物理选修3—4第十四章电磁波知识点汇总(训练填空版)

(完整版)高中物理必修3-4知识点清单(非常详细)第一章 机械振动 第二章 机械波一、简谐运动1．概念：质点的位移与时间的关系遵从正弦函数的规律，即它的振动图象(x －t 图象)是一条正弦曲线的振动．2．平衡位置：物体在振动过程中回复力为零的位置． 3．回复力(1)定义：使物体返回到平衡位置的力． (2)方向：时刻指向平衡位置．(3)来源：振动物体所受的沿振动方向的合力． 4．简谐运动的表达式(1)动力学表达式：F ＝－kx ，其中“－”表示回复力与位移的方向相反．(2)运动学表达式：x ＝A sin (ωt ＋φ)，其中A 代表振幅，ω＝2πf 表示简谐运动的快慢，(ωt ＋φ)代表简谐运动的相位，φ叫做初相．5 定义 意义振幅 振动质点离开平衡位置的最大距离描述振动的强弱和能量周期振动物体完成一次全振动所需时间描述振动的快慢，两者互为倒数：T ＝1f频率振动物体单位时间内完成全振动的次数相位 ωt ＋φ描述质点在各个时刻所处的不同状态二、单摆1．定义：在细线的一端拴一个小球，另一端固定在悬点上，如果细线的伸缩和质量都不计，球的直径比线的长度短得多，这样的装置叫做单摆．2．视为简谐运动的条件：θ＜5°.3．回复力：F ＝G 2＝G sin θ＝mg lx . 4．周期公式：T ＝2πl g. 5．单摆的等时性：单摆的振动周期取决于摆长l 和重力加速度g ，与振幅和振子(小球)质量都没有关系．三、受迫振动及共振 1．受迫振动：系统在驱动力作用下的振动．做受迫振动的物体，它的周期(或频率)等于驱动力周期(或频率)，而与物体的固有周期(或频率)无关．2．共振：做受迫振动的物体，它的固有频率与驱动力的频率越接近，其振幅就越大，当二者相等时，振幅达到最大，这就是共振现象．共振曲线如图所示．考点一 简谐运动的五个特征 1．动力学特征 F ＝－kx ，“－”表示回复力的方向与位移方向相反，k 是比例系数，不一定是弹簧的劲度系数．2．运动学特征简谐运动的加速度与物体偏离平衡位置的位移成正比而方向相反，为变加速运动，远离平衡位置时x 、F 、a 、E p 均增大，v 、E k 均减小，靠近平衡位置时则相反．3．运动的周期性特征相隔T 或nT 的两个时刻振子处于同一位置且振动状态相同． 4．对称性特征(1)相隔T 2或2n ＋12T (n 为正整数)的两个时刻，振子位置关于平衡位置对称，位移、速度、加速度大小相等，方向相反．(2)如图所示，振子经过关于平衡位置O 对称的两点P 、P ′(OP ＝OP ′)时，速度的大小、动能、势能相等，相对于平衡位置的位移大小相等．(3)振子由P 到O 所用时间等于由O 到P ′所用时间，即t PO ＝t OP ′.(4)振子往复过程中通过同一段路程(如OP 段)所用时间相等，即t OP ＝t PO . 5．能量特征振动的能量包括动能E k 和势能E p ，简谐运动过程中，系统动能与势能相互转化，系统的机械能守恒．6.(1)由于简谐运动具有周期性、往复性、对称性，因此涉及简谐运动时，往往出现多解．分析此类问题时，特别应注意，物体在某一位置时，位移是确定的，而速度不确定，时间也存在周期性关系．(2)相隔(2n ＋1)T2的两个时刻振子的位置关于平衡位置对称，位移、速度、加速度等大反向．考点二 简谐运动的图象的应用某质点的振动图象如图所示，通过图象可以确定以下各量： 1．确定振动物体在任意时刻的位移． 2．确定振动的振幅．3．确定振动的周期和频率．振动图象上一个完整的正弦(余弦)图形在时间轴上拉开的“长度”表示周期．4．确定质点在各时刻的振动方向．5．比较各时刻质点加速度的大小和方向．6.(1)简谐运动的图象不是振动质点的轨迹，它表示的是振动物体的位移随时间变化的规律；(2)因回复力总是指向平衡位置，故回复力和加速度在图象上总是指向t 轴；(3)速度方向可以通过下一个时刻位移的变化来判定，下一个时刻位移如果增加，振动质点的速度方向就远离t 轴，下一个时刻的位移如果减小，振动质点的速度方向就指向t 轴．考点三 受迫振动和共振自由振动 受迫振动 共振受力情况仅受回 复力 受驱动 力作用 受驱动力作用振动周期 或频率 由系统本身性质决定，即固有周期T 0或固有频率f 0由驱动力的周期或频率决定，即T ＝T 驱或f ＝f 驱 T 驱＝T 0或f 驱＝f 0振动能量 振动物体的机械能不变 由产生驱动力的物体提供振动物体获得的能量最大常见例子弹簧振子或单摆(θ≤5°) 机械工作时底座发生的振动共振筛、声音的共鸣等(1)共振曲线：如图所示，横坐标为驱动力频率f ，纵坐标为振幅A .它直观地反映了驱动力频率对某振动系统受迫振动振幅的影响，由图可知，f 与f 0越接近，振幅A 越大；当f ＝f 0时，振幅A 最大．(2)受迫振动中系统能量的转化：受迫振动系统机械能不守恒，系统与外界时刻进行能量交换．3.(1)无论发生共振与否，受迫振动的频率都等于驱动力的频率，但只有发生共振现象时振幅才能达到最大.(2)受迫振动系统中的能量转化不再只有系统内部动能和势能的转化，还有驱动力对系统做正功补偿系统因克服阻力而损失的机械能．三、实验：用单摆测定重力加速度1．实验原理由单摆的周期公式T ＝2πl g ，可得出g ＝4π2T2l ，测出单摆的摆长l 和振动周期T ，就可求出当地的重力加速度g .2．实验器材单摆、游标卡尺、毫米刻度尺、停表． 3．实验步骤(1)做单摆：取约1 m 长的细丝线穿过带中心孔的小钢球，并打一个比小孔大一些的结，然后把线的另一端用铁夹固定在铁架台上，让摆球自然下垂，如图所示．(2)测摆长：用毫米刻度尺量出摆线长L (精确到毫米)，用游标卡尺测出小球直径D ，则单摆的摆长l ＝L ＋D2.(3)测周期：将单摆从平衡位置拉开一个角度(小于5°)，然后释放小球，记下单摆摆动30～50次的总时间，算出平均每摆动一次的时间，即为单摆的振动周期．(4)改变摆长，重做几次实验． 4．数据处理(1)公式法：g ＝4π2lT2.(2)图象法：画l －T 2图象．g ＝4π2k ，k ＝l T 2＝ΔlΔT2.5．注意事项(1)悬线顶端不能晃动，需用夹子夹住，保证悬点固定． (2)单摆必须在同一平面内振动，且摆角小于10°.(3)选择在摆球摆到平衡位置处时开始计时，并数准全振动的次数．(4)小球自然下垂时，用毫米刻度尺量出悬线长L ，用游标卡尺测量小球的直径，然后算出摆球的半径r ，则摆长l ＝L ＋r .(5)选用一米左右的细线．四、机械波 1．形成条件(1)有发生机械振动的波源． (2)有传播介质，如空气、水等． 2．传播特点(1)传播振动形式、传递能量、传递信息． (2)质点不随波迁移． 3．分类机械波⎩⎪⎨⎪⎧横波：振动方向与传播方向垂直.纵波：振动方向与传播方向在同一直线上.五、描述机械波的物理量1．波长λ：在波动中振动相位总是相同的两个相邻质点间的距离．用“λ”表示． 2．频率f ：在波动中，介质中各质点的振动频率都是相同的，都等于波源的振动频率． 3．波速v 、波长λ和频率f 、周期T 的关系公式：v ＝λT＝λf机械波的速度大小由介质决定，与机械波的频率无关． 六、机械波的图象1．图象：在平面直角坐标系中，用横坐标表示介质中各质点的平衡位置，用纵坐标表示某一时刻各质点偏离平衡位置的位移，连接各位移矢量的末端，得出的曲线即为波的图象，简谐波的图象是正弦(或余弦)曲线．2．物理意义：某一时刻介质中各质点相对平衡位置的位移． 四、波的衍射和干涉1．波的衍射定义：波可以绕过障碍物继续传播的现象．2．发生明显衍射的条件：只有缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不多，或者小于波长时，才会发生明显的衍射现象．3．波的叠加原理：几列波相遇时能保持各自的运动状态，继续传播，在它们重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和．4．波的干涉(1)定义：频率相同的两列波叠加时，某些区域的振动加强、某些区域的振动减弱，这种现象叫波的干涉．(2)条件：两列波的频率相同．5．干涉和衍射是波特有的现象，波同时还可以发生反射、折射． 五、多普勒效应由于波源与观察者互相靠近或者互相远离时，接收到的波的频率与波源频率不相等的现象．考点一 波动图象与波速公式的应用1．波的图象反映了在某时刻介质中的质点离开平衡位置的位移情况，图象的横轴表示各质点的平衡位置，纵轴表示该时刻各质点的位移，如图．图象的应用：(1)直接读取振幅A 和波长λ，以及该时刻各质点的位移．(2)确定某时刻各质点加速度的方向，并能比较其大小． (3)结合波的传播方向可确定各质点的振动方向或由各质点的振动方向确定波的传播方向．2．波速与波长、周期、频率的关系为：v ＝λT＝λf . 3.波的传播方向与质点的振动方向的互判方法图象律表示同一质点在各时刻的位移表示某时刻各质点的位移考点三 波的干涉、衍射、多普勒效应 1．波的干涉中振动加强点和减弱点的判断某质点的振动是加强还是减弱，取决于该点到两相干波源的距离之差Δr . (1)当两波源振动步调一致时若Δr ＝n λ(n ＝0,1,2，…)，则振动加强； 若Δr ＝(2n ＋1)λ2(n ＝0,1,2，…)，则振动减弱．(2)当两波源振动步调相反时若Δr ＝(2n ＋1)λ2(n ＝0,1,2，…)，则振动加强；若Δr ＝n λ(n ＝0,1,2，…)，则振动减弱． 2．波的衍射现象是指波能绕过障碍物继续传播的现象，产生明显衍射现象的条件是缝、孔的宽度或障碍物的尺寸跟波长相差不大或者小于波长．3．多普勒效应的成因分析 (1)接收频率：观察者接收到的频率等于观察者在单位时间内接收到的完全波的个数．当波以速度v 通过观察者时，时间t 内通过的完全波的个数为N ＝vtλ，因而单位时间内通过观察者的完全波的个数，即接收频率．(2)当波源与观察者相互靠近时，观察者接收到的频率变大，当波源与观察者相互远离时，观察者接收到的频率变小．第三章 电磁波一、电磁波的产生1．麦克斯韦电磁场理论变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场． 2．电磁场变化的电场和变化的磁场总是相互联系成为一个完整的整体，这就是电磁场． 3．电磁波电磁场(电磁能量)由近及远地向周围传播形成电磁波． (1)电磁波是横波，在空间传播不需要介质．(2)真空中电磁波的速度为3.0×108m/s.(3)电磁波能产生干涉、衍射、反射和折射等现象． 二、电磁波的发射与接收 1．电磁波的发射(1)发射条件：足够高的频率和开放电路． (2)调制分类：调幅和调频． 2．电磁波的接收(1)调谐：使接收电路产生电谐振的过程．(2)解调：使声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程．第四章 光的折射 全反射一、光的折射与折射率 1．折射定律(1)内容：如图所示，折射光线与入射光线、法线处在同一平面内，折射光线与入射光线分别位于法线的两侧；入射角的正弦与折射角的正弦成正比．(2)表达式：sin θ1sin θ2＝n .(3)在光的折射现象中，光路是可逆的． 2．