第十六单元电磁振荡与电磁波传感器 讲义 -2024届上海市高三物理二轮专题等级总复习精讲

第十六单元电磁振荡与电磁波传感器 目录 第1讲电磁振荡、电磁波及电磁波的应用 1 第2讲传感器 9 课标要求: 1.初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想,初步了解场的统一性与多样性,体会物理学对统一性的追求。 2.通过实验,了解电磁振荡。 3.知道电磁波的发射、传播和接收。 4.认识电磁波谱。知道各个波段的电磁波的名称、特征和典型应用。 5.知道非电学量转换成电学量的技术意义 6.通过实验,了解常见传感器的工作原理。会用传感器制作简单的自动控制装置。 7.列举传感器在生产生活中的应用。 知识结构 第1讲电磁振荡、电磁波及电磁波的应用 内容梳理 【概念规律】 1.电磁振荡(以振荡电路为例) (1)产生:在振荡电路中,电容器不断地__________和__________,就会使电容器极板上的电荷量、电路中的电流、电容器内的电场强度、线圈内的磁感应强度发生周期性的变化,这种现象就是__________。 (2)周期和频率 周期:__________,频率:(其中指自感系数,指电容)。 2.电磁波 (1)麦克斯韦电磁场理论 变化的磁场能够在周围空间产生__________,变化的电场能够在周围空间产生__________。 (2)电磁波 ①电磁场在空间由近及远地向周围传播,形成__________。 ②电磁波的传播不需要__________,可在真空中传播,在真空中不同频率的电磁波传播速度相同(都等于光速)。 ③不同频率的电磁波,在同一介质中传播,其速度是不同的,频率越高,波速越__________。 ④是电磁波的频率。 (3)电磁波的发射与接收 ①发射电磁波需要开放的高频振荡电路,并对电磁波根据信号的强弱进行__________(两种方式:调幅、调频)。 ②接收电磁波需要能够产生电谐振的调谐电路,再把信号从高频电流中__________出来,调幅波的解调也叫__________。 (4)电磁波谱 按照电磁波的__________或波长的大小顺序把它们排列成谱.按波长由长到短排列的电磁波谱为:无线电波、红外线、__________、紫外线、X射线、射线。 答案:1.充电 放电 电磁振荡 2.电场 磁场 电磁波 介质 小 调制 解调 检波 频率 可见光 【问题情境举隅】 验证电磁波装置 1886年,赫兹通过自制的实验装置如图装置证实了电磁波的存在。仪器中有一对抛光的金属小球,两球之间有很小的空气间隙。将两个球连接到产生高电压的感应圈的两端时,两球之间就出现了火花放电。 赫兹实验原理示意图 电磁振荡电路 如图所示电路图连接电路,将开关拨到1,给电容器充电。然后把开关拨到2,注意观察灵敏电流计指针左右摆动,摆幅逐渐减小,最后指针停在零点位置。上述过程可以周而复始地进行,就产生了方向和大小随时间做周期性变化的振荡电流,与振荡电流相联系的电场和磁场也周期性交替变化,电场能和磁场能相互转化,这种现象称为电磁振荡。 电磁振荡电路 关键点拨 麦克斯韦电磁场理论 【例题1】下列说法中正确的是 ( ) A.变化的磁场不能产生电场 B.不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不均匀变化的电场 C.麦克斯韦证实了电磁波的存在 D.电磁波能在真空中传播 课堂笔记: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 【点拨1】当空间某处存在随时间不均匀变化的电场时,周围空间会产生随时间不均匀变化的磁场,而这又会在空间产生新的电场……这样,变化的电场和磁场就会由近及远地向周围传播,从而形成变化电磁场在空间的传播,这就是电磁波。均匀变化的磁场产生稳定的电场,非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,均匀变化的磁场一定产生稳定的电场。电磁波是一种能量形式,它可以在真空中传播也可以在其他介质中传播。 电磁振荡 【例题2】在某时刻的振荡电路中,电容器中的电场方向和线圈中的磁场方向如图所示。此时电容器在充电还是放电?电路中电流在增大还是减小?为什么? 课堂笔记: _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________