第四章 电磁振荡与电磁波（复习课件）物理人教版选择性必修第二册

该高中物理课件系统梳理了电磁振荡与电磁波单元核心知识，通过思维导图和知识清单串联LC振荡电路原理、电磁场理论、电磁波谱及应用等内容，构建完整知识网络，体现知识点内在逻辑联系。 其亮点在于分题型剖析（如电磁振荡规律辨析、电磁波应用），结合例题与课堂巩固，培养科学思维（模型建构、科学推理）和科学探究能力，分层设计满足不同学生需求，助力教师精准复习，提升知识巩固效果。

单元复习 人教版（2019）选择性必修第二册 第四章 电磁震荡与电磁波 单元学习目标 1. 物理观念：能分析电磁场与电磁波的相互作用、电磁波与物质的相互作用；用能量观念解释电磁振荡和电磁波传播中的能量转化与守恒，分析电磁波的能量利用和损耗问题。 2. 科学思维：能建构LC振荡电路、电磁场和电磁波的物理模型，并用模型解释相关电磁现象。 3. 科学探究：能通过实验观察电磁振荡的过程，培养观察、分析和验证物理规律的探究能力。 4. 科学态度与责任：了解麦克斯韦、赫兹等物理学家的贡献，体会物理理论建构和实验验证的重要性；认识电磁振荡与电磁波在通信、遥感、医疗等领域的广泛应用，；激发对电磁学领域的探索兴趣，培养严谨的科学态度和基本的社会责任感。 单元学习目标 单元学习重难点 重点： 1. 理解LC振荡电路的工作原理，掌握振荡过程中电场能、磁场能及各物理量（电流、极板电量、场强）的周期性变化规律。 2. 熟记并会运用电磁振荡周期/频率公式、电磁波波速=波长×频率公式进行定量计算。 3. 掌握麦克斯韦电磁场理论核心，明确电磁波的产生、传播特性（横波、真空光速、无需介质）。 4. 理解无线电波发射的调制（调幅/调频）和接收的调谐、解调关键环节，知晓基本工作流程。 5. 熟记电磁波谱的组成，掌握不同波段电磁波的典型特性与实际应用，能区分各波段的差异。 单元学习重难点 难点： 1. LC振荡电路的动态分析：难以直观理解振荡过程中电场能与磁场能的相互转化，易混淆各物理量的变化相位（如极板带电量最大时电流为0）。 2. 麦克斯韦电磁场理论的抽象理解：对“变化的电场产生磁场、变化的磁场产生电场”的递进关系（均匀变化/周期性变化）把握不准，无法解释电磁场的形成过程。 3. 调制、调谐、解调的概念区分：易混淆三个核心环节的作用和原理，无法理清无线电波发射与接收的完整逻辑链。 4. 电磁振荡与电磁波的关联理解：难以将LC振荡的周期性变化与电磁波的产生、传播建立因果联系，忽略“周期性变化的电磁场激发电磁波”的本质。 5. 电磁波谱的综合应用：对不同波段电磁波的产生机理、特性与应用的对应关系掌握不牢，无法结合实际场景分析电磁波的选择与使用。 1. 本章思维导图 2. 知识清单 3. 题型剖析及针对训练 4. 课堂巩固 5. 课堂总结 学习内容 第四章 电磁震荡与电磁波 一、本章思维导图 第四章 电磁振荡与电磁波 第四章 电磁震荡与电磁波 本章思维导图 二、知识清单 第四章 电磁振荡与电磁波 1. 振荡电流: 大小和方向做周期性迅速变化的电流, 叫振荡电流. 2. 能够产生振荡电流的电路叫振荡电路 3. LC振荡电路 L C LC振荡电路 LC回路：由线圈L和电容C组成的最简单振荡电路。 理想的LC振荡电路:只考虑电感、电容的作用，而忽略能量损耗。 理想LC振荡电路产生的振荡电流按正弦规律变化. 说明: 由LC回路产生的振荡电流也是一种正弦交变电流, 只是它的频率比照明用交变电流的频率高得多. LC振荡电路 电磁振荡的产生 电磁振荡的特点： (1)两个物理过程： ①放电过程:电场能转化为磁场能，q↓→ i↑ ②充电过程:磁场能转化为电场能，q↑ → i↓ ①充电完毕:磁场能向电场能转化完毕,电场能最大,磁场能最小. ②放电完毕:电场能向磁场能转化完毕,磁场能最大,电场能最小. LC回路工作过程具有对称性和周期性,可归结为: (2)两个特殊状态： 电磁振荡 两个对应关系： （1）同步同变关系： 在LC回路发生电磁振荡的过程中，电容器上的物理量：电量q、电场强度E、电场能EE是同步同向变化的，即：q↓—E↓—EE↓（或q↑—E↑—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也是同步同向变化的，即：i↑—B↑—EB↑（或i↓—B↓—EB↓）。 （2）同步异变关系： 在LC回路产生电磁振荡的过程中，电容器上的三个物理量q、E、EE与线圈中的三个物理量i、B、EB是同步异向变化的，即q、E、EE↑→i、B、EB↓。 电磁振荡中的能量变化 阻尼振荡：任何电磁振荡电路中，总存在能量损耗，使振荡电流的振幅逐渐减小，这种振荡叫做阻尼振荡，或叫做减幅振荡。 （1）振荡电路中的能量损耗有一部分转化为内能（产生焦耳热），还有一部向外辐射出去而损失． （2）如果用振荡器不断地将电源的能量补充到振荡电路中去，就可以保持等幅振荡。 电磁场与电磁波 1.麦克斯韦电磁场理论的两个基本观点:　　　　的磁场产生电场, 　　　　的电场产生磁场。  2.变化的电场和磁场总是相互联系的,形成一个不可分割的统一的电磁场。 3、赫兹通过一系列实验，观察到了电磁波的反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象，并通过测量证明，电磁波在真空中具有与光相同的速度，证实了麦克斯韦的电磁场理论。 变化 变化 1.无阻尼振荡：在电磁振荡中，如果没有能量损失，振荡电流的振幅保持不变，这种振荡叫做无阻尼振荡，也叫做等幅振荡。 2.阻尼振荡：任何电磁振荡电路中，总存在能量损耗，使振荡电流的振幅逐渐减小，这种振荡叫做阻尼振荡，或叫做减幅振荡。 （1）振荡电路中的能量损耗有一部分转化为内能（产生焦耳热），还有一部向外辐射出去而损失． （2）如果用振荡器不断地将电源的能量补充到振荡电路中去，就可以保持等幅振荡。 电磁振荡中的能量变化 周期：电磁振荡完成一次周期性变化所需的时间。 频率：一秒钟内完成周期变化的次数叫做频率。 电磁振荡的周期和频率 1.电磁波的产生:周期性变化的电场和磁场交替产生,由近及远地向周围传播,形成　　　　。  2.电磁波的特点 (1)电磁波在空间传播不需要　　　　。  (2)电磁波是横波:电磁波中的电场强度与磁感应强度互相垂直,而且二者均与波的传播方向　　　　。  (3)电磁波能产生反射、折射、干涉、偏振和　　　　等现象。  3.电磁波具有能量 电磁场的转换就是　　　　能量与　　　　能量的转换,电磁波的发射过程是　　　　能量的过程,传播过程是能量传播的过程。  电磁波 介质 垂直 衍射 电场 磁场 辐射 电磁场与电磁波 对麦克斯韦电磁场理论的理解 无线电波的发射 1.要有效地发射电磁波,振荡电路必须具有如下两个特点:要有足够高的振荡频率;振荡电路的电场和磁场必须　　　　　　　　　　　　,这样才能有效地把能量辐射出去。  2.用来携带信号的高频电磁波叫作　　　　。在电磁波发射技术中,使载波随各种信号而改变的技术叫作　　　　。一种调制的方法是使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变,这种调制叫作　　　　;另一种调制的方法是使高频电磁波的频率随信号的强弱而变,这种调制叫作　　　　。  分散到尽可能大的空间 载波 调制 调幅 调频 1．接收原理：电磁波能使_______中产生感应电流，所以导体可用来接收电磁波，这个导体就是接收_______。 2．电谐振：当接收电路的___________跟接收到的电磁波的______相等时，接收电路里产生的振荡电流最强，这种现象叫作电谐振。 3．调谐：使接收电路产生_________的过程叫作调谐。 4．解调：使声音或图像信号从接收到的___________中还原出来，这个过程是调制的逆过程，叫作解调。 5．检波：调幅波的解调。 导体 天线 固有频率 频率 电谐振 高频电流 无线电波的接收 1.电视广播信号是一种无线电信号,实际传播中需要通过载波将信号调制成　　　　 信号再进行传播。  2.高频电视信号的三种传播方式:地面　　　　传输、有线网络传输以及 　　　　传输。  3.电视信号的接收:电视机接收到的高频电磁波信号经过　　　　将得到的电信号转变为图像信号和伴音信号。  高频 无线电 卫星 解调 电视广播的发射和接收 电磁波 （1）电磁波中的电场和磁场互相垂直，电磁波在与二者均垂直的方向传播，所以电磁波是横波。 （2）电磁波在真空中的传播速度等于光在真空中的传播速度，c=3×108m/s。 （3）电磁波的传播不需要介质。 （4）电磁波也会发生反射、折射、干涉、衍射、和偏振等现象。 （光是电磁波） （5）电磁波的发射过程就是辐射能量的过程。 