折射率(1)折射率是一个反映介质的光学特性的物理量．(2)定义式：n ＝sin θ1sin θ2.(3)计算公式：n ＝c v，因为v <c ，所以任何介质的折射率都大于1.(4)当光从真空(或空气)射入某种介质时，入射角大于折射角；当光由介质射入真空(或空气)时，入射角小于折射角．二、全反射1．条件：(1)光从光密介质射入光疏介质． (2)入射角≥临界角．2．临界角：折射角等于90°时的入射角，用C 表示，sin C ＝1n.三、光的色散、棱镜 1．光的色散 (1)色散现象白光通过三棱镜会形成由红到紫七种色光组成的彩色光谱，如图．(2)成因由于n 红＜n 紫，所以以相同的入射角射到棱镜界面时，红光和紫光的折射角不同，就是说紫光偏折得更明显些，当它们射到另一个界面时，紫光的偏折角最大，红光偏折角最小．三、 全反射现象1．在光的反射和全反射现象中，均遵循光的反射定律；光路均是可逆的．2．当光射到两种介质的界面上时，往往同时发生光的折射和反射现象，但在全反射现象中，只发生反射，不发生折射．当折射角等于90°时，实际上就已经没有折射光了．3．全反射现象可以从能量的角度去理解：当光由光密介质射向光疏介质时，在入射角逐渐增大的过程中，反射光的能量逐渐增强，折射光的能量逐渐减弱，当入射角等于临界角时，折射光的能量已经减弱为零，这时就发生了全反射．4.分析全反射问题的基本思路(1)画出恰好发生全反射的临界光线，作好光路图． (2)应用几何知识分析边、角关系，找出临界角． (3)判断发生全反射的范围． 考点三 光路的计算与判断1．光线射到介质的界面上时，要注意对产生的现象进行分析：(1)若光线从光疏介质射入光密介质，不会发生全反射，而同时发生反射和折射现象，不同色光偏折不同．(2)若光线从光密介质射向光疏介质，是否发生全反射，要根据计算判断，要注意不同色光临界角不同．2．作图时要找出具有代表性的光线，如符合边界条件或全反射临界条件的光线． 3．解答时注意利用光路可逆性、对称性和几何知识． 4．各种色光的比较颜色 红橙黄绿青蓝紫 频率ν 低―→高 同一介质中的折射率 小―→大 同一介质中速度 大―→小波长 大―→小 临界角 大―→小 通过棱镜的偏折角 小―→大四、实验：测定玻璃的折射率 1．实验原理用插针法找出与入射光线AO 对应的出射光线O ′B ，确定出O ′点，画出折射光线OO ′，然后测量出角θ1和θ2，代入公式n ＝sin θ1sin θ2计算玻璃的折射率．2．实验过程(1)铺白纸、画线． ①如图所示，将白纸用图钉按在平木板上，先在白纸上画出一条直线aa ′作为界面，过aa ′上的一点O 画出界面的法线MN ，并画一条线段AO 作为入射光线．②把玻璃砖平放在白纸上，使它的长边跟aa ′对齐，画出玻璃砖的另一条长边bb ′.(2)插针与测量．①在线段AO 上竖直地插上两枚大头针P 1、P 2，透过玻璃砖观察大头针P 1、P 2的像，调整视线的方向，直到P 1的像被P 2挡住，再在观察的这一侧依次插两枚大头针P 3、P 4，使P 3挡住P 1、P 2的像，P 4挡住P 1、P 2的像及P 3，记下P 3、P 4的位置．②移去玻璃砖，连接P 3、P 4并延长交bb ′于O ′，连接OO ′即为折射光线，入射角θ1＝∠AOM ，折射角θ2＝∠O ′ON .③用量角器测出入射角和折射角，查出它们的正弦值，将数据填入表格中． ④改变入射角θ1，重复实验步骤，列表记录相关测量数据． 3．数据处理(1)计算法：用量角器测量入射角θ1和折射角θ2，并查出其正弦值sin θ1和sin θ2.算出不同入射角时的sin θ1sin θ2，并取平均值．(2)作sin θ1－sin θ2图象：改变不同的入射角θ1，测出不同的折射角θ2，作sin θ1－sin θ2图象，由n ＝sin θ1sin θ2可知图象应为直线，如图所示，其斜率为折射率．(3)“单位圆”法确定sin θ1、sin θ2，计算折射率n ：以入射点O 为圆心，以一定的长度R 为半径画圆，交入射光线OA 于E 点，交折射光线OO ′于E ′点，过E 作NN ′的垂线EH ，过E ′作NN ′的垂线E ′H ′.如图所示，sin θ1＝EH OE ，sin θ2＝E ′H ′OE ′，OE ＝OE ′＝R ，则n ＝sin θ1sin θ2＝EHE ′H ′.只要用刻度尺量出EH 、E ′H ′的长度就可以求出n .4．注意事项(1)玻璃砖应选用厚度、宽度较大的． (2)大头针要插得竖直，且间隔要大些．(3)入射角不宜过大或过小，一般在15°～75°之间．(4)玻璃砖的折射面要画准，不能用玻璃砖界面代替直尺画界线． (5)实验过程中，玻璃砖和白纸的相对位置不能改变.第五章 光的干涉 衍射 偏振一、光的干涉1．定义：在两列光波的叠加区域，某些区域的光被加强，出现亮纹，某些区域的光被减弱，出现暗纹，且加强和减弱互相间隔的现象叫做光的干涉现象．2．条件：两列光的频率相等，且具有恒定的相位差，才能产生稳定的干涉现象． 3．双缝干涉：由同一光源发出的光经双缝后形成两束振动情况总是频率相等的相干光波，屏上某点到双缝的路程差是波长的整数倍处出现亮条纹；路程差是半波长的奇数倍处出现暗条纹．相邻的明条纹(或暗条纹)之间距离Δx 与波长λ、双缝间距d 及屏到双缝距离l 的关系为Δx ＝l dλ.4．薄膜干涉：利用薄膜(如肥皂液薄膜)前后表面反射的光相遇而形成的．图样中同一条亮(或暗)条纹上所对应薄膜厚度相同．二、光的衍射 1．光的衍射现象光在遇到障碍物时，偏离直线传播方向而照射到阴影区域的现象叫做光的衍射． 2．光发生明显衍射现象的条件当孔或障碍物的尺寸比光波波长小，或者跟光波波长相差不多时，光才能发生明显的衍射现象．3．衍射图样(1)单缝衍射：中央为亮条纹，向两侧有明暗相间的条纹，但间距和亮度不同．白光衍射时，中央仍为白光，最靠近中央的是紫光，最远离中央的是红光．(2)圆孔衍射：明暗相间的不等距圆环．(3)泊松亮斑：光照射到一个半径很小的圆板后，在圆板的阴影中心出现的亮斑，这是光能发生衍射的有力证据之一．三、光的偏振1．偏振光：在跟光传播方向垂直的平面内，光在某一方向振动较强而在另一些方向振动较弱的光即为偏振光．光的偏振现象证明光是横波(填“横波”或“纵波”)．2．自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包括在垂直于传播方向上沿各个方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫做自然光．3．偏振光的产生 自然光通过起偏器：通过两个共轴的偏振片观察自然光，第一个偏振片的作用是把自然光变成偏振光，叫做起偏器．第二个偏振片的作用是检验光是否是偏振光，叫做检偏器．考点一 光的干涉 1．双缝干涉(1)光能够发生干涉的条件：两光的频率相同，振动步调相同． (2)双缝干涉形成的条纹是等间距的，两相邻亮条纹或相邻暗条纹间距离与波长成正比，即Δx ＝l dλ.(3)用白光照射双缝时，形成的干涉条纹的特点：中央为白条纹，两侧为彩色条纹． 2．薄膜干涉(1)如图所示，竖直的肥皂薄膜，由于重力的作用，形成上薄下厚的楔形．(2)光照射到薄膜上时，在膜的前表面AA ′和后表面BB ′分别反射出来，形成两列频率相同的光波，并且叠加，两列光波同相叠加，出现明纹；反相叠加，出现暗纹．(3)条纹特点：①单色光：明暗相间的水平条纹； ②白光：彩色水平条纹． 3.明暗条纹的判断方法屏上某点到双缝距离之差为Δr ，若Δr ＝k λ(k ＝0,1,2，…)，则为明条纹；若Δr ＝(2k ＋1)λ2(k ＝0,1,2，…)，则为暗条纹． 考点二 光的衍射现象的理解 1两种现象比较项目单缝衍射 双缝干涉不同 点 条纹宽度 条纹宽度不等，中央最宽 条纹宽度相等条纹间距 各相邻条纹间距不等 各相邻条纹等间距 亮度情况中央条纹最亮，两边变暗 条纹清晰，亮度基本相等相同点干涉、衍射都是波特有的现象，属于波的叠加；干涉、衍射都有明暗相间的条纹2.光的干涉和衍射都属于光的叠加，从本质上看，干涉条纹和衍射条纹的形成有相似的原理，都可认为是从单缝通过两列或多列频率相同的光波，在屏上叠加形成的．考点三 光的偏振现象的理解 1．偏振光的产生方式(1)自然光通过起偏器：通过两个共轴的偏振片观察自然光，第一个偏振片的作用是把自然光变成偏振光，叫起偏器．第二个偏振片的作用是检验光是否为偏振光，叫检偏器．(2)自然光射到两种介质的交界面上，如果光入射的方向合适，使反射光和折射光之间的夹角恰好是90°时，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直．2．偏振光的理论意义及应用(1)理论意义：光的偏振现象说明了光波是横波. (2)应用：照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等． 考点四 实验：用双缝干涉测量光的波长 1．实验原理单色光通过单缝后，经双缝产生稳定的干涉图样，图样中相邻两条亮(暗)纹间距Δx 与双缝间距d 、双缝到屏的距离l 、单色光的波长λ之间满足λ＝d Δx /l .2．实验步骤 (1)观察干涉条纹①将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上．如图所示．②接好光源，打开开关，使灯丝正常发光．③调节各器件的高度，使光源发出的光能沿轴线到达光屏．④安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝的缝平行，二者间距约5 cm ～10 cm ，这时，可观察白光的干涉条纹．⑤在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹． (2)测定单色光的波长①安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹．②使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央，记下手轮上的读数a 1，将该条纹记为第1条亮纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数a 2，将该条纹记为第n 条亮纹．③用刻度尺测量双缝到光屏的距离l (d 是已知的)． ④改变双缝间的距离d ，双缝到屏的距离l ，重复测量． 3．数据处理(1)条纹间距Δx ＝|a 2－a 1n －1|.(2)波长λ＝d lΔx .(3)计算多组数据，求λ的平均值． 4．注意事项(1)安装时，注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上，并使单缝、双缝平行且间距适当．(2)光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近．(3)调节的基本依据是：照在光屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝，测量头与遮光筒不共轴所致，干涉条纹不清晰一般原因是单缝与双缝不平行所致，故应正确调节．。

