第四章 电磁波 本章整合课件-2025-2026学年高二下学期物理鲁科版选择性必修第二册

第4章 本章整合 电 磁 波 电 磁 波 重点题型 归纳整合 一 电磁振荡过程分析 理解:两物理量、两过程、两瞬间 1.分析两类物理量:电荷量Q决定了电场能的大小,电容器极板间电压U、电场强度E、电场能EE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EB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图像表示LC振荡电流随时间变化的图像,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,则这段时间对应图像中的哪一段? 解析 由i-t图像可得,在t=0时刻电容器开始放电,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,说明此时电流方向为负,符合电流减小且为负值的只有cd段。 答案 cd 方法技巧 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,当电流流向带负电的极板时,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q(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。 变式训练1(多选)(湖北荆门检测)LC回路中电容器两端的电压U随时间t变化的关系如图所示,则(　　) A.在t1时刻,电路中的电流最大 B.在t2时刻,电路中的磁场能最多 C.在t2至t3的过程中,电路中的电场能不断增加 D.在t3至t4的过程中,电容器带的电荷量不断增加 解析 t1时刻电容器两端电压最高,电路中振荡电流为零,t2时刻电容器两端电压为零,电路中振荡电流最大,磁场能最多,故选项A错误,B正确。在t2至t3的过程中,由题图可知,电容器两极板间电压增大,电场能增加,选项C正确。在t3至t4的过程中,电容器两极板间电压减小,电容器带的电荷量不断减少,选项D错误。 答案 BC 二 电磁波的产生、发射和接收 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:交变的电场和交变的磁场相互联系,形成一个统一的、不可分割的整体,这就是电磁场。 3.电磁波:在空间交替变化并传播出去的电磁场形成电磁波。(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3.0×108 m/s。(3)电磁波能产生干涉、衍射、反射和折射等现象。 4.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。 5.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。 例2(多选)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 解析 超声波与电磁波传播时,都向外传递了能量,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。 答案 ABD 方法技巧 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。 三 电磁波谱 波长越长,波动性越强,穿透性越弱 无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等合起来构成了范围广阔的电磁波谱,如图所示。 例3(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,在电磁波谱中,无线电波波长最长,γ射线的波长最短,故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 方法技巧 从无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线到γ射线,都是本质相同的电磁波。将这些电磁波按照波长或频率顺序排列,就构成了电磁波谱。波长较长的无线电波很容易观察到波的衍射,而波长很短的X射线、γ射线很难观察到衍射现象。 变式训练2(浙江诸暨牌头中学检测)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。下列器材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.手机——X射线 C.紫外消毒柜——紫外线 D.遥控器——红外线 解析 雷达是利用了无线电波中的微波来测距的,故A正确;手机采用的是无线电波,X射线对人体有很大的辐射,不能用于通信,故B错误;紫外线具有很强的消毒作用,故C正确;红外线可以用于遥控器,故D正确。 答案 B $