2011中考物理分类汇编——电磁波和现代通信
基础型 (1)
一、选择题 (1)
二、填空题 (5)
三、作图题 (8)
四、解答题 (8)
五、计算题 (9)
综合型 (9)
本章综合类 (9)
一、选择题 (9)
二、填空题 (9)
三、作图题 (10)
四、解答题 (10)
五、计算题 (10)
跨章综合类 (10)
一、选择题 (10)
二、填空题 (13)
三、作图题 (16)
四、解答题 (16)
五、计算题 (16)
基础型
一、选择题
（2011徐州）1．下列现象属于利用电磁波传递信息的是
A．老师利用语言传授知识B．盲人通过手摸识别盲文
C．邮寄贺卡表达节日祝福D．用手机联系远方的亲友
答案：D
（2011毕节）2．2011年4月10日4时47分，我国在西昌卫星发射中心成功发射了第八颗北斗导航卫星，它可以提供高精度的定位、测速等服务，它传递信息是利用A．超声波B．次声波C．电磁波D．各种射线
答案：C
（2011牡丹江）3．电磁波在生活中有广泛的应用，下列有关电磁波的说法错误的是
答案：B
（2011厦门）4．2011年4月10日，我国成功将第八颗北斗导航卫星送入太空预定转移轨道，这次发射标志着北斗区域卫星导航系统的基本系统建成。卫星导航系统传递信息利用的是
A ．激光
B ．红外线
C ．超声波
D ．电磁波
答案：D
（2011三明）5．下列电器中，利用电磁波工作的是
A ．手电筒
B ．电冰箱
C ．电饭煲
D ．手机
答案：D
（2011赤峰）6．下列物体不需要从外界接收电磁波就能工作的是
A ．录音机
B ．收音机
C ．无绳电话
D ．手机
答案：A
（2011芜湖）7．2010年9月22日，中央电视台“芜湖月?中华情”中秋晚会在芜湖成功举办．晚会通过CCTV-l 、CCTV-4、CCTV-9三大频道同时并机直播，观众在家中选择不同频道观看电视直播时，实际上是在改变
A ．电视台发射的电磁波的波速
B ．电视机接收的电磁波的波速
C ．电视台发射的电磁波的频率
D ．电视机接收的电磁波的频率
答案：Ｄ
（2011成都）8．如图所示，是中国第五代隐形重型歼击机—歼20。2011年1月11日12时50分，歼20在成都实现首飞，历时18分钟。下列与歼20及其试飞过程有关的说法中，正确的是
A ．飞机质量大约为100kg
B ．飞机长度大约为1.5 m
C ．飞机飞行速度大约为1.5×10 8 m/s
D ．飞行过程中飞行员通过电磁波与地面通话
答案：D
（2011盐城）9．2011年4月，我国成功将第八颗“北斗”导航卫星送入太空，它在与地面通信时利用的是
A ．超声波
B ．电磁波
C ．紫外线
D ．可见光
答案：B
（2011荆门）10．我们生活在电磁波的海洋中，下列关于电磁波的说法中正确的是
A ．电磁波不能在真空中传播
光导纤维是利用
激光来通信的
A 验钞机用红外线使钞 票上的荧光物质发光
B 使用手机与别人 交谈时，电磁波 对人体会有辐射
C 微波炉是利用电磁 波来加热食品的 D
B．电磁波不能发生反射
C．电磁波在空气中传播时，频率越高，波长越小
D．电磁波只能传递声音信号，不能传递图像信号
答案：C
（2011郴州）11．我国通信卫星拥有自主知识产权，当湖南卫视信号从长沙发出后在郴州被接收，这个过程中信号的传递是依靠
A．超声波B．紫外线C．电磁波D．红外线
答案：C
（2011凉山州）12．关于波，下列说法中正确的是
A．光波、电磁波、声波都可以在真空中传播
B．光和电磁波都能够传递信息，声音不能传递信息
C．中央电视台与凉山电视台发射的电磁波在空气中的传播速度不同
D．导线中有迅速变化的电流，就会在周围空间中激起电磁波
答案：D
（2011南平）13．2010年11月1日，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，成功将第六颗北斗导航卫星送入预定轨道，据介绍我国将在2015年建成自己的卫星导航定位系统，实现全球定位，该系统在传递信息过程中主要依靠
A．超声波B．次声波C．电磁波D．光导纤维
答案：C
（2011玉林、防城港）14．小陈同学的父亲买了一部3G手机，这种手机在空中传递信息时是通过下列哪种波实现的
A．超声波B．次声波C．声波D．电磁波
答案：D
（2011漳州）15．用导航仪与定位卫星之间的信号传输来确定位置时，导航仪与定位卫星之间传输的信号
A．超声波B．次声波C．电磁波D．可见光
答案：C
（2011湘潭）16．我国自主开发的“隐形飞机”歼20，主要改进了开关和材料方面的技术，能有效避开雷达的探测，下列关于歼20“隐身”原因的解释，正确的是
A．由于歼20飞行太快，电磁波追不上
B．由于歼20是超音速飞机，声波追不上
C．通过改用新材料，减弱对电磁波的吸收能力
D．通过改变飞机形状，减少向雷达探测设备方向反射的电磁波
答案：D
（2011长沙）17．目前，很多汽车的驾驶室里装有一个叫GPS （全球卫星定位系统）接收器的装置。GPS接收器通过接收卫星发射的信号，实现对车辆的精确定位并导航。卫星向GPS接收器传送信息依靠的是
A．红外线B．紫外线C．电磁波D．激光
答案：C
（2011新疆）18．电视机换台时，实际上是在改变
A ．电视台发射电磁波的频率
B ．电视台发射电磁波的波速
C ．电视机接收电磁波的频率
D ．电视机接收电磁波的波速
答案：C
（2011益阳）19．关于电磁波的说法中，错误的是
A ．时断时续的电流能够产生电磁波
B ．电磁波不能在真空中传播
C ．电磁波能传递信息
D ．根据公式f v λ=可以推断出，频率越高的电磁波，波长越短。
答案：B
（2011鸡西）20．我国新研制的歼20飞机具有一定的隐身功能，主要是由于飞机的机身
A ．对电磁波有吸收作用
B ．对电磁波有反射作用
C ．对超声波有吸收作用
D ．对超声波有反射作用
答案：A
（2011兰州）21．关于无线电传输中使用的长波、中波和短波，下列说法正确的是
A ．短波的波速较大
B ．它们的频率相同
C ．它们的波速相同
D ．长波的频率较高
答案：Ｃ
（2011淄博）22．关于电磁波下列说法正确的是
A ．电磁波和声波一样不能在真空中传播
B ．电磁波的应用对人体有利无害
C ．根据公式f v λ=可以推断，频率越高的电磁波，波长越短
D ．电磁波的传播速度为340m/s
答案：C
（2011广州）23．已知真空中电磁波的波长λ微波＞λ红外线＞λ紫外线，则它们的频率
A ．f 微波 = f 红外线= f 紫外线
B ．f 微波＞f 红外线＞f 紫外线
C ．f 微波＜f 红外线＜f 紫外线
D ．f 紫外线＜f 微波＜f 红外线
答案：C
（2011桂林）24．我市目前已全面开通了3G 手机通信业务。使用3G 手机不仅可以通话，还可以随时通过无线网络上网。下列说法正确的是
A ．电磁波不能在真空中传播
B ．手机通话是直接传输声信号
C ．电磁波在空气中的传播速度是340m/s
D ．手机无线上网是利用电磁波传输数字信号
答案：Ｄ
（2011江西）25．下列电器利用电磁波工作的是
A ．
B 超 B ．手机
C ．电视机遥控器
D ．微波炉
答案：BCD
（2011宜昌）26．关于光纤通信，下列说法错误的是
A ．光纤通信中使用的“导线”是光导纤维
B．光纤通信中使用的“导线”是金属导线
C．在光纤中光是经过多次反射向前传播的
D．采用光纤通信在一定时间内可以传输大量信息
答案：B
（2011龙岩）27．下列设备的运行与电磁波无关
．．的是
A．“嫦娥二号”接收地面指挥中心的运行指令实现变轨而奔向月球
B．汽车上安装有GPS（全球卫星定位系统），以确定行驶路线和距离
C．医院里，医生利用B超可观察到母体内的婴儿情况
D．日常生活中，人们常利用手机进行通讯联系
答案：C
（2011岳阳）26．关于电磁波的说法正确的是
A．电视遥控器发射的红外线是电磁波
B．不同频率的电磁波在真空中传播速度不相等
C．电磁波的频率越高，其波长越长
D．电磁波应用广泛是因为它不会给我们带来任何伤害
答案：A
（2011娄底）28．下列电器工作时，与电磁波应用有关的是
A．电动机B．电吹风C．微波炉D．电磁起重机
答案：C
（2011绵阳）29．以下与电磁波应用无关的是
A．手机通信
B．微波炉加热食物
C．雷达侦查
D．听诊器了解病情
答案：D
（2011株洲）30．关于电磁波在生活中的应用，下列说法不正确的是
A．用微波炉加热食品B．电视信号的发射与接收
C．使用手机打电话D．做“B超”检查
答案：D
二、填空题
（2011辽阳）31．5月17日是世界电信日，各大电信公司通过3G网络为客户提供无线视频通话、无线上网等多面服务，这些服务是利用＿＿＿＿来传递信息的，它在真空中传播的速度约为＿＿＿＿m/s；当波速一定的条件下，频率越高，波长越＿＿＿＿（填“长”或“短”）。
答案：电磁波3×108短