高中物理选修3-4第十四章知识点总结及练习第十四章电磁波第一节电磁波的发现知识点：电磁场理论变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场例题：关于电磁场理论，下列说法正确的是( ) A．稳定的电场周围能产生磁场B．变化的电场周围产生的磁场一定也是变化C．均匀变化的电场周围产生的磁场一定也是均匀变化D．振荡电场周围产生同频率的振荡磁场练习：1、一个电子向一个固定不动的质子运动过程中，( ) A．有可能发射电磁波B．不可能发射电磁波C．电子和质子组成的系统机械能一定守恒D．电子和质子组成的系统能量一定守恒2、下列关于电磁波与机械波的说法正确的是( )A．机械波和电磁波的传播都需要介质B．机械波和电磁波都是横波C．机械波和电磁波都是传播能量或信息的一种方式D．公式v＝λf都适用3、下列关于电磁波的说法正确的是( )A．电磁波是电磁场由近及远的传播B．电磁波在任何介质中的传播速度都为3×108m/sC．电磁波也能发生干涉和衍射现象D．电磁波由真空进入某种介质时，波长将变短第二节电磁振荡知识点：电磁振荡电路将电键扳到2，此时可以见到G表的指针来回摆动。

2、总结：能产生大小和方向都都作周期发生变化的电流叫振荡电流。

能产生振荡电流的电路叫振荡电路。

其中最简单的振荡电路叫LC回路。

3、振荡电流是一种交变电流，是一种频率很高的交变电流，它无法用线圈在磁场中转动产生，只能是由振荡电路产生。

4、那么振荡电路中的交变电流有一些什么样的性质：0 T t对应电容器所带的电量qq0 T t（2）电路分析：甲图： 电场能达到最大，磁场能为零，电路感应电流i=0甲→乙： 电场能↓，磁场能↑，电路中电流i ↑，电路中电场能向磁场能转化，叫放电过程。

乙图： 磁场能达到最大，电场能为零，电路中电流I 达到最大。

乙→丙： 电场能↑，磁场能↓，电路中电流i ↓，电路中电场能向磁场能转化，叫充电过程。

丙图： 电场能达到最大（与甲图的电场反向），磁场能为零，电路中电流为零。

第十四章电磁波14.1 电磁波的发现一、电磁场和电磁波1．麦克斯韦电磁理论的两个基本假设(1)变化的磁场能够在周围空间产生电场。

(2)变化的电场能够在周围空间产生磁场注意：变化的磁场产生的电场,叫感应电场或涡流电场,它的电场线是闭合的;静电荷周围产生的电场叫静电场,它的电场线由正电荷起到负电荷止,是不闭合的。

二、电磁波的产生机理1．电磁场变化的电场和变化的磁场交替产生，形成不可分割的统一体，称为电磁场。

2．电磁波(1)电磁波的产生：变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场是由近及远地传播的，这种变化的电磁场在空间的传播称为电磁波。

(2)电磁波的特点：①电磁波在空间传播不需要介质；在真空中，电磁波的传播速度与光速相同：即 v真空= c ＝ 3.0×108m/s 光是一种电磁波②电磁波是横波，在空间传播时任一位置上（或任一时刻）E、B、v三矢量相互垂直且E和B随时间做正弦规律变化。

③电磁波具有波的共性,能产生干涉、衍射等现象,电磁波与物质相互作用时,能发生反射、吸收、折射等现象,电磁波也是传播能量的一种形式。

④相邻两个波峰(或波谷)之间的距离等于电磁波的波长,一个周期的时间,电磁波传播一个波长的距离。

⑤电磁波的频率为电磁振荡的频率,由波源决定,与介质无关。

(3)电磁波的波速、波长与频率的关系:v=λf，λ=vf。

注意：①同一种电磁波在不同介质中传播时,频率不变(频率由波源决定),波速、波长发生改变,在介质中的速度为v=cn(n为介质对电磁波的折射率),在介质中的速度都比在真空中的速度小.②不同电磁波在同一种介质中传播时,传播速度不同,频率越高波速越小,频率越低波速越大.三、赫兹的电火花一发现了电磁波1.赫兹实验赫兹观察到:当感应圈的两个金属球间有火花跳过时,导线环两个小球间也跳过火花。

据此实验,赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波。

2.赫兹的其他成果赫兹观察到了电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象，测量证明了电磁波在真空中具有与光相同的速度c,证实了麦克斯韦关于光的电理论。

第二章第一节机械波的形成和传播1.机械波的形成和传播(以绳波为例) (1)绳上的各小段可以看做质点.(2)由于绳中各部分之间都有相互作用的弹力联系着，先运动的质点带动后一个质点的运动，依次传递，使振动状态在绳上传播.2.介质能够传播振动的物质.3.机械波(1)定义：机械振动在介质中的传播. (2)产生的条件①要有引起初始振动的装置，即波源. ②要有传播振动的_介质_. (3)机械波的特点①前面质点带动后面质点的振动，后面质点重复前面质点的振动，并且离波源越远，质点的振动越_滞后_. ②各质点振动周期都与波源振动_相同_.③介质中每个质点的起振方向都和波源的起振方向相同_.④波传播的是振动这种形式，而介质的每个质点只在自己的平衡位置附近振动，并不随波迁移.⑤波在传播“振动”这种运动形式的同时，也在传递能量，而且可以传递信息__.1.波的分类按介质中质点的振动方向和波的传播方向的关系不同，常将波分为横波和纵波 .2.横波(1)定义：介质中质点的振动方向和波的传播方向垂直的波.(2)标识性物理量①波峰：凸起来的最高处. (质点振动位移正向最大处)②波谷：凹下去的最低处. (质点振动位移负向最大处)3.纵波(1)定义：介质中质点的振动方向和波的传播方向平行的波.(2)标识性物理量①密部：介质中质点分布密集的部分.②疏部：介质中质点分布稀疏的部分.4.简谐波如果传播的振动是简谐运动，这种波叫做简谐波.波动过程中介质中各质点的运动规律（1）质点的“守位性”：机械波向外传播的只是振动的形式和能量，质点只在各自的平衡位置附近震动，并不随波迁移。