电磁波和机械波的异同 电磁波 机械波 不同点 相同点 在真空或介质中均可传播 有介质才能传播 波速度由介质决定 传播速度与介质和频率有关（频率越高的电磁波在同一种介质中的传播速度越小） 都会发生折射、反射、衍射、干涉现象 υ ＝λ·f，都是周期性的，都是传播能量的过程 ①可见光只是电磁波中的一小部分 ②不同的电磁波由于具有不同的频率，才具有不同的特性。 （按波长由长到短：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线 ） 电磁波谱 各种电磁波的特性 各种电磁波的特性 （1）电磁波谱中的各种电磁波的共性 ①它们的传播都不需要介质 ②它们都具有反射、折射、衍射和干涉的特性 ③都遵守公式 ，它们在真空中的传播速度都是光速 c ④它们在本质上都是电磁波，遵从相同的波动规律 （2）电磁波谱中的各种电磁波的个性 ①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，波长越短穿透能力越强。 ②相同频率的电磁波，在不同介质中速度不同；不同频率的电磁波在同一种介质中传播时，频率越大，速度越小。 无线电波的波段划分与用途 各色可见光在真空中的波长和频率 三、题型剖析及针对训练 第四章 电磁振荡与电磁波 题型一: 电磁振荡的基本概念与规律辨析 振荡电路：能够产生振荡电流的电路，由电感线圈L和电容器C组成的LC电路是最简单的振荡电路。 振荡电流：大小和方向都做周期性迅速变化的电流（区别于普通交变电流，振荡电流频率更高） 电磁振荡：LC振荡电路中，电流、电荷量、电场强度、磁感应强度等物理量周期性变化的现象 题型一: 电磁振荡的基本概念与规律辨析 LC振荡电路规律总结： 1、电量电流都是按正弦规律周期性变化的，放电时q减小，i增大，充电时i减小，q增大 2、电量q与电场强度E、电场能E电对应，电流i与磁感应强度B、磁场能E磁对应，也在周期性变化，总能量E不变。 3、一个振荡周期内，电容器经历两次充电（正向、反向）和两次放电（正向、反向），电路中各物理量完成一次周期性变化 LC振荡电路充，放电过程的判断方法 (1)根据电流流向判断：当电流流向带正电的极板时，电容器的电荷量增加，磁场能向电场能转化，处于充电过程；反之，当电流流出带正电的极板时，电荷量减少，电场能向磁场能转化，处于放电过程。 (2)根据物理量的变化趋势判断：当电容器的带电荷量9(电压U，电场强度E)增大或电流i(磁场B)减小时，处于充电过程；反之，处于放电过程。 (3)根据能量判断：电场能增加时充电，磁场能增加时放电。 题型一: 电磁振荡的基本概念与规律辨析 【例1】(多选)LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，则（ ） A、若磁场正在减弱，则电容器正在充电，电流由b向a B、若磁场正在减弱，则电场能正在增大，电容器上极板带负电 C、若磁场正在增强，则电场能正在减小，电容器上极板带正电 D、若磁场正在增强，则电容器正在充电，电流方向由a向b ABC 题型一: 电磁振荡的基本概念与规律辨析 【例2】已知LC振荡电路中电容器极板1上的电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两时刻电路中电流最大，方向相反 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 D 题型一: 电磁振荡的基本概念与规律辨析 【例3】（多选）已知LC振荡电路中电容器的电容为C，线圈的电感为L，则正在振荡的电路中（ ） A、电容器放电的时间取决于充电电压的大小 B、电容器放电的时间取决于L和C的数值 C、电场和磁场相互转化的周期为 D、电场能和磁场能相互转化的周期为 BC 题型一: 电磁振荡的基本概念与规律辨析 【例4】如图所示为理想LC振荡回路，某时刻电容器极板带电情况和线圈中的磁场方向如图，下列哪些说法是正确的是（ 　） A、此时电容器正在充电 B、此时线圈中的磁场能在减少 C、若在线圈中插入铁芯，振荡电流的频率增大 D、若增大电容器极板间距，振荡电流的频率增大 D 题型一: 电磁振荡的基本概念与规律辨析 【例5】当LC振荡电路中电流达到最大值时，下列叙述中正确的是（ ） A、磁感应强度和电场强度都达到最大值 B、磁感应强度和电场强度都为零 C、磁感应强度最大而电场强度为零 D、磁感应强度是零而电场强度最大 C 题型一: 电磁振荡的基本概念与规律辨析 【例6】（多选）图甲为某种车辆智能道闸系统的简化原理图：预埋在地面下的地感线圈L和电容器C构成LC振荡电路，当车辆靠近地感线圈时，线圈自感系数变大，使得振荡电流频率发生变化，检测器将该信号发送至车牌识别器，从而向闸机发送起杆或落杆指令。