（2011连云港）32．地面卫星控制中心向“嫦娥二号”发送指令时，是利用_______传递指令信号的（选填“电磁波”或“声波”）；家用电视遥控器是靠__________实现对电视机的控制的（选填“紫外线”、“红外线”或“可见光”）。
答案：电磁波红外线
（2011南通）33．电磁波在真空中的传播速度为＿＿＿＿m/s．已知一列电磁波的频率为6×106Hz，则该电磁波在真空中波长为＿＿＿＿m．
答案：3×108 50
（2011南充）34．某种红外线的波长为6.0×10-5m ，它的频率为＿＿＿＿。这种红外线的波长比紫外线的波长＿＿＿＿（选填“大”或“小”）。
答案：5.0×1012Hz 大
（2011大庆）35．某科技爱好小组，通过自制装置可发射频率为80 MHz 的电磁波．该电磁波在真空中传播的速度为 m ／s ，波长为 m 。
答案：3×108 3.75
（2011北海）36．月球上是真空，但宇航员可以把拍到的照片及时传回地球，可见电磁波的传播＿＿＿＿介质（选填“需要”或“不需要”），微波炉利用＿＿＿＿加热食物，可见电磁波不仅用于传递信息。
答案：不需要 电磁波（或微波）
（2011鞍山）37．某电台的电磁波波长为3m ，则它的频率是____________MHz 。电磁波的家族成员很多，有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线等，它们与人们的生活息息相关。电视机遥控器是利用 _______________来工作的。
答案：100 红外线
（2011山西）38．“歼20”是我国自主研发的一种新型“隐形战机”，它的机身材料和涂层对雷达发射的______（填“超声波”或“电磁波”）具有良好的______（填“吸收”或“反射”）作用。
答案：电磁波 吸收
（2011吉林）39．2011年6月4日，中国选手李娜在“法国网球公开赛”上获得冠军。这一激动人心的场面是通过__________传递到世界各地的。
答案：电磁波
（2011昆明）40．广播电台通过________将信息传播给千家万户。某收音机的面板上有“AM ”和“FM ”两个波段（如图所示），其中波长较长的是________波段。
答案：电磁波 AM
（2011肇庆）41．用电磁波传递电视信号的大致过程如下：①用摄像机拍摄画面和录音；②制作电视节目；③发射电视节目的视频和音频信号；④接收并还原电磁波的图像和声音信息．下列四幅图中对应③的是图 ，对应④的是图 ．电磁波能否在真空中传播 ．（选填“能”或“不能”）
答案：B D 能
（2011肇庆）42．手机传递信息的电磁波频率有f 1=900MHz 和f 2=1800MHz ，与这两A B C D FM 88 90 94 99 105 MHz
AM 530 610 850 1300 1600 kHz
个频率相对应的电磁波波长及波速分别是λ1、v 1和λ2、v 2，则λ1 λ2，v 1 v 2（以上两空选填“＞”、“=”或“＜”）；除手机外，人们还发明了许多利用电磁波来传递信息的设备，如 （写出一种即可）．
答案：＞ = 收音机（电视机、雷达等）
（2011阜新）43．2009年1月，我国正式进入移动通信的3G 时代。移动通信实际上是利用＿＿＿＿传递信号的。某手机发射的信号频率是1000MHz ，该信号的波长为＿＿＿＿m 。
答案：电磁波 0.3
（2011内江）44．2010年10月1日，我国成功发射“嫦娥二号”探月卫星，这个卫星在距月球表面200km 的高度经过多次变轨，最后绕月球运动把“月球车”送到月球表面上。如果你乘飞船在飞向月球的过程中，会发现地球的外层空间是________（选填“黑暗”或“明亮” )的；成功着陆后，你还可以在月球上通过________（选填“超声”、“次声”或“电磁波”)将探测到的月球信息传回地面。
答案：黑暗 电磁波
（2011大连）45．无线电波按波长分为长波、中波和短波，频率最低的是_________波。他们在真空中的传播速度是________m/s 。
答案：长 3×108
（2011六盘水）46．小芳用3G 手机拔打可视电话时，声音、图像信息在空中传播的速度是＿＿＿＿＿＿。
答案：3×108m/s
（2011本溪）47．如图是本溪日报头版上的一个小栏目，热心读者通过手机与记者交流时是靠＿＿＿＿＿＿传递信息的，它在真空中的传播速度是＿＿＿m/s ．
答案：电磁波 3×108
（2011达州）48．如图是一台收音机的屏板，当向右调指针（图中黑块）时，所接收的电磁波频率 ，波长 。（两空均填“变大”、“变小”或“不变”）
答案：变大 变小
（2011恩施州）49．如今，光纤是信息传送的一种重要工具，如图所示。在光导纤维中，利用激光不断发生_______（选填“折射”或“全反射”），实现信号的传输。
答案：全反射
（2011潜江）50．广播电台是通过____________传递信息的；江汉人民广播电台的频新闻线索征集
如果你有曲折的故事、不凡的经
历，请与洞天联系．记者电话：
151041×××12
率是750kHz ，它的波长为___________m 。
答案：电磁波（无线电波范围内其他答案均可） 400
（2011宜昌）51．电磁波在真空中的传播速度与光速_____（填“相同”或“不同”）。电磁波的频率越高，波长越_____（填“长”或“短”）。
答案：相同 短
（2011玉溪）52．今年3月1日，日本福岛发生9. 0级强烈地震，随后引发巨大海啸，造成重大人员伤亡和财产损失。各国电视台和因特网以 的形式传播信息，这种信息在真空中的传播速度为 m/s 。
答案：电磁波 3×l08
三、作图题
四、解答题
（2011烟台）53．打开收音机的开关，旋转至没有电台的位置，将音量开大。取一节干电池和一根导线，拿到收音机附近。先将导线的一端与电池的负极相连，再将导线的另一端与正极摩擦，使它们时断时续地接触（如图所示）。这时，我们从收音机里能听到“咔咔”的声音，这说明
___________________________________________________________________。
答案：变流的迅速变化可以在空间激发电磁波
（2011烟台）54．两年的物理学习结束后，小明回忆梳理了有关“波”的知识，列出了如下的比较表。其中说法错误的是_____________（只填序号）。
波的种类
声波 光波 电磁波 传播速度 ①声波在固、液、气三种状
态中的传播速度相同 ②光波在真空中的传播速度最快，是3×108m/s ③真空中所有电磁波的传播速度相同，是3×108m/s
传播介质 ④声波的传播一定需要介质 ⑤光波的传播不需要介质 ⑥电磁波的传播一定需要介
质
应用举例 ⑦超声波用于清洁物质 ⑧激光掘进引导方向
⑨电磁波用于无线电通讯 答案：①⑥
五、计算题
综合型
本章综合类
一、选择题
（2011崇左市）55．关于现代通信和电磁波，下列说法中正确的是
A．光纤通信传输的信息量很大，主要用于无线电广播
B．卫星通信利用人造卫星作为中继站进行通信
C．电磁波的应用对人类有利无害
D．电磁波不能在真空中传播
答案：B
二、填空题
（2011来宾）56．目前，多数小车上都安装了卫星导航系统，导航系统是通过＿＿＿＿接收到卫星信号的；电话是传递信息的重要工具，家庭用的有线电话是通过导线中的＿＿＿＿传递信息的。
答案：电磁波电流
（2011河池）57．2011年6月4日，我国网球名将李娜在法国网球公开赛上以2∶0战胜意大利选手斯齐亚沃尼获得女子冠军，成为获得大满贯赛事冠军的亚洲第一人。现场直播的电视信号是通过＿＿＿＿传递；上网观看比赛是采用光纤通信来实现，光纤通信是用＿＿＿＿来携带信息进行传递的。
答案：电磁波激光（或光）
（2011贺州市）58．电磁波在真空中的传播速度大小为＿＿＿m/s；如图所示是表示音频、视频和射频三种信号波形图，其中频率最低的是＿＿＿信号。
答案：3×108m/s 音频
三、作图题
四、解答题
五、计算题
跨章综合类
一、选择题
（2011河源）59．关于声和电磁波的说法正确的是
A．声和电磁波都能传递信息且都可以在真空中传播
B．住宅安装双层玻璃窗可以减小室外噪声对室内的影响
C．“听诊器”能使人的心脏振动幅度增大，响度增大
D．只有主人说出暗语时才能打开“声纹锁”，其辨别声音的主要依据是音调
答案：B
（2011莱芜）60．关于声和电磁波的说法正确的是
A．声和电磁波都能在真空中传播
B．住宅安装双层玻璃窗可以减小声对室内的影响
C．医生用B超观察胎儿的发育情况，B超是利用电磁波工作的
D．听诊器能使人的心脏振动幅度增大，响度增大
答案：Ｂ
（2011鞍山）61．下列事物中，没有电磁铁的是
A．电磁继电器B．电磁选矿机C．电话的听筒D．电话的话筒
答案：D
（2011邵阳）62．下列说法中错误
．．的是
A．在气体和液体中，流速越大的位置压强越小
B．卫星通信是利用电磁波来传递信息的
C．超导体在超导状态下电阻为零
D．功率越大的机械做功一定越多
答案：D
（2011大理、楚雄等八市）63．下列说法正确的是一组是
