第03章 章末整合提升-【创新设计】2019版同步课堂讲义物理（教科版选修3-4）

章末整合提升 一、麦克斯韦电磁场理论 1．对麦克斯韦电磁场理论两个基本观点的理解 (1)变化的磁场产生电场，可从以下三个方面理解： ①稳定的磁场不产生电场 ②均匀变化的磁场产生恒定的电场 ③周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场 (2)变化的电场产生磁场，也可从以下三个方面理解： ①恒定的电场不产生磁场 ②均匀变化的电场产生恒定的磁场 ③周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场 2．感应电场方向的判定[来源:Zxxk.Com] 变化的磁场产生的感应电场的方向，与存在闭合回路时产生的感应电流的方向是相同的． 例1　关于麦克斯韦的电磁场理论，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．振荡的电场周围空间产生的磁场也是振荡的[来源:学§科§网] 解析　麦克斯韦的电磁场理论要点是：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 例2　一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动，如图1所示．当磁感应强度均匀增大时，此粒子的(　　)[来源:Z.xx.k.Com] 图1 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　当磁场均匀增强时，根据麦克斯韦电磁场理论，将激起一稳定的电场，带电粒子将受到电场力作用，电场力对带正电的粒子做正功，所以粒子的动能将增大．故正确答案为B． 答案　B 二、LC回路振荡规律、周期及频率 1．LC回路中各量的变化规律 电容器上的物理量：电荷量q、电场强度E、电场能EE. 振荡线圈上的物理量：振荡电流i、磁感应强度B、磁场能EB．[来源:学科网ZXXK] 放电过程：q↓—E↓—EE↓―→i↑—B↑—EB↑ 充电过程：q↑—E↑—EE↑―→i↓—B↓—EB↓ 充电结束时q、E、EE最大，i、B、EB均为零 放电结束时q、E、EE均为零，i、B、EB最大[来源:学科网ZXXK] 2．电磁振荡的周期和频率 (1)周期T＝2π 频率f＝ (2)对周期公式T＝2π的定性分析 ①L对T的影响：L越大，振荡过程中因自感现象产生的自感电动势就越大，楞次定律中所说的“阻碍”作用也就将越大，从而延缓振荡电流的变化，使振荡周期T变长． ②C对T的影响：C越大，振荡过程中无论是充电阶段(将C充至一定电压)，还是放电阶段(将一定电压下的电容器C中的电荷量放完)，其时间都相应地变长，从而使振荡周期T变长． 例3　(多选)为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器C置于储罐中，电容器可通过开关S与线圈L或电源相连，如图2所示．当开关从a拨到b时，由L与C构成的回路中产生周期T＝2π的振荡电流．当罐中的液面上升时(　　) 图2 A．电容器的电容减小 B．电容器的电容增大 C．LC回路的振荡频率减小 D．LC回路的振荡频率增大 解析　当罐中液面上升时，电容器极板间的介电常数变大，则电容器的电容C增大，根据T＝2π，所以振荡频率变小，故选项B、C正确，选项A、D错误．，可知LC回路的振荡周期T变大，又f＝ 答案　BC 三、电磁波的传播特点及应用 1．电磁波谱 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，便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，都满足公式v＝f λ，它们在真空中的传播速度都是c＝3×108 m/s，它们的传播都不需要介质，各波段之间的区别并没有绝对的意义． (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． 例4　(多选)下列有关电磁波的说法中正确的是(　　) A．电磁波谱中最难发生衍射的是无线电波 B．电磁波谱中最难发生衍射的是γ射线 C．频率大于可见光的电磁波表现为沿直线传播 D．雷达用的是微波，因为微波传播的直线性好 解析　波长越长，越容易发生衍射现象，在电磁波中，无线电波波长最长，γ射线的波长最短，故选项A错误，B正确；波长越短，频率越大的电磁波，其衍射现象越不明显，传播的直线性越好，遇到障碍物反射性越好，故C、D正确． 答案　BCD $$