（2）“相同性”：介质中各质点均做受迫振动，各质点振动的周期和频率与波源振动的周期和频率相同，而且各质点开始振动的方向也相同，即各质点的起振方向相同。

（3）“滞后性”：离波源近的质点带动离波源远的质点依次振动，即离波源近的质点振动开始越早，离波源越远的质点振动开始越晚。

波动过程中介质中各质点的振动周期都与波源的振动周期相同，其运动特点可用三句话来描述： (1)先振动的质点带动后振动的质点； (2)后振动的质点重复前面质点的振动；(3)后振动的质点的振动状态落后于先振动的质点.概括起来就是“带动、重复、落后”.已知波的传播方向，可以判断各质点的振动方向，反之亦然.判断方法一：带动法由波的形成原理可知，后振动的质点总是重复先振动质点的运动，若已知波的传播方向而判断质点振动方向时，可在波源一侧找与该质点距离较近的前一质点，如果前一质点在该质点下方，则该质点将向下运动(力求重复前面质点的运动)，否则该质点向上运动.判断方法二：上下坡法如图5所示，沿波的传播方向，“上坡”的质点向下振动，如A、D、E；“下坡”的质点向上振动，如B、C、F、G、H.判断方法三：同侧法如图6所示，波形图上表示传播方向和振动方向的箭头在图像同侧.第二节波速与波长、频率的关系1.波长(1)定义：沿波的传播方向，任意两个相邻的同相振动(也称振动步调完全一致) 的质点之间的距离(包含一个“完整的波”)，叫做波的波长，常用λ表示.(2)横波中任意两个相邻的波峰或波谷之间的距离就是横波的波长.纵波中任意两个相邻的密部或疏部之间的距离就是纵波的波长.2.振幅(1)定义：在波动中，各质点离开平衡位置的最大位移，即其振动的振幅，也称为波的振幅.(2)波的振幅大小是波所传播能量大小的直接量度.3.频率(1)定义：波在传播过程中，介质中质点振动的频率都相同，这个频率被称为波的频率.(2)波的频率等于波源振动的频率，与介质的种类无关 .(3)频率与周期的关系：f＝___或f·T＝ 1 .1.波速：机械波在介质中的传播速度.(1)波速等于波长和频率的乘积.(2)经过一个周期，振动在介质中传播的距离等于一个波长(3)波速等于波长和频率的乘积这一关系虽从机械波得到，但对其他形式的波（电磁波、光波）也成立2.波速的决定因素：由介质本身的性质决定.3.波速、波长、周期(频率)的关系：v＝___或v＝λf .4.波长、频率和波速的决定因素(1)波速由介质决定，与波的频率、波长无关.(2)周期和频率取决于波源，而与v、λ无直接关系.(3)波长由波速和频率共同决定.波从一种介质传播到另一种介质，波的频率不变，由于波速的变化，波长也将随之变化.(1)1和9、2和10、3和11……每两个点的振动是完全相同的，只是后一质点比前一质点晚振动一个周期.(2)1和9、2和10、3和11……每两个点到平衡位置的距离是相等如图2所示为一列向右传播的机械波，当波源1开始振动一个周期时，质点9刚好要开始振动. 再过一个周期，波将传播到17质点第三节1.波形图若以横坐标x表示在波的传播方向上各质点的平衡位置，纵坐标y表示该时刻各个质点偏离平衡位置的位移，规定位移的方向向上为正值，向下为负值，则在xOy坐标平面上，描出该时刻各质点的位置(x，y)，用平滑曲线将各点连接起来，就得到这一时刻横波的图像.波的图像有时也称为波形图，简称波形.2.正弦波：波形图是正弦曲线的波，又称为正弦波.3.图像的物理意义直观地表明了离波源不同距离的各振动质点在某一时刻的_位置波的图像和振动图像的比较一、波的图像的理解和应用由波的图像可获取的信息1.直接读出波长.若已知波速，可计算出周期、频率.或已知周期、频率可计算出波速.2.直接读出该时刻各质点的位移，间接判断回复力、加速度情况.3.介质中各质点的振幅.4.已知波的传播方向，可知质点的振动方向；已知质点的振动方向，可知波的传播方向.二、波的图像的画法1.特殊点法先找出两点(平衡位置、波峰或波谷等特殊点)并确定其运动方向，然后确定经Δt 时间后这两点所达到的位置，最后按正弦规律画出新的波形.该法适用于Δt ＝n (n ＝1,2,3……)的情况.2.波形平移法在已知波的传播速度的情况下，由Δx ＝v Δt 可得经Δt 时间后波向前移动的距离Δx ，把图像沿传播方向平移Δx 即得到相对应的图像.三、波的图像与振动图像的比较1.波的图像描述的是介质中的“各质点”在“某一时刻”离开平衡位置的位移；而振动图像描述的是“一个质点”在“各个时刻”离开平衡位置的位移.2.横、纵坐标所表示的物理量：波的图像中的横坐标x 表示介质中各个振动质点的平衡位置，纵坐标y 表示各个振动质点在某时刻的位移；振动图像的横坐标t 表示一个振动质点振动的时间，纵坐标y 表示这个质点振动时各个不同时刻的位移.四、波的多解问题1.波具有时间和空间的周期性，传播具有双向性，所以关于波的问题更容易出现多解.造成多解的主要因素有：(1)时间间隔Δt 与周期T 的关系不明确；(2)波的传播距离Δx 与波长λ的关系不明确；(3)波的传播方向不确定.2.在解决波的问题时，对题设条件模糊、没有明确说明的物理量，一定设法考虑其所有的可能性：(1)质点达到最大位移处，则有正向和负向最大位移两种可能；(2)质点由平衡位置开始振动，则有起振方向相反的两种可能；(3)只告诉波速不指明波的传播方向，应考虑沿两个方向传播的可能；(4)只给出两时刻的波形，则有多次重复出现的可能.第四节 惠更斯原理 波的反射和折射2.波的折射(1)定义：波在传播过程中，从一种介质进入另一种介质时，波传播的方向发生偏折的现象叫做波的折射.(2)折射定律波在介质中发生折射时，入射线、法线、折射线(即折射波线)在_同一平面内内，入射线与折射线分别位于 法线 两侧，入射角的正弦值与折射角的正弦值之比等于波在第一种介质中的 传播速度 跟波在第二种介质中的_传播速度_之比.对给定的两种介质，该比值为常数.(3)结论①当v 1＞v 2时，i ＞r ，折射线 偏向 法线.②当v 1＜v 2时，i ＜r ，折射线 偏离 法线.③当垂直界面入射(i ＝0)时，r ＝0，传播方向不变，是折射中的特殊情况.特别提醒(1)频率(f )由波源决定，故无论是反射波还是折射波都与入射波的频率相等，即与波源的振动频率相同.(2)波速(v )由介质决定，故反射波与入射波在同一介质中传播，波速不变，折射波与入射波在不同种介质中传播，波速变化.(3)据v ＝λf 知，波长λ与波速和频率有关，反射波与入射波，频率相同，波速相同，故v 1v 2＝sin i sin r =λ1λ2波长相同，折射波与入射波在不同介质中传播，频率相同，波速不同，故波长不同.1.回声测距(1)当声源不动时，声波遇到了静止的障碍物会返回来继续传播，反射波与入射波在同一介质中传播速度相同，因此，入射波和反射波在传播距离一样的情况下，用的时间相等，设经过时间t听到回声，则声源距障碍物的距离为s＝v声.(2)当声源以速度v向静止的障碍物运动或障碍物以速度v向静止的声源运动时，声源发声时障碍物到声源的距离为s＝(v声＋v) .(3)当声源以速度v远离静止的障碍物或障碍物以速度v远离声源时，声源发声时障碍物到声源的距离为s＝(v声－v) .2.超声波定位蝙蝠能发出超声波，超声波遇到障碍物或捕食目标时会被反射回来，蝙蝠就依据接收到的反射回来的超声波来确定障碍物或目标位置，从而确定飞行方向.另外海豚、雷达也是利用波的反射来定位和测速的.第五节第六节波的干涉衍射多普勒效应1.波的叠加原理在几列波传播的重叠区域内，质点要同时参与由几列波引起的振动，质点的总位移等于各列波单独存在时在该处引起的振动位移的矢量和.2.理解(1)如果介质中某些质点处于两列波波峰与波峰、波谷与波谷相遇处，则振动加强 (填“加强”或“减弱”)，合振幅将增大 (填“增大”“不变”或“减小”).(2)如果质点处于波峰与波谷相遇处，则振动减弱 (填“加强”或“减弱”)，合振幅减小(填“增大”“不变”或“减小”).1.波的干涉：频率的两列波叠加，使介质中某些区域的质点振动始终加强，另一些区域的质点振动始终减弱，并且这两种区域互相间隔、位置不变 .这种稳定的叠加现象(图样)叫做波的干涉.2.产生干涉的一个必要条件是两列波的频率必须相同.3.波的干涉现象是在特殊条件下波的叠加 . 一切波只要满足一定条件都能发生干涉现象. 能发生干涉现象的两个波源称为相干波源4.加强点(区)和减弱点(区)(1)加强点：质点振动的振幅等于两列波的振幅之和，A＝_A1+A2_.(2)减弱点：质点振动的振幅等于两列波的振幅之差，A＝__，若两列波振幅相同，质点振动的合振幅就等于零.5.干涉图样及其特征(1)干涉图样：如图2所示.(2)特征①加强区始终加强，减弱区始终减弱(加强区与减弱区不随时间变化).②振动加强的点和振动减弱的点始终在以振源的频率振动，其振幅不变(若是振动减弱点，振幅小)，但其位移随时间发生变化.③加强区与减弱区互相间隔且位置固定不变.对干涉理解干涉图样的特点：(1) 两列频率相同的波叠加，振动加强点始终加强，振动减弱点始终减弱。

新人教版高中物理选修 3－4 第 14 章《电磁波1．课程内容标准（1）初步认识麦克斯韦电磁场理论的基本思想以及在物理学发展史上的意义（2）认识电磁波的产生。

经过电磁波领会电磁场的物质性。

（3）认识电磁波的发射、流传和接收。

（4）经过实例认识电磁波谱，知道光是电磁波。

（5）认识电磁波的应用和在科技、经济、社会发展中的作用。

复习导航电磁振荡电磁波部分此刻均为 A 级要求，主要出此刻选择题部分。

在重点：1. 电磁场要深刻理解和应用麦克斯韦电磁场理论的两大支柱：变化的磁场产生电场，场产生磁场。

能够证明：振荡电场产生同频次的振荡磁场；振荡磁场产生同频次的振荡电⑵依据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场和磁场老是相互联系的，形成一离的一致的场，这就是电磁场。

电场和磁场不过这个一致的电磁场的两种详细表现。

2. 电磁波变化的电场和磁场从产生的地区由近及远地向四周空间流传开去，就形成了有效地发射电磁波的条件是：⑴频次足够高（单位时间内辐射出的能量形成开放电路（把电场和磁场分别到尽可能大的空间隔里去）。

电磁波是横波。

E 与B 的方向相互垂直，并且都跟波的流传方向垂直，横波。

电磁波的流传不需要靠其他物质作介质，在真空中也能流传。

在×10 8 m/s3. 电磁波的应用要知道广播、电视、雷达、无线通信等都是电磁波的详细应用。

第 1 课时电磁场电磁波1、高考解读如下图，半径为r 且水平搁置的圆滑绝缘的环形管道内，有一个电荷量为电子。

此装置放在匀强磁场中，其磁感觉强度随时间变化的关系式为麦克斯韦电磁场理论，平均变化的磁场将产生稳固的电场，该感觉电场电子将有沿圆环切线方向的作使劲，使其获取加快。

设t =0时辰电子的速度大小为v 0，方向顺时针，此后开始后运动一周后的磁感觉强度为则此时电子的速度大小为A. B 1 reB. m 2 v 0 2 2 r keC. mB 0 D. re m v 2 0 2 2 r m ke 2解：感觉电动势为E =k πr，电场方向逆时针，电场力对电子做正功112 2 2子用动能定理：k πr ，B 正确；由半径公式知， A 也正e = mv - mv 0222、知识网络考点 1。

第十四章电磁波知识建构专题应用专题一电磁振荡的三个“两”电磁振荡在近年来的高考中出现的频率较高。

学习中若能抓住三个“两”，就可把握好本章的知识要点，从而使知识系统化。

1．两类物理量考题大部分是围绕某些物理量在电磁振荡中的变化规律而设计的，因此，分析各物理量的变化规律就显得尤为重要。

这些物理量可分为两类：一类是电流(i)。

振荡电流i在电感线圈中形成磁场，因此，线圈中的磁感应强度B、磁通量Φ和磁场能E磁具有与之相同的变化规律。

另一类是电压(u)。

电容器极板上所带的电荷量q、两极板间的场强E、电场能E电、线圈的自感电动势E自的变化规律与u相同。

电流i和电压u的变化不同步，规律如图所示。

2．两个过程电磁振荡过程按电容器的电荷量变化可分为充、放电过程，当电容器的电荷量增加时为充电过程，这个过程中电路的电流减小；电荷量减少时为放电过程，这个过程中电路的电流增大，变化如图。

在任意两个过程的分界点对应的时刻，各物理量取特殊值(零或最大值)。

3．两类初始条件如图中的电路甲和乙，表示了电磁振荡的两类不同初始条件。

图甲中开关S从1合向2时，振荡的初始条件为电容器开始放电，图乙中开关S从1合向2时，振荡的初始条件为电容器开始充电，学习中应注意区分这两类初始条件，否则会得出相反的结论。

【专题训练1】 如图电路中，L 是电阻不计的电感器，C 是电容器，闭合开关S ，等电路达到稳定状态后，再断开开关S ，LC 电路中将产生电磁振荡，如果规定L 中的电流方向从a 到b 为正方向，断开开关时刻为t ＝0，那么四个图中能正确表示电感中的电流方向i 随时间t 变化规律的是( )。

专题二 电磁波的传播与应用电磁波的传播不需要介质，各种频率的电磁波在真空中的传播速度都相同，在介质中的传播速度与频率有关。

电磁波常用于无线电广播、电视的信号发送，还应用于雷达来执行多种任务。

理解电磁波的传播原理，将其等效为匀速直线运动是解决此类问题的基础。

【专题训练2】目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz 至1 000 MHz 的范围内，下列关于雷达和电磁波的说法不正确的是( )。