①手机是利用超声波传递信息②电视机的彩色画面是由红、黄、蓝三种色光混合而成③法拉第发现了电磁感应现象④船闸是利用了连通器的原理来工作的⑤在上升电梯中的乘客相对电梯是静止的
A．①②③B．①②③④C．④⑤D．③④⑤
答案：D
（2011青岛）64．请你想像一下，假如没有电，以下现象还能再发生的是
A．使用空调降温B．使用冰箱冷冻食品
C．点着蜡烛写作业D．听广播
答案：C
（2011天津）65．有关生活用品利用的物理知识，下列说法正确的是（不定项选择题）A．手机利用了电磁波的传播B．水银体温计利用了液体的热胀冷缩
C．电炉子利用了电流的磁效应D．高压锅利用了沸点与气压的关系
答案：ABD
（2011呼和浩特）66．以下说法正确的是（多选）
A．工作中的微波炉内有很强的电磁波
B．日食的形成可用光的直线传播来解释
C．在暗室里，用红光照射绿裙子，呈紫色
D．汽车的后视镜是凸面镜
答案：ABD
（2011济南）67．下列机电设备中，与电磁波的应用有关的是
A．无线收音机
B．磁悬浮列车
C．电磁起重机
D．交流发电机
答案：A
（2011济南）68．美国东部时间5月16日上午8时56分，高精度粒子探测器——“阿尔法磁谱仪”陪伴美国“奋进”号航天飞机的“绝唱之旅”，驶入寰宇。未来10年或更长时间里，它将在国际空间站运行，寻找反物质和暗物质，探索宇宙起源及其构成。“阿尔法磁谱仪”的“保暖外衣”热系统由山东大学科学家领衔研制，将是人类史上首次解决带电磁铁在太空中运行的温度控制问题。鲜为人知的是，它体内一颗强大的“中国心”——一内径约1.2米、重约2.6吨、中心磁场强度1370高斯的环形巨大永磁铁。下列相关的说法中正确的是
A．磁谱仪在发射升空过程中机械能能增大
B．太空环境下物质处于失重状态，所以磁谱仪的质量会变小
C．永磁体周围存在着均匀分布的磁场
D．地球表面工作站将通过电磁波获得磁谱仪的工作信息
答案：AD
（2011黄石）69．下列关于电磁波和声波的叙述正确的是
A．电磁波看不见，摸不着，所以它实际上并不存在
B．声波的传播速度与介质的温度有关
C．电磁波和声波都是由物体的振动产生的
D．电磁彼和声波的波长越短，频率越小
答案：B
（2011河南）70．“中原福塔”——河南广播电视塔（如图所示）是世界上第一高钢塔。周日小李乘电梯登塔观光，下列有关说法中正确的是
A．广播电视塔是利用电磁波来传递信号的
B．宽大的塔基底座是为了减小塔对地面的压力
C．小李乘电梯匀速上升时，其动能转化为势能
D．小李乘电梯匀速上升时．他的重力与他对电梯的压力是平衡力
答案：Ａ
（2011雅安）71．下列说法中正确的是
A．我国宋代学者沈括发现了通电导体周围存在磁场
B．手机通讯是利用电磁波传递信息
C．用“B超”诊断疾病是利用超声波传递能量
D．石油是可再生能源，太阳能是不可再生能源
答案：B
（2011内蒙杭锦旗）72．若把正在收看的电视机放在真空玻璃罩内，我们会发现
A．图像和声音一样正常B．图像和声音同时消失
C．可以听到声音，但看不到图像D．可以看到图像但听不到声音
答案：D
（2011遵义）73．下列科技产品的应用说法正确的是
A．电动牙刷发出的超声波不能在空气中传播
B．移动电话是通过电磁波来传递信息的
C．玩电脑游戏时，人不会受到电磁辐射
D．地震后，用声音探测仪能够搜集废墟中幸存者发出的电磁波信息
答案：B
（2011广安）74．下列说法中正确的是
A．手机是靠电磁波来通话，电磁波频率越大，波长越长
B．安装噪声监测设备可以减弱噪音
C．将一个物体从地球搬到月球后，质量不变
D．物体运动的速度越大，其惯性越大
答案：C
（2011怀化）75．关于电磁波，以下说法正确的是
A．可见光属于电磁波，但可见光在真空中不能传播
B．红外线不是电磁波，利用红外线可以进行红外拍照
C．紫外线不是电磁波，利用紫外线可以消毒杀菌
D．借助人造卫星，可以利用电磁波进行无线电导航
答案：D
（2011铜仁）76．李明和小兵对下列说法把握不定，争议不休，你认为正确的是
A．对同一物体来说，速度较快时总要比速度较慢时的惯性大
B．电流的磁效应是丹麦物理学家奥斯特在1820年发明的
C．声音和电磁波都不能在真空中传播
D．因为水的比热容较大，所以汽车发动机冷却系统用水作为工作物质
答案：D
（2011湛江）77．下列说法正确的是
A．电视广播和移动通信都是利用超声波来传递信息
B．微观粒子按从大到小排列顺序为：原子核、原子、夸克
C．超导体和电磁铁都属于高新技术材料
D．中考实行网上阅卷，条形码扫描器中的光敏二极管使用的是半导体材料
答案：D
二、填空题
（2011常州·镇江）78．2011年2月14日，美国“星尘号”探测器逐渐飞近坦普尔1号彗星，探测器间歇性地向彗星发射＿＿＿＿（电磁波/超声波/次声波）信号，当发出信号＿＿＿＿s后就能接收到经彗星反射回的信号时，即可断定两者间距为180km（v电磁
波=3×108m/s，v
声=340m/s）．此时探测器上的照相机自动拍摄得到如图所示的彗星图片，
若像距为15cm，则镜头的焦距为略＿＿＿＿（大于/小于）15cm．
答案：电磁波 1.2×10-3小于
（2011无锡）79．学了“电磁波”和“声波”这两部分内容后，小华列出了如下的知识归纳表，其中＿＿＿＿和＿＿＿＿（填表中序号）的说法是错误的.
波的种类电磁波声波
传播速度①真空中所有电磁波的传播速度都是3×l08m／s ②声波在固体、液体、气体中的传播速度相同传播介质③电磁波的传播一定要有介质④声波传播一定要有介质
应用事例⑤电视机遥控器利用红外线进行遥控⑥超声波可用于清清物品
答案：②③
（2011扬州）80．如图是我们在实验室或课堂上做过的一些实验。图甲中小磁针发生
偏转，说明通电导体周围存在＿＿＿＿；图乙中收音机发出喀喀声，说明了＿＿＿＿的存在；图丙中的轻质小球被弹开，说明发声的音叉在＿＿＿＿；图丁中的气球不会被刺破，是由于
钉子的数量多，气球受到的＿＿＿＿小。
答案：磁场 电磁波 振动 压强
（2011盘锦）81．在2011年6月的法网女单决赛中，中国选手李娜最终以2比0战胜意大利选手夺得女单冠军。球迷通过电视看比赛直播，电视是利用＿＿＿＿来传递信息的，电视机的遥控器是利用＿＿＿＿来实现电视机的遥控。球迷看到李娜奋力挥拍，球旋转着在空中划出各种弧线，李娜击球时除了考虑力的大小和方向外，还要考虑力的＿＿＿＿。球拍击球时是＿＿＿＿能转化为球的动能。
答案：电磁波 红外线 作用点 弹性势
（2011葫芦岛市）82．春节晚会上，歌曲、小品、魔术等节目丰富多彩，赢得了观众的喜爱。美妙的歌声是由演员的声带____________产生的，精彩场面由通信卫星通过____________传到全国各地。
答案：振动 电磁波
（2011铁岭）83．2011年6月4日，李娜在法网夺冠，创造了亚洲历史，为祖国增添了光彩。广大观众通过卫星电视见证了这一历史时刻，卫星是利用＿＿＿＿＿＿传递信息的。在激烈的网球比赛中，包含了许多物理知识：（1）李娜发球时，球拍将球击出，说明力可以改变物体的＿＿＿＿＿＿＿＿，同时球拍网会发生形变，说明物体间力的作用＿＿＿＿＿＿。
（2）网球高速飞向对方场地，以网球为参照物，对方场地是＿＿＿＿的。
答案：电磁波 运动状态 相互的 运动
（2011海南）84．如图是电磁起重机工作的情景，它工作时利用了电流的＿＿＿效应；手机通话是利用＿＿＿＿传递信息。
答案：磁 电磁波
（2011长春）85．科学家研制了一种新型装甲飞车——飞行悍马（如图所示），它是汽甲 乙 丙 丁
车和直升飞机的结合体。
（1）“飞行悍马”飞行时与地面联系是通过＿＿＿传递信息的。
（2）“飞行悍马”在加油时，驾驶员会闻到柴油的气味，这是＿＿＿现象。
（3）在水平地面上匀速行驶的“飞行悍马”5s 内通过125m ，它的速度是＿＿＿m/s ；在这段时间内牵引力做功3.5×l05J ，发动机的功率是＿＿＿＿W 。
答案：电磁波 扩散 25 7×l04
（2011茂名）86．LED 液晶电视的发光二极管是由＿＿＿＿（填“导体”或“半导体”）材料制成的。卫星电视的图像信号是由卫星通过＿＿＿＿波传送的。只听不看就能判断播音员是否为我们熟悉的，这是通过声音的＿＿＿＿来识别的。
答案：半导体 电磁 音色
（2011莆田）87．我国研制出了世界上臂长最长的泵车，如图所示。泵车是利用＿＿＿的作用将水抽到高处的。泵车配用的远程遥控器通过发射＿＿＿能够在几千米外控制泵车。泵车前端弯折处安装有摄像头（凸透镜），当物位于其透镜两倍焦距以外时，物经凸透镜后所成的是＿＿＿＿、＿＿＿＿的实像。
答案：大气压强 电磁波 倒立 缩小
（2011内蒙杭锦旗）88．鄂尔多斯在创建交通模范城市的过程中，采取了一些措施，为市民在交通上提供优质服务。如：
（1）市公汽公司为了保证人们从公汽后门上下车时的安全，在无人售票车上安装了“车载电视监控器”，如图所示，是该装置的光学系统，图中的摄像头的工作原理相当于＿＿＿＿透镜成＿＿＿＿像（填“实”或“虚”）。
（2）市出租公司为了调度及时，在出租车上装上了“车载无线电话”，它是通过＿＿＿＿来传递信息的。
