10 解析:開關(guān)S閉合時,由于線圈中電阻為零,線圈中有自左到右的電流,但線圈兩端電壓為零,與線圈并聯(lián)的電容器極板上不帶電,故本題中LC回路的初始條件是線圈中電流最大,電場能為零. 斷開S,線圈中產(chǎn)生與電流方向相同的自感電動勢,阻礙線圈中電流的減小,使線圈中電流繼續(xù)自左向右流動,從而給電容器充電,B板帶正電,A板帶負電,電荷量逐漸增加,經(jīng)電荷量達最大值,此時LC回路中電流

23、為零.在~時間內(nèi),電容器放電,A板上負電荷逐漸減少到零,此后電容器被反向充電,A板帶正電,后又放電,如題圖中B項所示. 答案:B 體驗探究 【問題】演示電磁振蕩現(xiàn)象時應(yīng)注意什么問題? 導(dǎo)思:由振蕩電流的產(chǎn)生電路分析. 探究:電磁振蕩是指這些電荷、電場、電流、磁場都隨時間做周期性的正弦變化的現(xiàn)象,它產(chǎn)生的振蕩電流是一種頻率很高的交流電,這種交流電很難由交流發(fā)電機產(chǎn)生,一般由LC回路產(chǎn)生.在無線電技術(shù)中振蕩電流的頻率約1兆赫茲或幾十兆赫茲,由于交流發(fā)電機產(chǎn)生的交流電的頻率是50 Hz,所以為便于觀察到電磁振蕩現(xiàn)象,可依據(jù)T=2π去選擇L大的線圈和C大的電容來做演示實驗. 教材鏈接 【實驗與探究】(課本47頁) 實驗中靈敏電流計的指針左右擺動是由于電路中產(chǎn)生了大小和方向都做周期性變化的電流,而指針擺幅的逐漸減小,是由于電路中電阻的存在而引起的能量損耗,所以這種振蕩又稱為阻尼振蕩;若電路中沒有能量損失,產(chǎn)生的振蕩電流又稱無阻尼振蕩電流.

展開閱讀全文
溫馨提示:
1: 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責(zé)。
6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

最新文檔

相關(guān)資源

更多
正為您匹配相似的精品文檔
關(guān)于我們 - 網(wǎng)站聲明 - 網(wǎng)站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網(wǎng)站客服 - 聯(lián)系我們

copyright@ 2023-2025  zhuangpeitu.com 裝配圖網(wǎng)版權(quán)所有   聯(lián)系電話:18123376007

備案號:ICP2024067431-1 川公網(wǎng)安備51140202000466號


本站為文檔C2C交易模式,即用戶上傳的文檔直接被用戶下載,本站只是中間服務(wù)平臺,本站所有文檔下載所得的收益歸上傳人(含作者)所有。裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對上載內(nèi)容本身不做任何修改或編輯。若文檔所含內(nèi)容侵犯了您的版權(quán)或隱私,請立即通知裝配圖網(wǎng),我們立即給予刪除!

五月丁香婷婷狠狠色,亚洲日韩欧美精品久久久不卡,欧美日韩国产黄片三级,手机在线观看成人国产亚洲