某段时间振荡电路中的电流如图乙，则下列有关说法正确的是（ ） A、t1时刻电容器间的电场强度为最小值 B、t1～t2时间内，电容器处于充电过程 C、汽车靠近线圈时，振荡电流频率变小 D、从图乙波形可判断汽车正在靠近地感线圈 ABC 题型一: 电磁振荡的基本概念与规律辨析 【例7】如图是教材讲解LC振荡电路中的一次周期性变化（从图①到图⑤），关于LC振荡电路描述正确的是（　　 ） A．从图②到图③的过程是磁场能转化为电场能的过程 B．图②中电容器刚好放电结束，振荡电路中电流达到最大值 C．在一个周期内，电场能向磁场能转化完成两次 D．在一个周期内，磁场能向电场能转化完成一次 ABC 题型一: 电磁振荡的基本概念与规律辨析 【例8】振荡电路在测量、自动控制、无线电通讯及遥控等许多领域有广泛应用。在如图甲所示LC振荡电路中，电容器C极板上的电荷量随时间变化的图线如图乙所示，则在1×10-6s—2×10-6s内，下列说法正确的是（       ） A．电容器C正在放电 B．电容器C正在充电 C．电场能正在向磁场能转化 D．回路中振荡电流正在逐渐增大 B 题型一: 电磁振荡的基本概念与规律辨析 【例9】如图所示为LC振荡电路中电容器的极板带电荷量随时间变化曲线，则下列判断中错误的是（       ） A．在b和d时刻，电路中电流最大 B．在a→b时间内，电场能转变为磁场能 C．a和c时刻，磁场能为零 D．在O→a和c→d时间内，电容器被充电 D 题型一: 电磁振荡的基本概念与规律辨析 【例10】如图所示，某LC振荡电路中，L是电阻不计的电感线图，C是电容器。该振荡电路在某一时刻的电场和磁场方向如图所示。不计电磁波的辐射损失，则下列说法正确的是（　　） A．该时刻电容器正在充电 B．该时刻电路中电流正在减小 C．该时刻电场能正在向磁场能转化 D．该LC振荡电路磁场能量变化的周期为 C 题型一: 电磁振荡的基本概念与规律辨析 【例11】如图所示是一台电子钟，其原理类似于摆钟，摆钟是利用单摆的周期性运动计时，电子钟是利用LC振荡电路来计时。有一台电子钟在家使用一段时间后，发现每昼夜总是快1min。造成这种现象的不可能原因是（　　） A．L不变，C变大了 B．L不变，C变小了 C．L变小了，C不变 D．L、C均变小了 A 题型一: 电磁振荡的基本概念与规律辨析 电感器对交变电流的阻碍——感抗（XL） 1. 阻碍原因：交变电流产生的变化磁场使电感产生自感电动势，阻碍电流的变化，频率越高、电流变化越快，阻碍越强。 2. 感抗公式：XL=2πfL}（f为交变电流频率，L为自感系数）。 3. 特性：通直流、阻交流；通低频、阻高频；自感系数L越大、频率f越高，感抗越大。 4. 应用：低频扼流圈（通直流阻交流）、高频扼流圈（通直流和 低频，阻高频）。 题型二: 电容器和电感器对交变电流的阻碍作用 电容器对交变电流的阻碍—容抗（XC） 1. 阻碍原因：交变电流使电容器反复充放电，电荷定向移动形成“等效电流”，但充放电过程会对电荷移动产生阻碍。 2. 容抗公式：XC=（f为交变电流频率，C为电容）。 3. 特性：通交流、隔直流；通高频、阻低频；电容C越大、频率f越高，容抗越小。 4. 应用：隔直电容（隔直流通交流）、高频旁路电容（通高频， 让高频信号经电容接地)。 题型二:电容器和电感器对交变电流的阻碍作用 题型二:电容器和电感器对交变电流的阻碍作用 提示： 电容器：通交阻直，通高频阻低频 电感器：同直阻交，通低频阻高频 A 题型三:电磁波的产生、传播与特性 共性 （1）它们的传播都不需要介质 （2）它们都具有反射、折射、衍射和干涉的特性 （3）都遵守公式 ，它们在真空中的传播速度都是光速 c （4）它们在本质上都是电磁波，遵从相同的波动规律 。 题型三:电磁波的产生、传播与特性 特性 （1）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，波长越短穿透能力越强。 （2）相同频率的电磁波，在不同介质中速度不同；不同频率的电磁波在同一种介质中传播时，频率越大，速度越小。 解题锦囊 (1)电磁波和机械波都遵循波长，波速，频率的关系公式=/，电磁波进入介质遵循公式n=/. (2)机械波的传播需要介质，电磁波的传播不需要介质。 说明：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。在介质中的速度都比真空中速度小。 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。 题型三:电磁波的产生、传播与特性 物质存在两种形式，一种是由原子和分子构成的实物，另一种则是以电磁场为代表的场。 题型三:电磁波的产生、传播与特性 题型三:电磁场与电磁波 【例题1】 根据麦克斯韦电磁场理论,下列说法正确的是(　　) A.有电场的空间一定存在磁场,有磁场的空间也一定能产生电场 B.在变化的电场周围空间一定产生变化的磁场,在变化的磁场周围空间一定产生变化的电场 C.均匀变化的电场周围空间一定产生均匀变化的磁场 D.周期性变化的磁场周围空间一定产生周期性变化的电场 D 【例题2】用麦克斯韦电磁场理论判断如图所示的四组电场产生的磁场或磁场产生的电场随时间t的变化规律,其中错误的是(　　) C 题型三:电磁场与电磁波 BC 【例题3】 (多选)关于电磁波,下列叙述正确的是(　　) A.电磁波在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度平行 B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波 C.电磁波可以在真空中传播 D.电磁波的频率越高,在真空中传播的速度越大 题型三:电磁场与电磁波 【例题4】.关于电磁波与机械波,下列说法正确的是(　　) A.机械波和电磁波,本质上是一样的 B.电磁波在任何介质中传播速度都相同,机械波在同一种介质中传播速度都相同 C.电磁波和机械波都不能发生干涉 D.电磁波与机械波都能发生衍射 D 题型三:电磁场与电磁波 【例题5】电磁波与机械波具有的共同性质是(　　) A.都是横波 B.都能传输能量 C.都能在真空中传播 D.都具有恒定的波速 B 题型三:电磁场与电磁波 【例题6】下列关于电磁波的说法正确的是(　　) A.只要有电场和磁场,就能产生电磁波 B.电场随时间变化时,一定产生电磁波 C.做非匀变速运动的电荷可以产生电磁波 D.麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在 C 题型三:电磁场与电磁波 A 【例题7】.下列有关电磁场和电磁波的说法正确的是(　　) A.变化的磁场周围一定存在着电场,与是否有闭合电路无关 B.只要空间某处的电场或磁场发生变化,就会在其周围产生电磁波 C.电磁波传播过程中,电场和磁场是独立存在的,没有关联 D.电磁波也可以传播能量,具有干涉、衍射现象,没有反射现象 题型三:电磁场与电磁波 A 【例题8】在下列磁感应强度B随时间t变化的磁场中能产生电磁波的是(　　) 题型三:电磁场与电磁波 【例题9】(多选)如图所示，有一水平放置、内壁光滑、绝缘的真空圆形管，半径为R，有一带正电的粒子静止在管内，整个装置处于竖直向上的磁场中，要使带电粒子由静止开始沿管做圆周运动，所加磁场可能是( 　 ) A．匀强磁场 B．均匀增加的磁场 C．均匀减少的磁场 D．由于洛伦兹力不做功，不管加什么磁场都不能使带电粒子沿管运动 BC 题型三:电磁场与电磁波 【例题10】关于电磁波，下列说法中正确的是(   ) A. 变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场 B. 麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹最先用实验证实了电磁波的存在 C. 电磁波的传播速度等于光速C D. 各种频率的电磁波在真空中以不同的速度来传播 B 题型三:电磁场与电磁波 【例题11】关于电磁波，下列说法中正确的是（　　） A.在真空中，频率越高的电磁波传播速度越大 B.在真空中，电磁波的能量越大，传播速度越大 C.