答案：（1）凸 实 （2）电磁波
（2011重庆·江津）89．随着现代高层建筑的迅速发展，电梯已成为人们生活中必不可少的垂直交通工具。某电梯的轿箱内是不锈钢板，电梯门关闭时手机无信号是因为传递信
地面行驶
空中飞行
玻璃罩
摄像头
息的被金属屏蔽了。当电梯匀速上升时，它的机械能将＿＿＿（填“增大”、“不变”或“减小”）。
答案：电磁波增大
（2011柳州）90．广播、电视、手机等通过＿＿＿传递信息。物理学中用振幅来描述物体的振动幅度，物体的振幅越大，产生声音的＿＿＿＿的越大。大多数人能够听到声音的频率范围从20Hz到20000Hz，人们把高于20000Hz的声音叫做＿＿＿＿。
答案：电磁波响度超声波
（2011沈阳）91．在2011年6月的法国网球公开赛中，李娜荣获冠军。比赛实况通过通讯卫星，第一时间传回国内，让热情的观众有亲临现场的感觉。卫星是通过＿＿＿＿波来传递信息的。要娜在比赛中发球时，将球抛起，球在上升的过程中，球的动能转化为＿＿＿＿能;接球时，将球反向击回，说明力可以改变物体的＿＿＿＿＿＿＿＿。
答案：电磁重力势运动状态
三、作图题
四、解答题
五、计算题
1. 如图所示， 有一线密度 的无限大电流薄片置于平面上，周 围媒质为空气。试求场中各点的磁感应强度。 解： 根据安培环路定律, 在面电流两侧作一对称的环路。则 由 2. 已知同轴电缆的内外半径分别为 和 ,其间媒质的磁导率 为，且电缆 长度 ， 忽略端部效应， 求电缆单位长度的外自感。 解： 设电缆带有电流则 3. 在附图所示媒质中，有一载流为的长直导线，导线到媒质分界面的距离为。 试求载流导线单位长度受到 的作用力。 解： 镜像电流 镜像电流在导线处产生的值为 单位长度导线受到的作用力
力的方向使导线远离媒质的交界面。 4. 图示空气中有两根半径均为a ，其轴线间距离为 d 的平行长直圆柱导体，设它们单位长度上所带的电荷 量分别为和 ， 若忽略端部的 边缘效应，试求 (1) 圆柱导体外任意点p 的电场强度的电位的表达式 ； (2) 圆柱导体面上的电荷面密度与值。 解： 以y 轴为电位参考点，则 5. 图示球形电容器的内导体半径 ， 外导体内径 ，其间充有 两种电介质与， 它们的分界面的半径为。 已知与的相对 6. 电常数分别为 。 求此球形电容器的电 容。 解
6. 一平板电容器有两层介质，极板面积为,一层电介质厚度，电导率，相对介电常数，另一层电介质厚度，电导率。相对介电常数，当电容器加有电压 时，求 (1) 电介质中的电流； (2) 两电介质分界面上积累的电荷； (3) 电容器消耗的功率。 解： (1) (2) (3) 7. 有两平行放置的线圈，载有相同方向的电流，请定性画出场中的磁感应强度分布(线)。 解：线上、下对称。
A．电磁场理论B基本概念 1．什么是等值面？什么是矢量线？ 等值面——所有具有相同数值的点组成的面 ★空间中所有的点均有等值面通过； ★所有的等值面均互不相交； ★同一个常数值可以有多个互不相交的等值面。 矢量线（通量线）---- 一系列有方向的曲线。 线上每一点的切线方向代表该点矢量场方向， 而横向的矢量线密度代表该点矢量场大小。 例如，电场中的电力线、磁场中的磁力线。 2．什么是右手法则或右手螺旋法则？本课程中的应用有哪些？（图） 右手定则是指当食指指向矢量A的方向，中指指向矢量B的方向，则大拇指的指向就是矢量积C=A*B的方向。 右手法则又叫右手螺旋法则，即矢量积C=A*B的方向就是在右手螺旋从矢量A转到矢量B的前进方向。 本课程中的应用： ★无限长直的恒定线电流的方向与其所产生的磁场的方向。 ★平面电磁波的电场方向、磁场方向和传播方向。 3．什么是电偶极子？电偶极矩矢量是如何定义的？电偶极子的电磁场分布是怎样的？ 电偶极子——电介质中的分子在电场的作用下所形成的一对等值异号的点电荷。 电偶极矩矢量——大小等于点电荷的电量和间距的乘积，方向由负电荷指向正电荷。
4.麦克斯韦积分和微分方程组的瞬时形式和复数形式； 积分形式： 微分方式： （1）安培环路定律 （2）电磁感应定律 （3）磁通连续性定律 （4）高斯定律 5.结构方程
6.什么是电磁场边界条件？它们是如何得到的？（图） 边界条件——由麦克斯韦方程组的积分形式出发，得到的到场量在不同媒质交界面上应满足的关系式（近似式）。 边界条件是在无限大平面的情况得到的，但是它们适用于曲率半径足够大的光滑曲面。 7.不同媒质分界面上以及理想导体表面上电磁场边界条件及其物理意义； （1）导电媒质分界面的边界条件 ★ 导电媒质分界面上不存在传导面电流，但可以有面电荷。 在不同媒质分界面上，电场强度的切向分量、磁场强度的切向分量和磁感应强度的法向分量永远是连续的 （2）理想导体表面的边界条件 ★ 理想导体内部，时变电磁场处处为零。导体表面可以存在时变的面电流和面电荷。
第十七章电磁波与现代通信 课时1信息与信息传播 [课堂巩固] 1.信息与生活密不可分，如天空乌去密布，标志着大雨可能降临；上课时，同学们 举手，标志着________________________。 2.我们生活在一个充满信息的世界里，通俗地讲，信息是各种事物________________________，消息中包含的内容越多，信息量________________。 3.信息和信息传播活动经历了五次巨大的变革：_________________、文字的诞生、__________________、_______________、___________________。 4.请你列举出三种早期的信息传播工具：________________、_________________、_________________________。 5.第一个发明电报机的是美国的发明家_______________，同时也发明了利用“点”、 “划”和“空白”的不同组合构成的电码——__________________，揭开了人类通信史的新纪元。 6.比较下列各类传递信息的方法，在相同的时间内能传递的信息量最多的是（）A．电话B．电报C．书信D．可视电话 7.下面关于数字“6”的莫尔斯电码组合，正确的是（） A. ·———— B. —···· C. ———·· D.····— 8.下列不属于早期信息传播工具的是（） A.可视电话 B.在古代每隔一定的距离会设置一个驿馆 C.飞鸽传书 D.以前有急事时，经常会用的电报 9.下列传播信息的方式中，传递信息的速度最快的是（） A．利用古代的驿站的形式传播 B．利用发电报的形式传递信息 C．利用打电话的形式传播 D．飞鸽传书 10.小明同学在课后查阅了一些资料，得到了一些记载信息的工具如下图17-1所示， 请你帮他分析这些记载信息工具的优缺点。
电磁场与电磁波理论基础自学指导书 课程简介：电磁场理论是通信技术的理论基础，是通信专业本科学生必须具备的知识结构的重要组成部分之一。使学生掌握电磁场的有关定理、定律、麦克斯韦方程等的物理意义及数学表达式。使学生熟悉一些重要的电磁场问题的数学模型（如波动方程、拉氏方程等）的建立过程以及分析方法。培养学生正确的思维方法和分析问题的能力，使学生对"场"与"路"这两种既密切相关又相距甚远的理论有深刻的认识，并学会用"场"的观点去观察、分析和计算一些简单、典型的场的问题。为以后的学习和工作打下坚实的理论基础。 第一章矢量分析场论初步 1主要内容 本章从矢量分析入手，介绍了标量场和矢量场的基本概念，学习了矢量的通量、散度以及散度定理，矢量的环流、旋度以及斯托克斯定理，标量的梯度，以及上述的物理量在圆柱和球坐标系下的表达形式，最后介绍了亥姆霍兹定理，该定理说明了研究一个矢量场从它的散度和旋度两方面入手。通过本章的学习，使学生掌握场矢量的散度、旋度和标量的梯度的概念和数学计算为以后的电磁场分析打下基础。 2学习要求 深刻理解标量场和矢量场的概念；深刻理解散度、旋度和梯度的概念、物理意义及相关定理； 熟练使用直角坐标、圆柱坐标和球坐标进行矢量的微积分运算； 了解亥姆霍兹定理的内容。 3重点及难点 重点：在直角坐标、圆柱坐标和球坐标中计算矢量场的散度和旋度、标量场的梯度以及矢量的线积分、面积分和体积分。 难点：正确理解和掌握散度、旋度和梯度的概念及定理，可以借助流体的流量和涡旋等自然界中比较具体而形象的相似问题来理解。 4思考题合作业 1.4, 1.8, 1.9, 1.11, 1.14, 1.16, 1.24 第二章静电场 1主要内容 本章我们从点电荷的库仑定律发，推导出静电场的基本方程（微分表达及积分表达），该基本方程第一组与静电场的散度和通量有关（高斯定律），第二组有关静电场的环量和旋度，推导的过程运用了叠加原理。由静电场的基本方程中的环量和旋度的基本方程，我们引入了电位的概念，并给出了电场强度与电位之间的关系以及电位的计算公式。运用静电场的基本方程及电位可以解决静电场中的场源互求问题（已知源求场或已知场求源）。然后介绍了电偶极子的概念，推导了电偶极子的电场强度与电位的表达式。接着介绍了介质的极化，被极化的分子可等效为电偶极子，所以介质极化产生的电位就可以借用电偶极子的相关结论。由极化介质的电位公式我们推导了介质中的高斯定律，在该定律中引入了一个新的量—