高中物理选修3-4电磁波知识点总结(总6页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第二章第一节机械波的形成和传播1.机械波的形成和传播(以绳波为例) (1)绳上的各小段可以看做质点.(2)由于绳中各部分之间都有相互作用的弹力联系着，先运动的质点带动后一个质点的运动，依次传递，使振动状态在绳上传播.2.介质能够传播振动的物质.3.机械波(1)定义：机械振动在介质中的传播. (2)产生的条件①要有引起初始振动的装置，即波源. ②要有传播振动的_介质_. (3)机械波的特点①前面质点带动后面质点的振动，后面质点重复前面质点的振动，并且离波源越远，质点的振动越_滞后_. ②各质点振动周期都与波源振动_相同_.③介质中每个质点的起振方向都和波源的起振方向相同_.④波传播的是振动这种形式，而介质的每个质点只在自己的平衡位置附近振动，并不随波迁移.⑤波在传播“振动”这种运动形式的同时，也在传递能量，而且可以传递信息__.1.波的分类按介质中质点的振动方向和波的传播方向的关系不同，常将波分为横波和纵波 .2.横波(1)定义：介质中质点的振动方向和波的传播方向垂直的波.(2)标识性物理量①波峰：凸起来的最高处. (质点振动位移正向最大处)②波谷：凹下去的最低处. (质点振动位移负向最大处)3.纵波(1)定义：介质中质点的振动方向和波的传播方向平行的波.(2)标识性物理量①密部：介质中质点分布密集的部分.②疏部：介质中质点分布稀疏的部分.4.简谐波如果传播的振动是简谐运动，这种波叫做简谐波.波动过程中介质中各质点的运动规律（1）质点的“守位性”：机械波向外传播的只是振动的形式和能量，质点只在各自的平衡位置附近震动，并不随波迁移。

（2）“相同性”：介质中各质点均做受迫振动，各质点振动的周期和频率与波源振动的周期和频率相同，而且各质点开始振动的方向也相同，即各质点的起振方向相同。

人教版高中物理选修3—4第十四章知识点总结
第十四章 电磁波
一、电磁波
1、麦克斯韦电磁理论
（1）变化的磁场产生电场
①均匀变化的磁场产生稳定的电场
②周期性变化的磁场产生周期性变化的电场
（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周期性变化的电场产生周期性变化的磁场
2、电磁场：
（1）含义：变化的电场和变化的磁场交替产生，所形成的不可分离的统一体称为电磁场
（2）特点： ①电场与磁场交替产生
②从产生处向外传播
3、电磁波：
（1）含义：电磁场在空中的传播
①电磁波是一种横波，具有横波的一切特性
②电磁波传播依靠的是电磁场的交替产生，不需要介质（与机械波不同）
③在真空中的传播速度为c=3×108m/s ，在介质中的传播速度由介质决定，与波的频率有关 ④关系：f V λ=
⑤预言电磁波存在的是麦克斯韦，首先用实验证实电磁波存在的是赫兹
（2）波的图像：
二、电磁振荡
①电路中的电流、电容器极板上的电荷量、电容器中的电场、线圈中的磁场在作周期性变化 ②振荡周期：LC T π2=
三、电磁波的发射的接收：（均利用LC振荡电路）
1、无线电波的发射：
（1）发射要求：①要有足够高的频率
②电场磁场要分散到尽可能大的空间
要求的达到：开放电路
（2）利用无线电波输送信号：对高频电磁波进行调制（调幅、调频）2、无线电波的接收：对接收电路进行调谐
取出信号：要检波。

本章整合知识建构专题应用专题一电磁振荡的三个“两”电磁振荡在近年来的高考中出现的频率较高。

学习中若能抓住三个“两”，就可把握好本章的知识要点，从而使知识系统化。

1．两类物理量考题大部分是围绕某些物理量在电磁振荡中的变化规律而设计的，因此，分析各物理量的变化规律就显得尤为重要。

这些物理量可分为两类：一类是电流(i)。

振荡电流i在电感线圈中形成磁场，因此，线圈中的磁感应强度B、磁通量Φ和磁场能E磁具有与之相同的变化规律。

另一类是电压(u)。

电容器极板上所带的电荷量q、两极板间的场强E、电场能E电、线圈的自感电动势E自的变化规律与u相同。

电流i和电压u的变化不同步，规律如图所示。

2．两个过程电磁振荡过程按电容器的电荷量变化可分为充、放电过程，当电容器的电荷量增加时为充电过程，这个过程中电路的电流减小；电荷量减少时为放电过程，这个过程中电路的电流增大，变化如图。

在任意两个过程的分界点对应的时刻，各物理量取特殊值(零或最大值)。

3．两类初始条件如图中的电路甲和乙，表示了电磁振荡的两类不同初始条件。

图甲中开关S 从1合向2时，振荡的初始条件为电容器开始放电，图乙中开关S从1合向2时，振荡的初始条件为电容器开始充电，学习中应注意区分这两类初始条件，否则会得出相反的结论。

【专题训练1】如图电路中，L是电阻不计的电感器，C是电容器，闭合开关S，等电路达到稳定状态后，再断开开关S，LC电路中将产生电磁振荡，如果规定L中的电流方向从a到b为正方向，断开开关时刻为t＝0，那么四个图中能正确表示电感中的电流方向i随时间t变化规律的是( )。

专题二电磁波的传播与应用电磁波的传播不需要介质，各种频率的电磁波在真空中的传播速度都相同，在介质中的传播速度与频率有关。

电磁波常用于无线电广播、电视的信号发送，还应用于雷达来执行多种任务。

理解电磁波的传播原理，将其等效为匀速直线运动是解决此类问题的基础。

【专题训练2】目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz至1 000 MHz的范围内，下列关于雷达和电磁波的说法不正确的是( )。

疱丁巧解牛知识·巧学一、伟大的预言——麦克斯韦的电磁理论1.电磁场理论的核心之一：变化的磁场产生电场（1）变化的磁场在线圈中产生感应电动势.（2）实验基础：实验装置如图14-1-1所示，当穿过螺线管的磁场随时间变化时，上面的线圈中产生感应电流，使灯泡发光.图14-1-1麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中产生电场，正是这种电场在线圈中引起了感应电流.如图1-4-12所示，麦克斯韦认为在变化的磁场周围产生电场，是一种普遍存在的现象，跟闭合电路（导体环）是否存在无关，导体环的作用只是用来显示电流的存在.图14-1-2辨析比较感应电场与静电场的区别变化的磁场产生的电场，称之为感应电场，也叫涡旋场，跟前面学过的静电场一样，处于电场中的电荷受力的作用，且F=qE.但它们有显著区别，表现为：①静电场的电场线是非闭合曲线，而感应电场的电场线是闭合曲线；②静电场有电势的概念，而感应电场中无电势的概念；③在同一静电场中，电荷运动一周（路径闭合），电场力做功一定为零，而在感应电场中，电荷沿闭合线运动一周，电场力做功一般不为零（超导体为零）；④静电场的产生“源”于“电荷”，而感应电场的产生“源”于变化的磁场.联想发散在变化的磁场中所产生的电场的电场线是闭合的；而静电场中的电场线是不闭合的.2.电磁场理论的核心之二：变化的电场产生磁场麦克斯韦认为：由电现象和磁现象的相似性和变化的磁场能产生电场的观点认为变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场.根据麦克斯韦理论，在给电容器充电的时候，不仅导体中的电流要产生磁场，而且在电容器两极板间变化着的电场周围也要产生磁场（图14-1-3）.图14-1-3深化升华（1）恒定的电场不产生磁场；（2）恒定的磁场不产生电场；（3）均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场；（4）均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场；（5）振荡电场产生同频率的振荡磁场；（6）振荡磁场产生同频率的振荡电场.3.电磁场如果在空间某区域中有周期性变化的电场，那么这个变化的电场就在它周围空间产生周期性变化的磁场；这个变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的电场，……变化的电场和变化的磁场是相互联系着的，形成不可分割的统一体，这就是电磁场.辨析比较有单独存在的静电场，也有单独存在的静磁场，但没有静止的电磁场.误区警示不要认为变化的电场一定能产生变化的磁场，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场是正确的，但均匀变化的电场（磁场）产生稳定的磁场（电场），而稳定的电场（磁场）不会再产生磁场（电场）. 记忆要诀电场、磁场的变化关系二、电磁波1.电磁波的产生变化的电场和变化的磁场总是交替产生，并且由发生的区域向周围空间传播，电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波.2.电磁波的特点（1）电磁波是横波，在传播方向上的任一点E和B随时间做正弦规律变化，E与B彼此垂直且与传播方向垂直.（2）电磁波传播不需要任何介质，在真空中也能传播，因为电磁波的传播是依靠电场和磁场的相互“激发”，而不是靠介质的机械传递（其实，电磁场本身就是一种特殊形态的物质，无需借助其他物质来传播）. （3）电磁波具有波的共性，能产生干涉、衍射等现象，电磁波与物质相互作用时，能发生反射、吸收、折射等现象.机械波电磁波研究对象力学现象电磁现象周期性变化的物理量位移随时间和空间做周期性变化电场强度E和磁感应强度B随时间和空间做周期性变化传播特点需要介质；波速由介质决定，与频率无关；有横波、纵波传播无需介质；在真空中波速为c，在介质中传播时，波速与介质和频率都有关；只有横波产生由质点（波源）的振动产生由周期性变化的电流（电磁振荡）激发c=λf λ=fc联想发散同一种电磁波在不同介质中传播时，频率不变（频率由波源决定），波速、波长发生改变.在介质中的速度都比真空中速度小.不同电磁波在同一种介质中传播时，传播速度不同，频率越高波速越小，频率越低波速越大.4.电磁波的实验证明麦克斯韦预言了电磁波的存在，但他没有看到科学实验对电磁场理论的证明，把天才的预言变成世人公认的真理，是德国科学家赫兹的功劳.1886年，赫兹用实验证明了麦克斯预言的正确性，第一次发现了电磁波，他还能通过实验观察到了电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象，通过实验测量证明了电磁波在真空中具有与光相同的速度c.赫兹的实验为无线电技术的发展开拓了道路，后人为纪念他，把频率的单位定为赫兹.联想发散麦克斯韦的电磁场理论总结了近百年来电磁学的研究成果，使经典电磁学达到了前所未有的高峰.实现了电、磁、光的统一，被认为是19世纪科学史上最伟大的统一.电磁场理论的建立，经历了“实践——理论——实践”这一科学发展的过程，是物理学发展史上的典型案例.实现了从经典物理学向现代物理学的重大转折.典题·热题知识点一电磁场理论例1关于电磁场理论，下列说法中正确的是（）A.在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场B.在变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场C.均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场D.周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场解析：根据麦克斯韦的电磁场理论，只有变化的电场才产生磁场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，非均匀变化的电场产生变化的磁场.答案：D深化升华 在理解麦克斯韦的电磁场理论时，要注意静电场不产生磁场，静磁场也不产生电场，还要注意根据电场（或磁场）的变化情况来确定所产生的是什么样的磁场（或电场）.例2根据麦克斯韦的电磁场理论，下面几种说法中正确的有( )A.在电场周围空间一定产生磁场B.任何变化电场周围空间一定产生变化的磁场C.均匀变化的电场周围空间能产生变化的磁场D.周期性振荡的电场在其周围空间产生同频率的振荡磁场解析：由麦克斯韦电磁场理论可知，空间某处有变化的电场时，就会在其周围空间产生磁场.只有变化的电场周围才能产生磁场，所以选项A 错误.如果电场的变化是均匀的，则产生的磁场是稳定的，B 选项错误，C 选项错误.而周期性变化的振荡电场在其周围空间将产生同频率的振荡磁场，D 选项正确.答案：D方法归纳 变化的电场周围可以产生磁场，但此磁场可能稳定也可能变化，如果电场是均匀变化的，所产生的磁场将稳定不变（此磁场不会再产生电场），所以我们可以说“变化的电场产生磁场”，但不能说“变化的电场产生变化的磁场”.知识点二 电磁波例3如图14-1-4所示的四种电场中，哪一种能产生电磁波( )图14-1-4解析：图A 表示的电场，其函数为E=E 0，是一个稳定的电场，它不能产生磁场，也就不能产生电磁波.图B 和图C 表示的电场，其函数分别为E=kt ，E=kt+E 0，都是随时间均匀变化的.它们能在周围空间产生一个稳定的磁场，而这个稳定的磁场就不能再产生电场了，因此B 、C 不能产生电磁波.图D 表示的电场，其函数为E=E m sinωt ，是一个按正弦规律变化的电场，是一种周期性的振荡电场，所以它要在周围空间产生同频率的振荡磁场，这个振荡磁场又会在其周围空间产生同频率的振荡电场，这样就形成了一个不可分割的变化的电场和变化的磁场组成的统一体，它向空间传播时就形成了电磁波.所以D 正确.答案：D巧解提示 能否产生电磁波，要看变化的电场和磁场是否能一直持续地再产生变化的磁场和电场，也就是说，所产生的磁场或电场必须是变化的，而不能是稳定的.图B 表示的电场随时间均匀增大，图C 表示的电场先随时间均匀减小，后随时间均匀增大，但从图象可以看出，图线的斜率不变，即tE ∆∆是定值，所以图C 表示的电场也是随时间均匀变化的.知识点三 电磁场理论与带电粒子在电场中运动相结合例4一个带正电粒子在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动，如图14-1-5所示，当磁感应强度均匀增大时，此粒子的（ ）图14-1-5 A.动能不变 B.动能增大C.动能减小D.以上情况都可能解析：当磁场均匀增加时，根据麦克斯韦电磁场理论，将产生一恒定的电场，带电粒子将受一电场力作用，该力对带电粒子做正功，所以粒子的动能将增大，选项B 正确.答案：B方法归纳 该题是电磁场理论与带电粒子在电场中运动的一个综合性题目，处理时注意根据选项中动能变化与外力做功有关入手讨论.同时注意电场的存在与有无闭合回路无关.例5将图14-1-6所示的带电的平行板电容器C 的两个极板用绝缘工具缓缓拉大板间距离的过程中，在电容器周围空间（ ）图14-1-6 A.会产生变化的磁场B.会产生稳定的磁场C.不产生磁场D.会产生周期性变化的磁场解析：根据麦克斯韦电磁场理论，电场周围是否会产生磁场，产生怎样的磁场，都取决于电场是否变化及变化情况.若电场不变化，周围不产生磁场；若均匀变化，则产生稳定的磁场；若非均匀变化，则产生变化的磁场；如果电场周期性变化，则产生磁场也周期性变化，本题中由于电容器始终跟电源相连，两极板间电压不变，根据E=dU 可知在d 缓慢增大的时候，E 是非均匀变化的，因此在它们周围产生变化的磁场，选项A 正确.答案：A方法归纳 正确掌握麦克斯韦电磁场理论，是解答此类题的根本；而掌握电容器的电容和哪些因素有关，是什么关系，它们如何影响电容器极板间电场，是解题关键.问题·探究方案设计探究问题 静电场和变化的电场是否都能产生磁场？探究过程：如图14-1-7所示，静止电荷周围的小磁针不偏转.电荷一旦运动起来，其周围的小磁针就发生偏转.图14-1-7一个静止的电荷，它产生的是静电场，即空间各点的电场强度不随时间而变化.这个电荷一旦运动起来，电场就发生变化，即空间各点的电场强度将随着时间而变化.另一方面，运动的电荷在空间要产生磁场.用场的观点来分析这个问题，就可以说：这个磁场是由变化的电场产生的.探究结论:磁场是由变化的电场产生的.方案设计探究问题 捕捉电磁波，试设计一个实验证明电磁波的产生.探究过程：打开收音机开关，转动送台旋钮，使收音机收不到电台的广播，然后开大音量.在收音机附近，将电池盒的两根引线反复通断，会听到收音机中发出“喀喀”的响声.打开电扇，将它靠近收音机，看到什么结果.探究结论:电流变化周围产生电磁波.。