赫兹实验中导线环的空隙中产生电火花是因为电磁波在导线环中激发出感应电动势 D.只要赫兹实验中的电火花一停止，产生的电磁波立即消失 C 题型三:电磁场与电磁波 题型四:电磁波的应用与电磁波谱 1. 电磁波谱频率由低到高：无线电波→红外线→可见光→紫外线→X射线→γ射线；波长与频率成反比，频率越高，波长越短，能量越大。 2. 各波段核心应用： 无线电波：通信、广播、雷达； 红外线：热成像、遥感、红外加热； 紫外线：消毒、验钞、促进维生素D合成； X射线/γ射线：医疗透视、探伤、放疗。 01 注意电磁波的防护： 高频电磁波（如X射线、γ射线）具有电离作用，会损伤人体细胞，需采取防护措施。   相近概念的辨析技巧 (1)调频和调幅：这是调制的两种方式，使电磁波的频率随信号改变的调制方式叫调频；使电磁波的振幅随信号改变的调制方式叫调幅。 (2)调制和解调：把低频电信号加载到高频等幅振荡电流上叫作调制；把低频电信号从高频载波中还原出来叫解调，是调制的逆过程。 02 题型四:电磁波的应用与电磁波谱 电磁波的接收原理 (1)电磁波在空间传播时，如果遇到导体，就会使 导体产生感应电流，感应电流的频率跟激起它的电磁波的频率相同。因此利用放在电磁波传播空间中的导体，就可以接收到电磁波。 (2)当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强。 03 题型四:电磁波的应用与电磁波谱 无线电波的接收 (1)无线电波的接收电路。 (2)通过电谐振来选台。 (3)通过解调获取信号。 (4)放大电路：经解调取出携带的信号，放大后再通过扬声器和显示设备还原成声音或图像的过程。 04 题型四:电磁波的应用与电磁波谱 题型四:电磁波的应用与电磁波谱 04 雷达的原理及应用 (1)雷达的原理： 利用电磁波遇到障碍物发生反射的特性。 (2)雷达的构造及特点： 一般由天线系统，发射装置，接收装置，输出装置(显示器)，电源，用于控制雷达工作和处理信号的计算机以及防干扰设备等构成。①雷达既是无线电波的发射端，又是无线电波的接收端。②雷达使用的无线电波是直线性好，反射性能强的微波波段。 题型四:电磁波的应用与电磁波谱 05 雷达侦察问题的解决方法 (1)电磁波在空中的传播速度可认为等于真空中的光速 c，根据雷达荧光屏上发射波形和反射波形间的时间间隔，可求得侦察距离。 (2)根据发射无线电波的方向和仰角，确定被侦察物体的位置。 (3)雷达的最大侦察距离应等于电磁波在雷达发射相邻两个脉冲的时间间隔内传播距离的一半。 【例1】有四个电路，其中的电场随时间变化的图像分别对应图中的一个，其中能发射电磁波的是（　　） D 题型四:电磁波的应用与电磁波谱 【例2】（多选）关于电磁波的发射过程，下列说法正确的是（ ） A、必须对信号进行调制 B、必须使信号产生电谐振 C、必须把传输信号加到高频电流上 D、必须使用开放回路 ACD 题型四:电磁波的应用与电磁波谱 【例3】（多选）关于电磁波的传播，下列说法正确的是（ ） A、发射出去的电磁波，可以传到无限远处 B、无线电波遇到导体，可以在导体中激起同频率的振荡电流 C、波长越短的电磁波，越接近直线传播 D、移动电话是利用无线电波进行通信的 BCD 题型四:电磁波的应用与电磁波谱 【例4】世界各地有许多无线电台同时广播，用收音机一次只能收听到某一电台的播音，而不是同时收听到许多电台的播音，其原因是（ ） A、因为收听到的电台离收音机最近 B、因为收听到的电台频率最高 C、因为接收到的电台电磁波能量最强 D、因为接收到的电台电磁波与收音机调谐电路的固有频率相同， 产生了电谐振 D 题型四:电磁波的应用与电磁波谱 B 【例5】志愿者用非接触式体温测量仪通过人体辐射的红外线测量体温;医护人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒,为人民健康保驾护航。红外线和紫外线相比较(　　) A.红外线的光子能量比紫外线的大 B.真空中红外线的波长比紫外线的长 C.真空中红外线的传播速度比紫外线的大 D.红外线能发生偏振现象,而紫外线不能 题型四:电磁波的应用与电磁波谱 【例6】关于电磁波的有关说法正确的是( 　 ) A．红外线有很强的热效应，它的波长比微波还要长 B．电磁波从空气传入水中，波速变小，波长变长 C．