第一章 一、矢量代数 A ?B =AB cos θ A B ?= AB e AB sin θ A ?(B ?C ) = B ?(C ?A ) = C ?(A ?B ) ()()()C A C C A B C B A ?-?=?? 二、三种正交坐标系 1. 直角坐标系 矢量线元x y z =++l e e e d x y z 矢量面元=++S e e e x y z d dxdy dzdx dxdy 体积元d V = dx dy dz 单位矢量的关系?=e e e x y z ?=e e e y z x ?=e e e z x y 2. 圆柱形坐标系 矢量线元=++l e e e z d d d dz ρ?ρρ?l 矢量面元=+e e z dS d dz d d ρρ?ρρ? 体积元dz d d dV ?ρρ= 单位矢量的关系?=??=e e e e e =e e e e z z z ρ??ρ ρ? 3. 球坐标系 矢量线元d l = e r d r + e θ r d θ + e ? r sin θ d ? 矢量面元d S = e r r 2sin θ d θ d ? 体积元 ?θθd d r r dV sin 2= 单位矢量的关系?=??=e e e e e =e e e e r r r θ? θ??θ 三、矢量场的散度和旋度 1. 通量与散度 =?? A S S d Φ 0 lim ?→?=??=??A S A A S v d div v 2. 环流量与旋度 =??A l l d Γ max n rot =lim ?→???A l A e l S d S 3. 计算公式 ????= ++????A y x z A A A x y z 11()z A A A z ?ρρρρρ?????= ++????A 22111()(s i n )s i n s i n ????= ++????A r A r A A r r r r ? θ θθθθ? x y z ? ????= ???e e e A x y z x y z A A A 1z z z A A A ρ?ρ?ρρ?ρ? ?? ??= ???e e e A
第17章 电磁波与现代通信 让你一览无余 1. 信息是各种事物发出的有意义的消息。消息中包含的内容越多，信息量越大。 2. 人类特有的信息有三种：语言、符号和图像。 3. 在人类历史上，信息和信息传播活动经历了五次巨大的变革，它们是：①语言的诞生；②文字的诞生；③印刷术的诞生；④电磁波的应用；⑤计算机技术的应用。 4. 早期的信息传播工具有很多，比如：①万里长城上的烽火台；②古代传递官文的驿马； 5. ③莫尔斯发明的电报机；④贝尔制作的早期电话。 6. 莫尔斯电码与密码： （二）电磁波及其传播： 1. 波的基本特征：所有的波都是在传播周期性变化的运动形态。这里的运动形态又可分为：凹凸相间和疏密相间两种。 2. 振幅：我们把波源偏离平衡位置的最大距离叫做振幅，用字母A 表示，单位是米（m ），它反映了波源振动的强弱。 周期：波源振动一次所需要的时间叫做周期，用字母T 表示，单位是秒（s ）； 频率：波源每秒内振动的次数叫做频率，用字母f 表示，单位是赫兹（Hz ）。频率与周期反 映了振动的快慢。它们的关系是：T ＝f 1 。 波长：波在一个周期内传播的距离叫做波长，用λ表示，单位是米（m ）。 波速：波的传播速度，用字母v 表示，单位是米/秒（m/s ）。 3. 波长、波速、频率、周期的关系是： v ＝T ＝λf 。 4. 电磁波： （1）电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场。 （2）电磁波在真空中的传播速度（即光速），c ＝3×108m/s 。 （3）电磁波谱： 从电磁波谱图可知，电磁波包括了：无线电波、微波、光（包括红外线、可见光和紫外线）、X 射线和γ射线等。其中无线电波的波段表见下：
《电磁场与电磁波》试题1 一、填空题（每小题1分，共10分） 1．在均匀各向同性线性媒质中，设媒质的导磁率为μ，则磁感应强度B ?和磁场H ? 满足的方程 为： 。 2．设线性各向同性的均匀媒质中， 02=?φ称为 方程。 3．时变电磁场中，数学表达式H E S ? ???=称为 。 4．在理想导体的表面， 的切向分量等于零。 5．矢量场 )(r A ? ?穿过闭合曲面S 的通量的表达式为： 。 6．电磁波从一种媒质入射到理想 表面时，电磁波将发生全反射。 7．静电场是无旋场，故电场强度沿任一条闭合路径的积分等于 。 8．如果两个不等于零的矢量的 等于零，则此两个矢量必然相互垂直。 9．对平面电磁波而言，其电场、磁场和波的传播方向三者符合 关系。 10．由恒定电流产生的磁场称为恒定磁场，恒定磁场是无散场，因此，它可用 函数的旋度来表 示。 二、简述题 （每小题5分，共20分） 11．已知麦克斯韦第二方程为 t B E ??- =????，试说明其物理意义，并写出方程的积分形式。 12．试简述唯一性定理，并说明其意义。 13．什么是群速？试写出群速与相速之间的关系式。 14．写出位移电流的表达式，它的提出有何意义？ 三、计算题 （每小题10分，共30分） 15．按要求完成下列题目 （1）判断矢量函数 y x e xz e y B ??2+-=? 是否是某区域的磁通量密度？
（2）如果是，求相应的电流分布。 16．矢量 z y x e e e A ?3??2-+=? ， z y x e e e B ??3?5--=? ，求 （1）B A ? ?+ （2）B A ??? 17．在无源的自由空间中，电场强度复矢量的表达式为 ()jkz y x e E e E e E --=004?3?? （1） 试写出其时间表达式； （2） 说明电磁波的传播方向； 四、应用题 （每小题10分，共30分） 18．均匀带电导体球，半径为a ，带电量为Q 。试求 （1） 球内任一点的电场强度 （2） 球外任一点的电位移矢量。 19．设无限长直导线与矩形回路共面，（如图1所示）， （1）判断通过矩形回路中的磁感应强度的方向（在图中标出）； （2）设矩形回路的法向为穿出纸面，求通过矩形回路中的磁通量。 20．如图2所示的导体槽，底部保持电位为0U ，其余两面电位为零， （1） 写出电位满足的方程； （2） 求槽内的电位分布 图1
Lect.1 0 引言 1.课程简介 1) 课程内容 “电磁场与电磁波”或者叫电磁学，涉及到很多方面的内容。翻开书本的话，会看到有矢量分析，电磁学的学习的数学基础，有静态电磁场、时变电磁场、电磁波、波导、天线等很多方面的内容。但可以用一句话来概括：电磁学研究静止及运动电荷相关效应的一门学科，它是物理学的一个分支。 由基础物理学的知识可知，电荷产生电场。电荷的移动构成电流，而电流则会在空间中产生磁场。静止的电荷产生静电场。恒定电流产生静磁场。如果电荷或者电流随时间变化，则产生时变电场及时变磁场。时变电场和时变磁场还可以相互激发，形成在空间中独立传播的时变电磁场，即电磁波。所有的电磁场的唯一来源就是静止或者运动状态的电荷。所以我们说《电磁场及电磁波》或者《电磁学》这门课程，不干别的，就是研究静止及运动电荷所产生的效应。 2) 核心概念 这门课程的核心概念有两个，一个是场(field)，一个是波(wave)。那么，什么是场？场是一个数学概念，只某个量在空间中的分布。这个量可以不随时间变化，也可以随时间改变，前者称为静态场，后者称为时变场。例如，在地球表面或者附近，任意位置，任意一个有质量的物体都受到重力的吸引，我们说地球在其周围的空间中形成了重力场。例如，一个流体，流动的液体或者气体，每一个位置上流体的质点都对应一个速度，我们说，空间存在流体的一个速度场。对于物理学上的场而言，空间上，每个点都对应有某个物理量的一个值。这个物理学上的场，根据物理量本身的性质，有标量场和矢量场之分，我们之后会学到。 波(wave)的概念。振动在空间的传播，伴随能量的传播过程。举例：声波。 电磁波电磁波相关内容：波的描述、界面上的反射与折射、波在开放及封闭空间中的传播等。 3) 电磁理论的发展 早期：电及磁现象被视为两种独立的不同的现象。 希腊人琥珀中国《吕氏春秋》司南 富兰克林正负电荷、电荷守恒。风筝实验 库伦库伦定律定量电学 1820，Hans Christian Orsted: 电流可以造成磁针的偏转.即电流可以产生磁场。 1820-1827 Ampere的贡献：实验：两平行通电电线之间的吸引与排斥。安培定律 Farady的贡献：电磁感应：由磁产生电。 Maxwell：所有电磁现象用一组方程表示。光是一种电磁波。（对爱因斯坦的启发。）1873 电磁通论。