第十四章电磁波14.1 电磁波的发现一、电磁场和电磁波1．麦克斯韦电磁理论的两个基本假设(1)变化的磁场能够在周围空间产生电场。

(2)变化的电场能够在周围空间产生磁场注意：变化的磁场产生的电场,叫感应电场或涡流电场,它的电场线是闭合的;静电荷周围产生的电场叫静电场,它的电场线由正电荷起到负电荷止,是不闭合的。

二、电磁波的产生机理1．电磁场变化的电场和变化的磁场交替产生，形成不可分割的统一体，称为电磁场。

2．电磁波(1)电磁波的产生：变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场是由近及远地传播的，这种变化的电磁场在空间的传播称为电磁波。

(2)电磁波的特点：①电磁波在空间传播不需要介质；在真空中，电磁波的传播速度与光速相同：即 v真空= c ＝ 3.0×108m/s 光是一种电磁波②电磁波是横波，在空间传播时任一位置上（或任一时刻）E、B、v三矢量相互垂直且E和B随时间做正弦规律变化。

③电磁波具有波的共性,能产生干涉、衍射等现象,电磁波与物质相互作用时,能发生反射、吸收、折射等现象,电磁波也是传播能量的一种形式。

④相邻两个波峰(或波谷)之间的距离等于电磁波的波长,一个周期的时间,电磁波传播一个波长的距离。

⑤电磁波的频率为电磁振荡的频率,由波源决定,与介质无关。

(3)电磁波的波速、波长与频率的关系:v=λf，λ=vf。

注意：①同一种电磁波在不同介质中传播时,频率不变(频率由波源决定),波速、(n为介质对电磁波的折射率),在介质中的速波长发生改变,在介质中的速度为v=cn度都比在真空中的速度小.②不同电磁波在同一种介质中传播时,传播速度不同,频率越高波速越小,频率越低波速越大.三、赫兹的电火花一发现了电磁波1.赫兹实验赫兹观察到:当感应圈的两个金属球间有火花跳过时,导线环两个小球间也跳过火花。

据此实验,赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波。

2.赫兹的其他成果赫兹观察到了电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象，测量证明了电磁波在真空中具有与光相同的速度c,证实了麦克斯韦关于光的电理论。

