（2021新人教版）高中物理选择性必修第二册4.2电磁场与电磁波 4.3无线电波的发射和接收 4.4电磁波谱检测.zip

4.24.2 电磁场与电磁波电磁场与电磁波 1.麦克斯韦电磁场理论告诉我们() A. 任何电场周围都要产生磁场 B. 任何变化的电场都要在周围空间产生磁场 C. 任何变化的电场都要在周围空间产生变化的磁场 D. 周期性变化的电场要在周围空间产生周期性变化的磁场 2.用实验证实电磁波存在的物理学家是() A. 法拉第B. 赫兹C. 麦克斯韦D. 安培 3.下列关于电磁波的叙述中正确的是() A. 电磁场由近及远处传播形成电磁波 B. 电磁波在任何介质中的传播速度均为3.0 108/ C. 电磁波由真空进入介质传播时，波长将变短 D. 电磁波不能产生干涉、衍射现象 4.关于电磁波的传播速度，下列说法中正确的是() A. 波长越大，传播速度就越快B. 频率越高，传播速度就越快 C. 发射能量越大，传播速度就越快D. 传播速度快慢与介质有关 5.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，法拉第最先用实验证实了电磁波的存在 C. 电磁波和机械波都依赖于介质才能传播 D. 各种频率的电磁波在真空中的传播速率都相同 6.关于电磁波，下列说法正确的是() A. 电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关 B. 周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波 C. 电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直 D. 利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输 E. 电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失 7.LC 回路中，线圈的自感系数，电容器的电容，这个电路的 = 800 = 200 电磁振荡频率是_Hz，由它激起的电磁波在真空中的波长是_m。 第 2 页，共 7 页 8.已知地球与月球之间的距离为。从地面向正在绕月飞行的“嫦娥二 3.84 105 号”发射电磁波，大约经过多长时间“嫦娥二号”才能接收到？ 9.对于机械波和电磁波的比较，下列说法中正确的是() A. 它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象 B. 它们在本质上是相同的，只是频率不同而已 C. 它们都可能是横波，也可能是纵波 D. 它们都可以在真空中传播 10. 声呐 水声测位仪 向水中发出的超声波，遇到障碍物 如鱼群、潜艇、礁石等 后被 ()() 反射，测出从发出超声波到接收到反射波的时间及方向，即可测算出障碍物的方 位；雷达则向空中发射电磁波，遇到障碍物后被反射，同样根据发射电磁波到接 收到反射波的时间及方向，即可测算出障碍物的方位。关于超声波与电磁波，下 列说法中正确的有() A. 超声波与电磁波都是横波 B. 超声波与电磁波在传播时都向外传递了能量 C. 超声波与电磁波在空气中的传播速度均大于介质中的传播速度 D. 超声波与电磁波都既可以在介质中传播，也可以在真空中传播 答案答案 1. BD 2. B 3. AC 4.D 5. D 6. ABC 7.；754 3.98 105 8. 1.28 9. A 10. B 4.34.3 无线电波的发射和接收无线电波的发射和接收 11. 收音机的波段刻度盘中刻有 kHz、MHz 字样，它们分别表示() A. 千赫，兆赫B. 千米，兆米 C. 千秒，兆秒D. 千米 秒，兆米 秒 / 12. 为了增大无线电台向空间辐射无线电波的能力，对 LC 回路可采取下列哪些措施 () A. 增大电容器极板的正对面积B. 增大电容器极板间的距离 C. 增大自感线圈的匝数D. 提高供电电压 13. 关于无线电波的发射和接收，下列说法中正确的有() A. 电台发射的无线电波必须要进行调谐 B. 电台发射的无线电波必须要进行调制 C. 接收电台的无线电波时必须要进行调谐 D. 接收电台的无线电波时必须要进行调制 14. 雷达采用微波的原因是() A. 微波具有很高的频率B. 微波具有直线传播的特性 C. 微波的反射性强D. 微波传播的距离远 15. 