第十七章：电磁波与现代通信 知识点总结： 一、信息与信息传播 1.信息：各种事物发出的有意义的消息。 （1）人类特有的三种信息：语言、符号和图像。 （2）人类历史上，信息和信息传播活动经历了五次巨大的变革：①语言的诞生；②文字的诞生；③印刷术的诞生；④电磁波的应用；⑤计算机与网络技术的应用。 2.早期的信息传播工具：烽火台、驿马、电报机和早期电话等。 记住：莫尔斯发明了电报机；贝尔发明了电话；爱迪生发明了电灯。 3.人类储存信息的工具有：（1）牛骨﹑竹简、木牍；（2）书；（3）磁盘﹑光盘。 二、电磁波及其传播 1.波 （1）波的概念：波是能传播周期性变化的运动形态，还能传递能量以及信息。 （2）波的基本特征： 振幅A：振动的幅度，单位是m，它反映了振动的强弱。 周期T：振动一次所需要的时间，单位是s。 频率f：其数值等于每秒内振动的次数，单位是Hz，频率与周期反映了振动的快慢，f＝1/T。 波长λ：波在一个周期内传播的距离，单位是m。 波速V：波传播的速度，单位是m/s，它反映波传播的快慢。 （3）波的传播速度V与波长λ、频率f的关系是：V＝λf＝λ/T 2.电磁波 （1）电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场。 记住：麦克斯韦建立了电磁场理论并预言了电磁波的存在；赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在。（2）特性：①电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播，但金属可以屏蔽电磁波；②一切电磁波都具有能量，可以传递信息。 （3）电磁波在真空中传播的速度为3×108m/s，与光速相同，光波属于电磁波。 3.电磁波谱（按波长由小到大或频率由高到低排列）：γ射线、X射线、紫外线、可见光（红橙黄绿蓝靛紫）、红外线﹑微波﹑无线电波（要了解它们各自应用）。 记住：微波技术主要应用在通信方面，如雷达、导航、电视等领域。 4.人类应用电磁波传播信息的历史经历了以下变化： （1）传播的信息形式从文字→声音→图像； （2）传播的信息量由小到大； （3）传播的距离由近到远； （4）传播的速度由慢到快。 三、现代通信---走进信息时代 1.卫星通信 （1）电视广播、移动通信等主要是利用微波传递信号的。 （2）优点：①覆盖面大；②通信距离长；③不受地理环境限制。 缺点：①造价较高；②信号有零点几秒的时间延迟；③保密性差。 （3）应用：电话、电报、电视广播、全球定位、导航。 2.光纤通信 （1）光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的一种通信方式。 （2）优点：①容量极大；②不会受外界电磁场的干扰；③不怕潮湿、耐腐蚀、能量损耗低。 缺点：①架设线路受地理条件限制；②光缆易被拉断。
第一章 矢量分析 重点和难点 关于矢量的定义、运算规则等内容可让读者自学。应着重讲解梯度、散度、旋度的物理概念和数学表示，以及格林定理和亥姆霍兹定理。至于正交曲面坐标系一节可以略去。 考虑到高年级同学已学过物理学，讲解梯度、散度和旋度时，应结合电学中的电位、积分形式的高斯定律以及积分形式的安培环路定律等内容，阐述梯度、散度和旋度的物理概念。详细的数学推演可以从简，仅给出直角坐标系中的表达式即可。讲解无散场和无旋场时，也应以电学中介绍的静电场和恒定磁场的基本特性为例。 至于格林定理，证明可免，仅给出公式即可，但应介绍格林定理的用途。 前已指出，该教材的特色之一是以亥姆霍兹定理为依据逐一介绍电磁场，因此该定理应着重介绍。但是由于证明过程较繁，还要涉及? 函数，如果学时有限可以略去。由于亥姆霍兹定理严格地定量描述了自由空间中矢量场与其散度和旋度之间的关系，因此应该着重说明散度和旋度是产生矢量场的源，而且也是惟一的两个源。所以，散度和旋度是研究矢量场的首要问题。 此外，还应强调自由空间可以存在无散场或无旋场，但是不可能存在既无散又无旋的矢量场。这种既无散又无旋的矢量场只能存在于局部的无源区中。 重要公式 直角坐标系中的矢量表示：z z y y x x A A A e e e A ++= 矢量的标积：代数定义：z z y y x x B A B A B A ++=?B A 几何定义：θcos ||||B A B A =? 矢量的矢积：代数定义：z y x z y x z y x B B B A A A e e e B A =? 几何定义：θsin ||B ||A e B A z =? 标量场的梯度：z y x z y ??+??+??=?Φ ΦΦΦe e e x 矢量场的散度：z A y A x A z y x ??+??+??= ??A 高斯定理：???=??S V V d d S A A 矢量场的旋度：z y x z y A A A z y x ?? ???? = ??e e e A x ； 斯托克斯定理： ???=???l S d d )(l A S A
1.已知自由空间中均匀平面波磁场强度瞬时值为： A/m，求①该平面波 角频率、频率f、波长 ②电场、磁场强度复矢量③瞬时坡印廷矢量、平均坡印廷矢量。 解：①；，，； ； ， （因是自由空间）， ；②； ③ （A/m） ，2.横截面为矩形的无限长接地金属导体槽，上部有电位为的 金属盖板；导体槽的侧壁与盖板间有非常小的间隙以保证相互 绝缘。试求此导体槽内的电位分布。 解: 导体槽在方向为无限长，槽内电位满足直角坐标系中的 二维拉普拉斯方程。 由于槽内电位和，则其通解形式为 代入上式，得 为使上式对在内成立，则 则 代入上式，得 为使上式对在内成立，则 其中不能为零，否则 ,故有 得则 代入上式，得 为使上式对x在内成立，且则 则 其中； 代入上式，得 为确定常数，将在区间上按展开为傅 里叶级数，即 导体槽内电位函数为
4．已知空气中均匀平面波电场强度的复数表示为 ，由z<0区域垂直入射于z>=0区域的理想介质中，已知该理想介质εr = 4，μ≈μ0，求①反射波的电场强度、磁场强度；②透射波电场强度、磁场强度。③z<0区域合成波的电场强度、磁场强度并说明其性质。 解：①， ，， ， ②③ 行驻波，驻波系数 5．已知空气中均匀平面波电场强度的复矢量表示为 ，垂直入射于z=0的理想导体板上，求①反射波电场强度、磁场强度复矢量；②导体板上的感应电流密度；③真空中合成电场强度的瞬时值表示式并说明合成波特性。 解：①， ② ③ 合成电磁波为驻波。 6.电场中有一半径为a的圆柱体，已知圆柱体内、外的电位函 数为： 求①圆柱体内、外的电场强度；②柱表面电荷密度。 （提示：柱坐标）解：①圆柱体内的电场强度为 圆柱体外的电场强度为 ②柱表面电荷密度为 7.海水的电导率σ=4S/m，相对介电常数。设海水中电场大小为，求频率f=1MHz时，①海水中的传导电流密度J; ②海水中的位移电流密度J D。解：① ②在理想介质()中均匀平面波电场强度瞬时值为：。 已知该平面波频率为10GHz，求：①该平面波的传播方向、角频率、波长、波数k；②电场强度复矢量；③磁场强度瞬时值； ④平均能流密度矢量。 解：①传播方向：+z ； 。 ② ③，
九年级物理电磁波与现代通信检测试题（附答案） 第十七章电磁波与现代通信检测试题一、填空题 1．信息是各种事物发出的的消息，消息中包含的越多，信息量就越大。 2．在人类历史上，信息及其传播过程共经过五次巨大变革，分别是诞生、的诞生、的诞生、的诞生和应用以及的应用。 3．电磁波像水波 一样，有着波峰和波谷，___________________称为波长（λ）。电磁波在传播过程中，电磁波____________叫做它的频率。波源偏离平衡位置的最大距离叫做________。 4．在真空中，不同频率的电磁波传播的速度都，频率越大的电磁波的波长越。 5．信息理论表明，作为载体的电磁波，越高，相同时间内传输的信息越多。由于光比无 线电波的高很多，在一定时间内可以传输大量信息。 6．卫星通信 就是利用_____ 作微波通信的，进行通信的通信卫星大多是卫星。7．通信用的激光在里传播，它是很细的玻璃丝，通常数条一起敷上保护层，制成_______________。 8．计算机可以高速处理大量信息，把计算机联在一起，可以进行网络通信。世界各地的计算机网络互相联结，成为世界上最大的计算机网络，称为。计算机之间的联结， 可以使用___________________________等各种通信手段。目前使用 最频繁的网络通信形式有______________________________等。二、选择题 9．电话的听筒主要应用了电流的（） A. 热效应 B. 化学效应 C. 磁效应 D. 三种效应都有 10．电磁波（） A. 只能在真 空中传播 B. 在水中不能传播 C. 可以在很多介质中传播 D. 只能 在空气中传播 11．下列关于电磁波的说法中正确的是（） A. 电 磁波的传播需要介质 B. 电磁波是沿某一特定方向向空间远处传播 的 C. 电磁波是向空间各个方向传播的 D. 电磁波与水波完全一样12．下列说法中，正确的是（） A.. 电磁波是无线电波的一部分 B. 无线电波是电磁波的一部分 C. 电磁波是光的一部分 D. 光不是电 磁波的一部分 13．在电视或电影中,人们看到排雷专家用的一种仪器探测雷，这是利用（） A. 光的折射看到地下的雷 B. 光的反射看到地下的雷 C. 这种仪器发出电磁波被雷所反射 D. 超声波“透视”看到地下的雷 14. 下列所列知识结构中有错误的是（） A.电话 B. 电磁波