第十四章《电磁波》测试题（解析版）一、单选题(共15小题)1.彩色超声波检测仪，简称彩超，工作时向人体发射频率已知的超声波，当超声波遇到靠近或远离探头的血流时探头接收的回波信号频率会升高或降低．利用计算机技术给这些信号加上色彩，显示在屏幕上，可以帮助医生判定血流的状态．而用X射线对人体的摄影，简称CT.工作时X射线对人体进行扫描，由于人体各种组织的疏密程度不同，部分射线穿透人体而部分被遮挡，检测器接收到的射线就有了差异，从而可以帮助医生诊断病变．根据以上信息，可以判断下列说法中正确的是()A．彩超工作时利用了多普勒效应B． CT工作时利用了波的衍射现象C．彩超和CT工作时向人体发射的都是纵波D．彩超和CT工作时向人体发射的都是电磁波2.下列电磁波中波长最长的波是()A． X光B．可见光C．红外线D．γ射线3.下列关于电磁波的说法，正确的是()A．电磁波在同种介质中只能沿直线传播B．电场随时间变化时一定产生电磁波C．做变速运动的电荷在空间产生电磁波D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在4.设地球的半径为R，地球表面重力加速度为g，月球绕地球公转周期为T，玉兔号月球车所拍摄的月面照片从月球以电磁波形式发送到北京航天飞行控制中心所用时间约为(真空中的光速为c，月地距离远大于地球半径)()A．B．C．D．5.自从1862年麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，1888年赫兹通过实验证实了电磁波的存在后，利用电磁波的技术雨后春笋般相继问世：无线电报、无线电广播、无线电导航、无线电话、电视、雷达，以及遥控、遥感、卫星通讯、射电天文学…，它们使整个世界面貌发生了深刻的变化．下列有关的说法中正确的是()A．无线电波波速在任何情况下都等于真空中的光速cB．电磁波的频率越高，越容易沿直线传播C．手机所用的微波在传播过程中比无线电广播所用的中波更容易绕过障碍物D．在无线电通讯中，声音信号通常要通过调谐“加载”在高频信号上后，才向外发射6.LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，则下列说法中正确的是()A．若磁场正在减弱，则电容器上极板带负电B．若电容器正在放电，则电容器上极板带负电C．若电容器上极板带正电，则线圈中电流正在增大D．若电容器正在充电，则自感电动势正在阻碍电流增大7.某收音机的调谐范围是从f1＝550 kHz至f2＝1 650 kHz，在它的调谐电路里，若自感系数不变，则可变电容器的对应电容之比C1∶C2是()A． 9B．C． 3D．8.下列有关电磁波的说法，正确的是()A．电磁波不能在真空中传播B．电磁波在空气中的传播速度约为340 m/sC．红外线也是电磁波D．超声波是电磁波9.电磁波在生活中有着广泛的应用，不同波长的电磁波具有不同的特性，因此也有不同的应用．下列器件与其所应用的电磁波对应关系不正确的是()A．雷达——无线电波B．紫外消毒柜——紫外线C．手机——X射线D．遥控器——红外线10.一台简单收音机的收音过程至少要经过那两个过程()A．调幅和检波B．调谐和解调C．调制和检波D．调谐和调幅11.真空中电磁波的波速是3.0×108m/s.已知某电磁波的频率是3.0×1010Hz，那么该电磁波在真空中的波长为()A． 1.0×102mB． 9.0×1018mC． 1.0×10－2mD． 10 m12.下列论述正确的是()A．在探究加速度与力、质量的关系实验中使用了理想化模型的思想方法B．光的双缝干涉实验中，若仅将入射光从红光改为紫光，则相邻亮条纹间距一定变大C．一切物体都在不停地发射红外线，物体温度越高，辐射的红外线越强D．雨后天空出现彩虹是光的干涉现象13.若在真空中传播的电磁波频率增大，则该电磁波传播的()A．速度不变，波长减小B．速度不变，波长增大C．速度减小，波长增大D．速度增大，波长不变14.下列说法不正确的是()A．在电磁波谱中，红外线的热效应好B．天空是亮的原因是大气对阳光的色散C．天空呈蓝色的原因是大气对波长短的光更容易散射D．晚霞呈红色的原因是蓝光和紫光大部分被散射掉了15.关于磁场，下列说法正确的是()A．电荷周围一定存在磁场B．电流周围一定存在磁场C．电荷在磁场中一定要受到磁场力D．电流在磁场中一定要受到磁场力二、计算题(共3小题)16.一个雷达向远处发射无线电波，每次发射的时间为1 μs，两次发射的时间间隔为100 μs，在指示器的荧光屏上呈现出的尖形波如图所示，已知图中刻度ab＝bc，则障碍物与雷达之间的距离是多大？17.某高速公路自动测速仪装置如图甲所示，雷达向汽车驶来的方向发射不连续的电磁波，每次发射时间约为10－6s，相邻两次发射时间间隔为t，当雷达向汽车发射无线电波时，在显示屏上呈现出一个尖形波；在接收到反射回来的无线电波时，在荧光屏上呈现出第二个尖形波，如图乙所示，根据两个波的距离，可以计算出汽车距雷达的距离，请根据给出的t1、t、t2、c求出汽车车速的表达式．18.在LC振荡电路中，如果C＝100 pF，要发出波长为30 m的无线电波，应用多大电感的电感线圈？三、填空题(共3小题)19.我们在选择收音机的电台时，常要旋动收音机上的某个旋钮，这实际上是调节________．20.如图中A为某火箭发射场，B为山区，C为城市．发射场正在进行某型号火箭的发射实验．为了转播火箭发射的实况，在发射场建立了发射台用于发射广播与电视信号．已知传输无线电广播所用的电磁波波长为550 m，而传输电视信号所用的电磁波波长为 0.566 m．为了不让山区挡住信号的传播，使城市居民能收听和收看火箭发射的实况，必须通过建在山顶上的转发站来转发________(填“无线电广播信号”或“电视信号”)．这是因为________．21.丹麦物理学家________发现电流能产生磁场，法国物理学家________揭示了磁现象的电本质，英国科学家________发现了利用磁场产生电流的条件，英国物理学家________建立了完整的电磁场理论，预言了电磁波的存在，德国物理学家________用实验成功地证明了电磁波的存在，并且完善了电磁场理论．答案解析1.【答案】A【解析】根据题目的描述当超声波遇到靠近或远离探头的血流时探头接收的回波信号频率会升高或降低．可知，彩超工作利用的是超声波的多普勒效应，故A正确；CT工作利用的是X射线穿透不同组织后的强度不同，与衍射无关，故B错误；彩超发射的是超声波，超声波是机械波；CT发射的是X射线，X射线是电磁波，电磁波是横波，故C、D错误．2.【答案】C【解析】根据电磁波谱排列顺序：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线(伦琴射线)、γ射线．可见，题中红外线的波长最长．3.【答案】C【解析】电磁波只有在同一种均匀介质中才沿着直线传播，故A错误；电场随时间均匀变化时，产生恒定的磁场，则不会产生电磁波，故B错误；做变速运动的电荷会在空间产生变化的电磁场，形成电磁波，故C正确；麦克斯韦预言了电磁波的存在，但赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，故D错误．4.【答案】B【解析】研究月球绕地球的运动，根据万有引力定律和向心力公式：＝①物体在地球表面上时，由重力等于地球的万有引力得：mg＝②由①②解得：r＝再由t＝，则有：从月球以电磁波形式发送到北京航天飞行控制中心所用时间约：t＝.5.【答案】B【解析】电磁波只有在真空中速度才等于真空中的光速，在其他介质中传播时速度小于真空中光速．故A错误．电磁波的频率越高，波长越短，则越不容易发生衍射，则更容易沿直线传播．故B正确．波长越长，越容易产生衍射现象，微波的波长比中波短，在传播过程中中波更容易绕过障碍物，故C错误．声音信号通常要通过调制加载在高频信号上后，才向外发射，不是通过调谐．故D错误．6.【答案】B【解析】由楞次定律可得电流顺时针流动，若磁场正在减弱，电容器就处于充电状态，则电容器上极板带正电，故A错误；若电容器正在放电．可知电容器上极板带负电．故B正确；若电容器上极板带正电，说明电容器在充电，磁场能转化为电场能，则线圈中电流应该减小，故C错误；若电容器正在充电，则线圈自感作用正在阻碍电流减小，故D错误．7.【答案】A【解析】根据LC回路的固有频率公式：f＝，得：C＝，所以可变电容器电容的最大值与最小值之比为＝＝9.8.【答案】C【解析】电磁波可以在真空中传播，所以A是错误的；电磁波的传播速度等于光速，约等于3×108m/s，所以B是错误的；红外线是电磁波的一种，所以C是正确的；超声波是声波的一种，不是电磁波，所以D是错误的．9.【答案】C【解析】10.【答案】B【解析】11.【答案】C【解析】由波速公式c＝λf，得该电磁波在真空中的波长：λ＝＝＝0.01 m＝1.0×10－2m.12.【答案】C【解析】在探究加速度与力、质量的关系实验中使用控制变量法，故A错误；光的双缝干涉实验中，光的双缝干涉条纹间距Δx＝λ，若仅将入射光从红光改为紫光，由于红光波长大于紫光，则相邻亮条纹间距变小，故B错误；一切物体都在不停地辐射红外线，温度越高，辐射越强，故C 正确；雨后天空出现的彩虹是光的折射现象，故D错误．13.【答案】A【解析】电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s；由c＝λf知：电磁波频率越高，波长越短．故A 正确，B、C、D错误．14.【答案】D【解析】在电磁波谱中，红外线的热效应好，而紫外线的显著作用是消毒与荧光作用，故A正确；天空是亮的原因是大气对阳光的色散，故B正确；天空是蓝色的，这是因为大气对阳光中波长较短的蓝光散射得较多．故C正确；晚霞呈红色是因为红光波长最长，衍射性最好，故D不正确；本题选不正确的，故选D.15.【答案】B【解析】运动的电荷周围一定存在磁场，静止的电荷周围不会产生磁场，故A错误；电荷的定向移动形成电流，则电流周围一定存在磁场；故B正确；若是静止电荷在磁场中或电荷的运动方向与磁场平行，不受到磁场力，故C错误；电流方向与磁场方向平行时，不受磁场力，故D错误．16.【答案】7.5×103m【解析】图中a和c处的尖形波是雷达向目标发射无线电波时出现的，b处的尖形波是雷达接收到障碍物反射回来的无线电波时出现的，由ab＝bc，可知无线电波由发射到返回所用时间为50 μs.设雷达离障碍物的距离为s，无线电波来回时间为t，波速为c，由2s＝ct得s＝＝m＝7.5×103m17.【答案】v＝【解析】第1次测量时汽车距雷达距离s1＝，第二次测量时汽车距雷达距离s2＝，两次发射时间间隔为t，则汽车车速v＝＝＝.这里有一个微小误差，即t不是两个位置的时间差，准确值应为t－＋，但和相差很小，对v计算结果的影响可略去不计．18.【答案】2.5 μH【解析】由公式T＝2π和v＝，得L＝式中v＝3.0×108m/s，C＝100×10－12F，L＝H＝2.5 μH19.【答案】频率【解析】我们调节的实际上是调谐器的一个旋钮，通过调节它可以改变收音机的接收频率，使收音机的频率与所选台的频率相同或相近从而使接收的电信号最强，则可收到想要找的台．20.【答案】电视信号电视信号波长较短，很难发生衍射现象【解析】从题中知，传输无线电广播所用电磁波长为550 m，根据波发生明显衍射现象的条件，知该电磁波很容易发生衍射现象绕过山坡而传播到城市所在的C区，因而不需要转发装置．电视信号所用的电磁波波长为0.566 m，其波长很短，衍射现象很不明显，几乎沿直线传播，能传播到山顶却不能传播到城市所在的C区，要想使信号传到C区，必须通过建在山顶的转发站来转发．21.【答案】奥斯特安培法拉第麦克斯韦赫兹【解析】丹麦物理学家奥斯特发现电能生磁，法国物理学家安培通过分子电流假说，提出磁现象的电本质；而英国科学家法拉第发现磁能生电．英国物理学家麦克斯韦建立了电磁场理论，并预言了电磁波的存在，德国物理学家赫兹第一个用实验证实了电磁波的存在．。

高中物理选修3-4第十四章知识点总结及练习第十四章 电磁波第一节电磁波的发现知识点：电磁场理论变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场例题：关于电磁场理论，下列说法正确的是 ( )A ．稳定的电场周围能产生磁场B ．变化的电场周围产生的磁场一定也是变化C ．均匀变化的电场周围产生的磁场一定也是均匀变化D ．振荡电场周围产生同频率的振荡磁场练习：1、一个电子向一个固定不动的质子运动过程中， ( )A ．有可能发射电磁波B ．不可能发射电磁波C ．电子和质子组成的系统机械能一定守恒D ．电子和质子组成的系统能量一定守恒2、下列关于电磁波与机械波的说法正确的是 ( )A ．机械波和电磁波的传播都需要介质B ．机械波和电磁波都是横波C ．机械波和电磁波都是传播能量或信息的一种方式D ．公式v ＝λf 都适用3、下列关于电磁波的说法正确的是 ( )A ．电磁波是电磁场由近及远的传播B ．电磁波在任何介质中的传播速度都为3×108m/sC ．电磁波也能发生干涉和衍射现象D ．电磁波由真空进入某种介质时，波长将变短第二节电磁振荡知识点：电磁振荡电路 1、实验右图所示。

将电键K 扳到1，给电容器充电，然后 将电键扳到2，此时可以见到G 表的指针来回摆动。

2、总结：能产生大小和方向都都作周期发生变化的电流叫 振荡电流。

能产生振荡电流的电路叫振荡电路。

其中最简单的振荡电路叫LC 回路。

3、振荡电流是一种交变电流，是一种频率很高的交变电流，它无法用线圈在磁场中转动产生，只能是由振荡电路产生。

4、那么振荡电路中的交变电流有一些什么样的性质：0 T t对应电容器所带的电量qq0 T t（2）电路分析：甲图： 电场能达到最大，磁场能为零，电路感应电流i=0甲→乙： 电场能↓，磁场能↑，电路中电流i ↑，电路中电场能向磁场能转化，叫放电过程。

乙图： 磁场能达到最大，电场能为零，电路中电流I 达到最大。

乙→丙： 电场能↑，磁场能↓，电路中电流i ↓，电路中电场能向磁场能转化，叫充电过程。

高中物理选修3—4第十四章《电磁波》全章导学案汇总一.§§14.1 《电磁波的发现》（附课后同步强化训练与详细参考答案）二.§§14.2 《电磁振荡》§§14.3 《电磁波的发射和接收》（附课后同步强化训练与详细参考答案）三.§§14.4 《电磁波与信息社会》§§14.5 《电磁波谱》（附课后同步强化训练与详细参考答案）§§14.1 《电磁波的发现》导学案【教学目标】1．知道麦克斯韦电磁场理论的两大支柱：变化的磁场产生电场；变化的电场产生磁场。