在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫调制 D．X射线比可见光更容易发生衍射 题型四:电磁波的应用与电磁波谱 C 【例7】关于物理知识在科技和生活中的应用，图中甲、乙、丙、丁对应的说法正确的是( 　 ) A．图甲中行李安检仪采用α射线来透视安检物品 B．图乙中肥皂泡上不同的颜色是光的衍射造成的 C．图丙中测温仪是利用红外线来感应物体表面温度的 D．图丁中紫外线验钞机利用了紫外线的化学作用 题型四:电磁波的应用与电磁波谱 C 【例8】 我们的生活已经离不开电磁波，如：北斗定位系统使用频率为1 500 MHz(1 MHz＝106 Hz)左右的电磁波，手机工作时使用频率为800～1 900 MHz的电磁波，家用5GWi－Fi使用频率约为5 725 MHz的电磁波，地铁行李安检时使用频率为1018 Hz的电磁波。关于这四种电磁波的说法正确的是( 　 ) A．家用5GWi－Fi使用的电磁波的衍射现象最明显 B．北斗定位系统使用的电磁波的能量最强 C．地铁行李安检时使用的电磁波具有较强的穿透本领 D．手机工作时使用的电磁波是纵波，不能产生偏振现象 C 题型四:电磁波的应用与电磁波谱 【例9】某肺炎病人拍摄的CT胸片如图所示，病毒感染处的密度与其他部分不同，片中显示为白斑。拍摄CT胸片时使用下列哪种电磁波( 　 ) A．X射线 B．红外线 C．无线电波 D．紫外线 题型四:电磁波的应用与电磁波谱 A 【例10】关于下列四幅图说法正确的是( 　 ) A．甲图电磁炉工作原理是线圈通交变电流后，由于线圈发热把热量传给锅体实现加热 B．乙图微波炉加热食物是利用食物中的水分子在微波的作用下热运动加剧，温度升高 C．丙图电工服内部用包含金属丝的织物制成，主要是因为金属丝很坚韧，有利于保护人体 D．丁图灵敏电流表运输途中将正负接线柱用导线连接，利用了电磁感应中的电磁驱动 B 题型四:电磁波的应用与电磁波谱 四、课堂巩固 第四章 电磁振荡与电磁波 1、(多选)以下关于机械波与电磁波的说法中，正确的是( 　　) A．机械波与电磁波本质上是一致的 B．机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速，不仅与介质有关，还与电磁波的频率有关 C．机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波 D．它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象 BCD 课堂巩固 2、下列说法正确的是 (　　) A．电磁波在真空中以光速c传播 B．在空气中传播的声波是横波 C．声波只能在空气中传播 D．光需要介质才能传播 　 A 课堂巩固 3、(多选)关于电磁波和机械波，下列说法正确的是 (　 　) A．电磁波和机械波的传播都需要借助于介质 B．电磁波在任何介质中传播的速度都相同，而机械波的波速大小与介质密切相关 C．电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象 D．根据麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场产生磁场 　 CD 课堂巩固 4、(多选)关于电磁波与声波，下列说法正确的是 (　 　) A．电磁波是由电磁场发生的区域向远处传播，声波是声源的振动向远处传播 B．电磁波的传播不需要介质，声波的传播有时也不需要介质 C．由空气进入水中传播时，电磁波的传播速度变小，声波的传播速度变大 D．由空气进入水中传播时，电磁波的波长不变，声波的波长变小 AC 课堂巩固 5、根据麦克斯韦电磁场理论,下列说法正确的是 (　　) A.有电场的空间一定存在磁场,有磁场的空间也一定能产生电场 B.稳定的电场产生稳定的磁场,稳定的磁场产生稳定的电场 C.周期性变化的磁场周围空间一定产生周期性变化的电场 D.均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场 C 课堂巩固 6、关于电磁场和电磁波,下列说法中正确的是 (　　) A.变化的电场一定在周围空间产生变化的磁场 B.各种频率的电磁波在真空中以不同的速度传播 C.