要使振荡电路能有效地向外界发射载有电信号的电磁波，则要有调制器；要 减小振荡电路的 L 和 C 值；发射电路应形成闭合电路；要有电源不断补充能 量。上述做法中正确的是() A. B. C. D. 16. 在发射电磁波的某个 LC 回路里，完成一次电磁振荡的时间为，则发射 5 10 7 的电磁波在真空中的波长为_。若电路中电容器的电容为 20pF，则 自感线圈的自感系数为_。 17. 无线电发射机的振荡电路由电感线圈 L 和电容器 C 组成，产生的电磁波的波长为 ，在电感线圈不变的条件下，要使发射的电磁波的波长变长，可以采用的方法是 () A. 增大电容器极板间的距离B. 减小电容器极板间的距离 C. 在电容器两板间插入电介质D. 减小电容器两板的正对面积 18. 某电视台用于发射波长为 450m 的电磁波的 LC 振荡电路，完成一次电磁振荡所需 时间为_s，欲使发射电磁波的波长变为 900m，而振荡电路中电感保持不 变，则电路中可变电容器的电容应变为原来的_倍。 第 4 页，共 7 页 答案答案 1. A 2. B 3. BC 4. ABC 5. B 6. 150m；3.17 10 4 7. BC 8. ；4 1.5 10 6 4.44.4 节电磁波谱节电磁波谱 19. 下列哪组电磁波的范围相互交错重叠，且波长顺序由短到长() A. 微波、红外线、紫外线B. 射线、X 射线、紫外线 C. 紫外线、红外线、无线电波D. 紫外线、X 射线、 射线 20. 下列对红外线的作用及来源正确的叙述有() A. 一切物体都在不停地辐射红外线B. 红外线有很强的荧光效应 C. 红外线最显著的作用是热作用D. 红外线容易穿过云雾、烟尘 21. 关于紫外线的作用和特点，下列说法正确的是() A. 一切物体都在不停地辐射紫外线 B. 紫外线能杀菌消毒 C. 紫外线是一种紫色的可见光 D. 紫外线可使钞票上的荧光物质发光 22. 北京交通广播是用的无线电波来传送信息的，则该无线电波所属范围是 103.9 () A. 长波B. 短波C. 米波D. 毫米波 23. 下列关于 X 射线的相关描述正确的是() A. X 射线的波长比紫外线长 B. X 射线的穿透能力很强，能使包在黑纸里的照相底片感光 C. 在工业上利用 X 射线检查工件内部是否有砂眼、裂纹等缺陷 D. 在医学上利用 X 射线透视人体，检查体内的病变和骨骼情况 24. 下列关于 射线的相关描述正确的是 () A. 射线是波长最长的电磁波 B. 射线是从原子核内部发射出来的 C. 宇宙射线或某些放射性元素在衰变时会放出 射线 D. 射线的穿透性比 X 射线更强，对人体细胞具有强烈的破坏作用 25. 无线电波的波长范围是 1mm 至 30km，其频率范围是_。 26. 对于声波、无线电波和红外线，以下说法正确的是() A. 都能在真空中传播B. 都能发生反射现象 C. 都能发生干涉现象D. 都属于电磁波 27. 下列说法正确的是() A. 电磁波需要介质才能传播 B. 机械波只能在空气中传播 第 6 页，共 7 页 C. 在空气中传播的声波是横波 D. 光在真空中的传播速度与光的频率无关 28. 为了做好疫情防控工作，很多场所都利用红外线测温仪对进出人员进行体温检测。 红外线测温仪利用() A. 红外线是可见光的特点 B. 红外线的穿透本领比 X 射线强的特点 C. 人体温度越高辐射出的红外线越强的特点 D. 被红外线照射的某些物体可以发出荧光的特点 29. 电磁学的发展对能源、信息技术、通讯器材等的开发和创新，产生了革命性的影 响。在该领域中，以下四位科学家曾作出过重要贡献：法拉弟：电磁感应定律； 奥斯特：电流磁效应实验；麦克斯韦：电磁场理论；安培：分子电流假说。 请按照发生的先后顺序正确排列() A. B. C. D. 答案答案 1. B 2. ACD 3. BD 4. C 5. BCD 6. BCD 7. 10 3.0 105 8. BC 9. D 10. C 11. B 4.2 电磁场和电磁波 5/31/20211 1886年，人类第一次主动地发射、接收电磁波 伟大的预言家 预言 1831年法拉第发现电磁感应现象 麦克斯韦 1854年麦克斯韦从剑桥毕业研读法拉第著作 1860年两人见面 奥斯特法拉第 你不应停留在用数学解释 我的观点，而应该突破它 ！ 伟大的预言家 麦克斯韦主要从事电磁理论、分子物理学、 统计物理学、光学、力学、弹性理论的研究 1855-1864年，他建立了电磁场理论，将电 学、磁学、光学统一起来，是19世纪物理学发 展的最光辉的成果；1865年他预言了电磁波的存在。 