《电磁场与电磁波》知识点及参考答案 第1章 矢量分析 1、如果矢量场F 的散度处处为0，即0F ??≡，则矢量场是无散场，由旋涡源所 产生，通过任何闭合曲面S 的通量等于0。 2、如果矢量场F 的旋度处处为0，即0F ??≡，则矢量场是无旋场，由散度源所 产生，沿任何闭合路径C 的环流等于0。 3、矢量分析中的两个重要定理分别是散度定理（高斯定理）和斯托克斯定理, 它们的表达式分别是： 散度（高斯）定理：S V FdV F dS ??=?? ?和 斯托克斯定理： s C F dS F dl ???=??? 。 4、在有限空间V 中，矢量场的性质由其散度、旋度和V 边界上所满足的条件唯一的确定。（ √ ） 5、描绘物理状态空间分布的标量函数和矢量函数，在时间为一定值的情况下，它们是唯一的。（ √ ） 6、标量场的梯度运算和矢量场的旋度运算都是矢量。（ √ ） 7、梯度的方向是等值面的切线方向。（ × ） 8、标量场梯度的旋度恒等于0。（ √ ） 9、习题, 。
第2章 电磁场的基本规律 （电场部分） 1、静止电荷所产生的电场，称之为静电场；电场强度的方向与正电荷在电场中受力的方向相同。 2、在国际单位制中，电场强度的单位是V/m(伏特/米)。 3、静电系统在真空中的基本方程的积分形式是： V V s D dS dV Q ρ?==? ?和 0l E dl ?=?。 4、静电系统在真空中的基本方程的微分形式是：V D ρ??=和0E ??=。 5、电荷之间的相互作用力是通过电场发生的，电流与电流之间的相互作用力是通过磁场发生的。 6、在两种媒质分界面的两侧，电场→ E 的切向分量E 1t －E 2t ＝0；而磁场→ B 的法向分量 B 1n －B 2n ＝0。 7、在介电常数为 的均匀各向同性介质中，电位函数为 22 11522 x y z ?= +-,则电场强度E =5x y z xe ye e --+。 8、静电平衡状态下，导体内部电场强度、磁场强度等于零，导体表面为等位面；在导体表面只有电场的法向分量。 9、电荷只能在分子或原子范围内作微小位移的物质称为( D )。 A.导体 B.固体 C.液体 D.电介质 10、相同的场源条件下，真空中的电场强度是电介质中的( C )倍。 A.ε0εr B. 1/ε0εr C. εr D. 1/εr 11、导体电容的大小( C )。 A.与导体的电势有关 B.与导体所带电荷有关 C.与导体的电势无关 D.与导体间电位差有关 12、z ＞0半空间中为ε=2ε0的电介质，z ＜0半空间中为空气，在介质表面无自由电荷分布。
第2章习题解答 2.2已知半径为a 、长为l 的圆柱体内分布着轴对称的体电荷，已知其电荷密度()0V a ρρρρ =， ()0a ρ≤≤。试求总电量Q 。 解：2π20000 2d d d d π3 l a V V Q V z la a ρρ ρρρ?ρ= ==? ? ?? 2.3 半径为0R 的球面上均匀分布着电荷，总电量为Q 。当球以角速度ω绕某一直径(z 轴)旋转时，试求 其表面上的面电流密度。 解：面电荷密度为 2 04πS Q R ρ= 面电流密度为 002 00 sin sin sin 4π4πS S S Q Q J v R R R R ωθ ρρωθωθ=?== = 2.4 均匀密绕的螺旋管可等效为圆柱形面电流0S S J e J ?=。已知导线的直径为d ，导线中的电流为0I ，试 求0S J 。 解：每根导线的体电流密度为 00 22 4π(/2)πI I J d d = = 由于导线是均匀密绕，则根据定义面电流密度为 04πS I J Jd d == 因此，等效面电流密度为 04πS I J e d ?= 2.6 两个带电量分别为0q 和02q 的点电荷相距为d ，另有一带电量为0q 的点电荷位于其间。为使中间的 点电荷处于平衡状态，试求其位置。当中间的点电荷带电量为-0q 时，结果又如何？ 解：设实验电荷0q 离02q 为x ，那么离0q 为x d -。由库仑定律，实验电荷受02q 的排斥力为 12 214πq F x ε= 实验电荷受0q 的排斥力为 022 1 4π()q F d x ε= - 要使实验电荷保持平衡，即21F F =，那么由0022 211 4π4π() q q x d x εε=-，可以解得 d d x 585.01 22=+= 如果实验电荷为0q -，那么平衡位置仍然为d d x 585.01 22=+=。只是这时实验电荷与0q 和02q 不 是排斥力，而是吸引力。 2.7 边长为a 的正方形的三个顶点上各放置带电量为0q 的点电荷，试求第四个顶点上的电场强度E 。 解：设点电荷的位置分别为()00,0,0q ，()0,0,0q a 和()00,,0q a ，由库仑定律可得点(),,0P a a 处的电 场为 ( ) ( 00 2 22 00001114π4π4π221x y y x x y q q q E e e e e a a q e e εεε? =+++ ?+=+
电磁波与现代通信教案 第十七章电磁波与现代通信 第二节电磁波及其传播 [设计意图] 本节由波的基本特征了解电磁波和电磁波谱三部份组成，内容抽象性较强，学生在这方面的知识相对欠缺。不易理解。故开始用一些有形的机械波引导学生认识波的基本特征，在此基础上，归纳出波的特征物理量。建立频率与周期的关系，得出波长、频率与波速的关系式。 了解电磁波分二个部分：验证电磁波的存在和探究电磁波的特性。以开展学生活动为主。让学生在实验中获取知识。电磁波谱的教学从阅读图表入手，重点了解各波段电磁波的应用，使学生体会科学为人类生活服务。 [教学目标] 1.知识与技能： ⑴认识波的基本特征，知道波能够传播周期性变化的运动形态、能量、以及信息。 ⑵了解振动的振幅、周期与频率，波长与波速的物理意义，知道它们是描述波的性质的物理量，知道波长，频率与波速的关系。
⑶了解电磁波的意义，体验电磁波的存在。了解电磁波可以在真空中传播的特性，知道电磁波在真空中传播的速度。了页 1 第 解电磁屏蔽。 ⑷知道电磁波谱，了解电磁波的应用及其对人类生活和社会生活发展的影响。 2.过程与方法： ⑴实验观察。在观察演示实验的现象的基础上，归纳出波的基本特征;了解电磁波的存在;电磁屏蔽等现象。 ⑵阅读(或陈述)了解。对波的周期、频率，电磁波的意义及电磁波谱等物理知识采用阅读的方法获取。 ⑶图像意义分析。在学习波的特征的知识时，从对波形图的分析上入手，建立起振幅、波长等概念。 点这里下载word版： 电磁波及其传播.doc 3.情感、态度、价值观： 引发学生对波动现象的好奇心。引导和培养学生仔细观察实验现象并尝试归纳现象的学习习惯，激发学生勇于探索的积极性。 在学习麦克斯韦、赫兹对电磁波研究的贡献中，体会理论研究和实验探索对物理学发展的重要性。 对科学技术是一把双刃剑，电磁波在被广泛应用，对人类作
已经将文本间距加为 24磅 第18章:电磁场与电磁波 、知识网络 LC 回路中电磁振荡过程中电荷、电场。 电路电流与磁场的变化规律、电场能与磁场能相互变化。 分类：阻尼振动和无阻尼振动。 ＜振荡周期：T 2 JLC 。改变L 或C 就可以改变T 。 、重、难点知识归纳 1 ?振荡电流和振荡电路 (1) 大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫振荡电流。能够产生振荡电流的电路 叫振荡电路。自由感线圈和电容器组成的电路， 是一种简单的振荡电路， 简称LC 回路。 在振荡电路里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跟电 荷和电流相联系的电场和磁场都发生周期性变化的现象叫电磁振荡。 (2) LC 电路的振荡过程：在LC 电路中会产生振荡电流，电容器放电和充电，电路中的 电流强度从小变大，再从大变小，振荡电流的变化符合正弦规律.当电容器上的带电量 变小时，电路中的电流变大，当电容器上带电量变大时，电路中的电流变小 ⑶LC 电路中能量的转化 ： a 电磁振荡的过程是能量转化和守恒的过程?电流变大时，电场能转化为磁场能, 麦克斯 韦电磁 场理论 ｛变化的电场产生磁场 变化的磁场产生电场 特点：为横波，在真空中的速度为 3.0 x 108m/s r 目的：传递信息 发射J 调制：调幅和调频 发射电路：振荡器、调制器和开放电路。 电磁波遇到导体会在导体中激起同频率感应电流 电谐振 从接收到的电磁波中“检”出需要的信号。 原理 选台 检波 I 接收电路：接收天线、调谐电路和检波电路 应用：电视、雷达。 场与电磁波