变化的磁场和电场相互联系形成统一的电磁场。

2．知道电磁场在空间传播形成电磁波。

3．知道电磁波在真空中的传播速度。

4．知道赫兹实验以及它的重大意义。

重点：麦克斯韦电磁场理论难点：电磁波的产生【自主预习】1.________建立了经典的电磁场理论。

它的内容是：变化的磁场产生________；变化的电场产生________。

2．如果在空间某区域中有________变化的电场，那么它就在空间引起________变化的磁场；这个变化的磁场又引起新的变化电场……于是，变化的电场和变化的磁场________产生，由近及远地向周围传播，从而形成了电磁波。

电磁波是________波。

3．________观察到了电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象。

他还通过测量证明，电磁波在真空中具有________速度________。

从而证实了麦克斯韦关于光的电磁理论。

4. 伟大的预言(1)电磁场理论在19世纪60年代，英国物理学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象成果的基础上，建立了完整的电磁场理论，预言电磁波的存在。

1)变化的磁场产生电场2)变化的电场产生磁场注意：麦克斯韦电磁场理论的解释：①恒定的电场不产生磁场；②恒定的磁场不产生电场；③均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场；④均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场；⑤振荡(周期性变化)电场产生同频率的振荡(周期性变化)磁场；⑥振荡(周期性变化)磁场产生同频率的振荡(周期性变化)电场。

复习巩固知识网络重点突破一、麦克斯韦电磁场理论【例1】 关于麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是( )A.稳定的电场产生稳定的磁场B.均匀变化的电场产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场产生均匀变化的电场C.变化的电场产生的磁场一定是变化的D.振荡电场周围空间产生的磁场也是振荡的解析：麦克斯韦电磁场理论要点是：变化的磁场(电场)要在周围空间产生电场(磁场)，若磁场(电场)的变化是均匀的，产生的电场(磁场)是稳定的，若磁场(电场)的变化是振荡的，产生的电场(磁场)也是振荡的，由此可判定正确答案为D 项。

答案：D二、LC 电磁振荡【例2】 在LC 回路中产生电磁振荡的过程中( )A.从电容器放电开始计时，当t=kπLC 时，振荡电流最大，其中k=0，1，2，3…B.当电容器中电场强度增大时，线圈中的自感电动势与振荡电流方向相反C.向电容器充电是磁场能转化成电场能的过程D.电容器在相邻的充、放电时间内，电流方向一定相同解析：由T=2πLC ，知t=kπLC (k=0，1，2…)时，由图14-1可知振荡电路电流为零，A 错误；当场强增大时，在24T T →、T 43→T 时间段内，振荡电流减小，线圈中自感电动势与振荡电流方向相同，B 错；电容器充电时，电场能增大，磁场能减小，磁场能转化为电磁场，C 正确；相邻的充、放电时刻，由图象知0→4T 、24T T →、T T 432→和T 43→T等时间内，由图象对照，在24T T →内，电容器充电，i>0，在T T 432→内，电容器放电，i<0，D 错误。

图14-1答案：C【例3】 图14-2为调幅振荡电流图象，此电流存在于电磁波发射和接收的哪些阶级( )图14-2A.经调制后B.经调谐后C.经检波后D.耳机中 解析：为了把信号传递出去，需要将信号“加”到高频振荡电流上，这就是调制.调制的方法之一是使高频振荡电流的振幅随信号而变化，成为调幅振荡电流，这就是调幅，在接收电路中，经过调谐，回路中将出现调幅振荡电流，经检波后，调幅振荡电流将波“切”去一半，得到单向脉冲电流，而在耳机中只有随信号变化的音频电流。

[体系构建]电磁波—[核心速填]一、电磁波的发现1．麦克斯韦的电磁场理论(1)变化的电场产生磁场；(2)变化的磁场产生电场．2．电磁波(1)预言电磁波的存在．(2)电磁场：变化的电场和变化的磁场不可分割．(3)电磁波：电磁场由近及远向外传播．(4)赫兹实验：①电磁波的传播速度等于光速；②电磁波的干涉、衍射、偏振等．二、电磁振荡1．LC电磁振荡产生了周期性变化的高频电流．2．振荡过程中各物理量的变化规律．3．LC4．实际的LC振荡是阻尼振荡．三、电磁波的发射和接收1．发射①采用高频率和开放电路②调制：分为调幅和调频，将信息加在高频振荡电流上．2．接收：调谐和解调(检波)．四、电磁波谱1．定义：按电磁波的波长或频率大小的顺序排列成谱．2．谱线：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．3．电磁波的特点与应用(1)应用：广播电视、雷达、移动通讯、因特网、电磁波谱．(2)特点：横波、真空中传播等于光速，λ＝c f.1．U、电场强度E、电场能E E的变化规律与Q的变化规律相同；振荡电流i决定了磁场能的大小，线圈中的磁感应强度B、磁通量Φ、磁场能E B的变化规律与i的变化规律相同．2．两个过程：放电过程电荷量Q减小，振荡电流i增加；充电过程电荷量Q 增加，振荡电流i减小．3．两个瞬间：放电完毕瞬间Q＝0，i最大；充电完毕瞬间i＝0，Q最大．【例1】如图所示，i-t图象表示LC振荡电流随时间变化的图象，在t＝0时刻，电路中电容器的M板带正电，在某段时间里，电路的磁场能在减少，而M 板仍带正电，则这段时间对应图象中________段．[解析]由电流图象可得，在t＝0时刻是电容器开始放电，电路中电容器的M板带正电，故电流方向逆时针为正方向；某段时间里，电路的磁场能在减少，说明电路中的电流在减小，是电容器的充电过程，此时M板带正电，说明此时电流方向顺时针方向为负，符合电流减小且为负值的只有cd段．[答案]cd1．已知LC振荡电路中电容器极板1上的电荷量随时间变化的曲线如图所示．则()A．a、c两时刻电路中电流最大，方向相同B．a、c两时刻电容器里的电场能最大C．b、d两时刻电路中电流最大，方向相同D．b、d两时刻电路中电流最大，方向相反E．b、d两时刻磁场能最大BDE[a、c两时刻电容器极板上电荷量最大，电场能最大，所以电路中电流最小；b、d两时刻电容器极板上电荷量最小，电路中电流最大，磁场能量最大，b、d两点时间间隔为半个周期，故电流方向相反．]1无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线(X射线)、γ射线等合起来，构成了范围非常广阔的电磁波谱．2．各种不同的电磁波既有共性，又有个性(1)共性：它们在本质上都是电磁波，它们的行为服从相同的规律，都遵守公式v＝fλ，它们在真空中的传播速度都是c＝3.0×108 m/s，它们的传播都不需要介质，各波段之间并没有绝对的区别．(2)个性：不同电磁波的频率或波长不同，表现出不同的特性．波长越长越容易产生干涉、衍射现象，波长越短观察干涉、衍射现象越困难．正是这些不同的特性决定了它们不同的用途．3．电磁波和机械波在波动性上有相同点，都遵守v＝fλ，但本质不同，机械波不能在真空中传播，而电磁波的传播不需要介质．【例2】声呐能发射超声波，雷达能发射电磁波，超声波和电磁波相比较，下列说法正确的是()A．超声波与电磁波传播时，都向外传递了能量B．电磁波既可以在真空中传播，又可以在介质中传播，超声波只能在介质中传播C．在空气中传播的速度与在其他介质中传播速度相比，均是在空气中传播时具有较大的传播速度D．超声波是纵波，电磁波是横波E．超声波与电磁波相遇时可能会发生干涉ABD[超声波与电磁波传播时，都向外传递了能量、信息，A正确；声呐发出的超声波是机械波，不可以在真空中传播，B对；机械波在空气中传播时速度较小，在其他介质中传播时速度大，而电磁波恰好相反，C错；声波是纵波，电磁波是横波，D正确；超声波和电磁波不是同一类波，不可能发生干涉，E错．]2．关于电磁波谱，下列说法正确的是()A．电磁波中最容易表现出干涉、衍射现象的是无线电波B．紫外线的频率比可见光低，长时间照射可以促进钙的吸收，改善身体健康C．X射线和γ射线的波长比较短，穿透力比较强D．红外线的显著作用是热作用，温度较低的物体不能辐射红外线E．所有物体都发射红外线ACE[无线电波的波长长，易发生衍射现象，A正确；紫外线的频率比可见光高，B错；任何物体都能辐射红外线，D错，选项C、E正确．]1．射脉冲波形，找出从发射电磁波和接收到回来的电磁波的时间差，再利用s＝12v t，求出物体的距离．2．利用雷达测定物体的速度：这类问题往往要有两个(或两个以上)的发射脉冲与反射脉冲，可以确定一段时间前后物体的两个位置或一段时间的位移，从而测出物体的速度．3．利用雷达确定物体的位置：雷达有一个可以转动的天线，它能向一定方向发射无线电(微波)脉冲，雷达可根据发射无线电波的方向和仰角，再参考所测得物体的距离，从而确定某一时刻物体的位置．实际上，这一切数据都由电子电路自动计算并在荧光屏上显示出来．【例3】某一战斗机正以一定的速度朝雷达的正上方水平匀速飞行，已知雷达发射相邻两次电磁波之间的时间间隔为5×10－4 s，某时刻在雷达荧光屏上显示的波形如图甲所示，t＝173 s后雷达向正上方发射和接收的波形如图乙所示，雷达荧光屏上相邻刻线间表示的时间间隔为10－4s，电磁波的传播速度为c＝3×108 m/s，则该战斗机的飞行速度大约为多少？甲乙[解析]由题意知荧光屏相邻刻线间的时间间隔t0＝10－4s，甲图发射波和接收波的时间间隔t1＝4×10－4 s，乙图时间间隔t2＝1×10－4s，所以，第一次战斗机距雷达的距离为s1＝c×t12＝6.0×104 m，第二次战斗机在雷达正上方．所以，战斗机的高度h＝c×t22＝1.5×104 m，故173 s内战斗机飞行的水平距离为s＝s21－h2＝5.8×104 m．所以v＝st≈335 m/s.[答案]335 m/s3．目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz至1 000 MHz的范围内．请回答下列关于雷达和电磁波的有关问题．(1)雷达发射电磁波的波长范围是多少？(2)能否根据雷达发出的电磁波确定雷达和目标间的距离？[解析](1)由c＝λf可得：λ1＝c f1＝3.0×108200×106m＝1.5 m，λ2＝c f2＝3.0×1081 000×106m＝0.3 m.故雷达发出的电磁波的波长范围是0.3～1.5 m.(2)电磁波测距的原理就是通过发射和接收电磁波的时间间隔来确定距离，所以可根据x＝v t2确定雷达和目标间的距离．[答案](1)0.3～1.5 m(2)能。