1873年出版的论电和磁 1871年由他负责建立起的卡文迪许实验室， 作为“诺贝尔物理学奖获得者的摇篮”，发展 成为举世闻名的学术中心之一 麦克斯韦是继法拉第之后， 集电磁学大成的伟大科学家。他 依据库仑、高斯、欧姆、安培、 毕奥、萨伐尔、法拉第等前人的 一系列发现和实验成果，建立了 第一个完整的电磁理论体系，不 仅科学地预言了电磁波的存在， 而且揭示了光、电、磁现象的本 质的统一性，完成了物理学的又 一次大综合。这一理论自然科学 的成果，奠定了现代的电力工 业、电子工业和无线电工业的基 础。 麦克斯韦 （J.C.Maxwell,1831 1879) 英国物理学家。 伟大的预言家 科学史上，称 牛顿把天上和 地上的运动规 律统一起来， 是实现第一次 大综合，麦克 斯韦把电、光 统一起来，是 实现第二次大 综合，因此与 牛顿齐名。 电和磁的联系 1.自然界中只有两种电荷：正电荷、负电荷 自然界中也只有两种磁极: N极、S极 2.电能生磁（奥斯特 ） 通电导线周围存在磁场 磁能生电（法拉第 ） 电磁感应现象 一、麦克斯韦电磁场理论 1.变化的磁场能够在周围空间产生电场 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,跟闭合电路是否存在无关, 导体环只是用来显示电流的存在 电场线是闭合的 (涡旋电场) 变化的磁场电场电流 产生形成 变化的 磁场 产生 均匀“稳定电场 ” 非均匀 “变化电场 ” 一、麦克斯韦电磁场理论 1.变化的磁场能够在周围空间产生电场 电磁感应现象 （感生） 一、麦克斯韦电磁场理论 大胆假设：出于对称性的思考，变化的 电场就像导线中的电流一样，会在空间产 生磁场 2.变化的电场周围存在磁场 实验验证 分析：周围的小磁针摆动，说明小磁针所在处 产生了另一个磁场，这个磁场是由电荷运动在 周围空间产生的变化电场引起的。 一、麦克斯韦电磁场理论 变化的 电场 产生 均匀 “稳定磁场” 非均匀 “变化磁场 ” 静止的电荷 静电场 电荷运动 电场变化 产生磁场 形成电流 2.变化的电场周围存在磁场 一、麦克斯韦电磁场理论 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相互联系着 的,形成不可分割的统一体,这就是电磁场 一、麦克斯韦电磁场理论 3.电磁场: 振荡的磁场振荡的电场 3.电磁场 ： 一、麦克斯韦电磁场理论 一、麦克斯韦电磁场理论 小结：对麦克斯韦电磁场理论的理解: 恒定的电场不产生磁场 恒定的磁场不产生电场 均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场 均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场 振荡电场产生同频率的振荡磁场 振荡磁场产生同频率的振荡电场 伟大的预言 变化的电场和变化的磁场交替产生，由近 及远地向周围传播。 B B EE EE 二、电磁波 1.定义：变化的电场和变化的磁场交替产生 ，由近及远地向周围传播 二、电磁波 2.特点 ： 1)B、E、v三者两两垂直 2) 在真空中 v=c3.0108m/s 无需介质 3)具有波的特性：干涉、衍射 还可发生反射、折射和多普勒效应 4) 传播中f不变 5)电磁波具有电磁能，向外辐射能量、传递信息 横波 3.电磁波与机械波的异同点 二、电磁波 类别电磁波机械波 联系 本质 种类 传播 速度 都是波，都会发生干涉、衍射 等现象都满足关系：v=f 有横波也有纵波是横波 取决于介质 真空中：恒定 介质中：取决于介 质与频率 需要介质，传播 机械能及信息 不需介质，传播 电磁能及信息 本身不是物质， 是运动形式的传播 是一种客观 存在的物质 三、电磁波的实验证明 1865年，麦克斯韦预言 1888年，赫兹实验验证 1.赫兹的电火花实验 当感应圈两个金 属球间有火花跳过时 ，立刻产生一个交变 电磁场，形成电磁波 在空间传播，经过导 线环时激发出感应电 动势，使得导线环中 也产生了火花。 三、电磁波的实验证明 L 接 收 线 圈 发射电路 电 磁 波 E C K A B 2.赫兹的电火花实验原理图 3赫兹实验的意义 ： 三、电磁波的实验证明 证明电磁波存在，为麦克斯韦的电磁场理 论奠定了坚实的实验基础。 4.赫兹的其它工作 1）观察到了电磁波的反射,折射,干涉,偏振和衍 射等现象. 2）他还测量出电磁波和光有相同的速度. 从而证实了麦克斯韦关于光的电磁理论