电流变小时，磁场能转化为电场能。 b、电容器充电结束时，电容器的极板上的电量最多，电场能最大，磁场能最小；电容器放电结束时，电容器的极板上的电量为零，电场能最小，磁场能最大. c、理想的LC回路中电场能E电和磁场能E磁在转化过程中的总和不变。回路中电流越大时，L中的磁场能越大。极板上电荷量越大时，C中电场能越大(板间场强越大、两板间电压越高、磁通量变化率越大) 。 (4) LC电路的周期公式及其应用LC回路的固有周期和固有频率，与电容器带电量、极板间电压及电路中电流都无关，只取决于线圈的自感系数L及电容器的电容C。 周期的决定式：T 2x, LC 1 频率的决定式：f ——1一 2n'LC 2、电磁场 麦克斯韦电磁理论：变化的磁场能够在周围空间产生电场(这个电场叫感应电场或涡旋场，与由电荷激发的电场不同，它的电场线是闭合的，它在空间的存在与空间有无导体无关)，变化的电场能在周围空间产生磁场。 a、均匀变化的磁场产生稳定的电场，均匀变化的电场产生稳定的磁场； b、不均匀变化的磁场产生变化的电场，不均匀变化的电场产生变化的磁场。 c、振荡的(即周期性变化的)磁场产生同频率的振荡电场，振荡的电场产生同频率的振荡磁 场。 d、变化的电场和变化的磁场总是相互联系着、形成一个不可分离的统一体，称为电磁场。 电场和磁场只是这个统一的电磁场的两种具体表现。 3、电磁波： (1)变化的电场和变化的磁场不断地互相转 化，并且由近及远地传播出去。这种变化的电磁场在空间以一定的速度传播的过程叫做电磁波。 (2)电磁波是横波。E与B的方向彼此垂直，而且都跟波的传播方向垂直，因此电磁波是横 波。电磁波的传播不需要靠别的物质作介质，在真空中也能传播。在真空中的波速为c=3.0 x 108m/s。振荡电路发射电磁波的过程，同时也是向外辐射能量的过程. (3)电磁波三个特征量的关系：v=入f 4、电视和雷达
第1章习题解答 1.4 计算下列标量场u 的梯度u ? ： （1）234u x y z =； （2）u xy yz zx =++； （3）222323u x y z =-+。 解：（1） 34224233234x y z x y z u u u u e e e e xy z e x y z e x y z x y z ????=++=++??? （2）()()()x y z x y z u u u u e e e e y z e x z e y x x y z ????=++=+++++??? （3）646x y z x y z u u u u e e e e x e y e z x y z ????=++=-+??? 1.6 设()22,,1f x y z x y y z =++。试求在点()2,1,3A 处f 的方向导数最大的方向的单位矢量及其方向导 数。方向导数最小值是多少？它在什么方向？ 解： ()2222x y z x y z f f f f e e e e xy e x yz e y x y z ????=++=+++??? 因为410x y z x y z A f f f f e e e e e e x y z ????=++=++??? 所以 ( max 410l x y z f e e e e l ?==++? ( min 410l x y z f e e e e l ?==-++? 1.10 求下列矢量场在给定点的散度值： （1）()x y z A xyz e x e y e z =++ 在()1,3,2M 处； （2）242x y z A e x e xy e z =++ 在()1,1,3M 处； （3）())1222x y z A e x e y e z x y z =++++ 在()1,1,1M 处。 解：（1） 222636y x z M A A A A xyz xyz xyz xyz A x y z ?????=++=++=??=??? （2）42212y x z M A A A A x z A x y z ?????= ++=++??=??? （3）y x z A A A A x y z ?????=++ ??? ( )( )( ) 2222 2222 2222 3 3 3 x y z x x y z y x y z z ++-++-++ -= + + = M A ??=
《电磁场与电磁波》试题1 一、填空题（每小题1分，共10分） 1．在均匀各向同性线性媒质中，设媒质的导磁率为μ，则磁感应强度B ?和磁场H ? 满足的方程 为： 。 2．设线性各向同性的均匀媒质中， 02=?φ称为 方程。 3．时变电磁场中，数学表达式H E S ? ???=称为 。 4．在理想导体的表面， 的切向分量等于零。 5．矢量场)(r A ? ?穿过闭合曲面S 的通量的表达式为： 。 6．电磁波从一种媒质入射到理想 表面时，电磁波将发生全反射。 7．静电场是无旋场，故电场强度沿任一条闭合路径的积分等于 。 8．如果两个不等于零的矢量的 等于零，则此两个矢量必然相互垂直。 9．对平面电磁波而言，其电场、磁场和波的传播方向三者符合 关系。 10．由恒定电流产生的磁场称为恒定磁场，恒定磁场是无散场，因此，它可用 函数的旋度来表 示。 二、简述题 （每小题5分，共20分） 11．已知麦克斯韦第二方程为 t B E ??- =????，试说明其物理意义，并写出方程的积分形式。 12．试简述唯一性定理，并说明其意义。 13．什么是群速？试写出群速与相速之间的关系式。 14．写出位移电流的表达式，它的提出有何意义？ 三、计算题 （每小题10分，共30分） 15．按要求完成下列题目 （1）判断矢量函数y x e xz e y B ??2 +-=?是否是某区域的磁通量密度？ （2）如果是，求相应的电流分布。 16．矢量z y x e e e A ?3??2-+=?，z y x e e e B ??3?5--=? ，求 （1）B A ? ?+
（2）B A ??? 17．在无源的自由空间中，电场强度复矢量的表达式为 ()jkz y x e E e E e E --=004?3?? （1） 试写出其时间表达式； （2） 说明电磁波的传播方向； 四、应用题 （每小题10分，共30分） 18．均匀带电导体球，半径为a ，带电量为Q 。试求 （1） 球内任一点的电场强度 （2） 球外任一点的电位移矢量。 19．设无限长直导线与矩形回路共面，（如图1所示）， （1）判断通过矩形回路中的磁感应强度的方向（在图中标出）； （2）设矩形回路的法向为穿出纸面，求通过矩形回路中的磁通量。 20．如图2所示的导体槽，底部保持电位为0U ，其余两面电位为零， （1） 写出电位满足的方程； （2） 求槽内的电位分布 无穷远 图2 图1
第十七章电磁波与现代通信知识归纳 1．信息：各种事物发出的有意义的消息。 人类历史上，信息和信息传播活动经历了五次巨大的变革是：①语言的诞生；②文字的诞生；③印刷术的诞生；④电磁波的应用； ⑤计算机技术的应用。（要求会正确排序） 2．早期的信息传播工具：烽火台，驿马，电报机，电话等。 3．人类储存信息的工具有：①牛骨﹑竹简、木牍，②书，③磁盘﹑光盘。 4．所有的波都在传播周期性的运动形态。例如：水和橡皮绳传播的是凸凹相间的运动形态，而弹簧和声波传播的是疏密相间的运动形态。 5．机械波是振动形式在介质中的传播，它不仅传播了振动的形式，更主要是传播了振动的能量。当信息加载到波上后，就可以传播出去。 6．有关描述波的性质的物理量：①振幅A：波源偏离平衡位置的最大距离，单位是m.②周期T：波源振动一次所需要的时间，单位是s.③频率f：波源每秒类振动的次数，单位是Hz.④波长λ：波在一个周期类传播的距离，单位是m. 7．波的传播速度v与波长、频率的关系是：λ. v=——=λf T 8．电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场，由于电磁场本身具有物质性，因此电磁波传播时不需要介质。 9．电磁波谱（按波长由小到大或频率由高到低排列）：γ射线、X射线、紫外线、可见光（红橙黄绿蓝靛紫）、红外线﹑微波﹑无线电波。（要了解它们各自应用）。 10．人类应用电磁波传播信息的历史经历了以下变化：①传播的信息形式从文字→声音→图像；②传播的信息量由小到大；③传播的距离由近到远④传播的速度由慢到快。 11．现代“信息高速公路”的两大支柱是：卫星通信和光纤通信，其中光纤通信优点是：容量大、不受外界电磁场干扰、不怕潮湿、不怕腐蚀，互联网是信息高速公路的主干线，互联网用途有：①发送电子邮件；②召开视频会议；③网上发布新闻；④进行远程登陆，实现资源共享等。 12．电视广播、移动通信是利用微波传递信号的。 第十八章能源与可持续发展知识归纳 1. 人类开发利用能源的历史：火→化石能源→电能→核能。 2．能源的种类很多，从不同角度可以分为：一次能源和二次能源；可再生能源和不可再生能源；常规能源（传统能源）和新能源；清洁能源和非清洁能源等。