电磁波和机械波都依赖于介质才能传播 D.麦克斯韦首先预言了电磁波的存在,赫兹最先用实验证实了电磁波的存在 D 课堂巩固 7、如图所示,单刀双掷开关S先打到a端让电容器充满电。t=0时,开关S打到b端;t=0.02 s时,LC电路中电容器下极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值。则(　　) A.LC电路的周期为0.02 s B.LC电路中的电流最大时,电容器中的电场能最大 C.t=1.01 s时,线圈中磁场能最大 D.t=1.01 s时,电路中电流沿顺时针方向 C 课堂巩固 8、一款5G网络的手机。5G网络采用3 300~5 000 MHz频段的无线电波,4G网络采用1 880~2 635 MHz频段的无线电波。下列说法正确的是(　　) A.两种无线电波的频率相同 B.两种无线电波在真空中传播速度相同 C.两种无线电波在真空中的波长相同 D.两种无线电波的频率与传播介质有关 B 课堂巩固 甲 乙 AC 9、(多选)济青高速公路自动测速装置如图甲所示,雷达向匀速行驶的汽车驶来的方向发射脉冲电磁波,相邻两次发射时间间隔为t。当雷达向汽车发射电磁波时,在显示屏上呈现出一个尖形波;在接收到反射回来的电磁波时,在显示屏上呈现出第二个尖形波。根据两个尖形波在显示屏上的距离,可以计算出汽车距雷达距离。显示屏如图乙所示,根据给出的t1、t2、t的意义,结合电磁波的传播速度为c可求出汽车车速表达式,则下面关于测速原理及结果表达正确的是(　　) A.第一次反射电磁波时汽车离雷达的距离为ct1 B.第二次反射电磁波时汽车离雷达的距离为ct2 C.汽车速度大小可表示为 D.汽车速度大小可表示为 课堂巩固 10、下列说法中正确的是（ ） A. 在电磁波谱中，最容易发生明显衍射现象的是γ射线 B. 电磁波在真空中传播时的电场强度与磁感应强度B互相平行 C. 在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫作调制 D. 在真空中无线电波、红外线、可见光、紫外线的波长依次变短，速度依次变小 C 课堂巩固 11、（多选）关于调制器的作用，下列说法正确的是（ ） A、调制器的作用是把低频声音信号加载到高频信号上去 B、调制器的作用可以是把低频信号的信息加载到高频信号的振幅上去 C、调制器的作用可以是把低频信号的信息加载到高频信号的频率上去 D、调制器的作用是将低频声音信号变成高频信号，再放大后直接发射 出去 ABC 课堂巩固 12、（多选）如图甲为一个收音机调谐接收电路，图乙a、b、c为电路中的电流随时间变化的图像，则（ ）   A、i1是L1中的电流图像 B、i1是L2中的电流图像 C、i2是L2中的电流图像 D、i3是流过耳机的电流图像 ACD 课堂巩固 13、利用所学物理知识，可以初步了解常用的公交一卡通（IC卡）的工作原理及相关问题。IC卡内部有一个由电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路，公交卡上的读卡机(刷卡时“嘀”的响一声的机器)向外发射某一特定频率的电磁波。刷卡时，IC卡内的线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输。下列说法正确的是（ ） A、IC卡工作所需要的能量来源于卡内的电池 B、仅当读卡机发射该特定频率的电磁波时，IC卡才能有效工作 C、若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则线圈L中不会产生感应电流 D、IC卡只能接收读卡机发射的电磁波，而不能向读卡机传输自身的数据信息 B 课堂巩固 14、下列各组电磁波中，按波长由长到短排列正确的是( 　 ) A．红外线、紫外线、可见光、γ射线 B．γ射线、紫外线、红外线、可见光 C．γ射线、紫外线、可见光、红外线 D．红外线、可见光、紫外线、γ射线 课堂巩固 D 15、电磁波按波长大小的顺序把它们排列成谱，如图所示，下列关于电磁波说法正确的是( 　 ) A．红外线可以灭菌消毒 B．紫外线的波长比红外线长 C．振荡电路生成电磁波的频率随电容C的增大而减小 D．X射线能在磁场中偏转，但穿透力较强，可用来进行人体透视 C 课堂巩固 五、课堂总结 第三章 交变电流 $