高中第14章电磁波教案

由天下分享时间：2024/11/6 10:44:22 加入收藏我要投稿点赞

1．课程内容标准（1）初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想以及在物理学发展史上的意义。

（2）了解电磁波的产生。通过电磁波体会电磁场的物质性。（3）了解电磁波的发射、传播和接收。（4）通过实例认识电磁波谱，知道光是电磁波。

（5）了解电磁波的应用和在科技、经济、社会发展中的作用。复习导航

电磁振荡电磁波部分现在均为A级要求，主要出现在选择题部分。在复习时注意以下重点：

1.电磁场

要深刻理解和应用麦克斯韦电磁场理论的两大支柱：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。

可以证明：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。 ⑵按照麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分离的统一的场，这就是电磁场。电场和磁场只是这个统一的电磁场的两种具体表现。

2.电磁波

变化的电场和磁场从产生的区域由近及远地向周围空间传播开去，就形成了电磁波。

有效地发射电磁波的条件是：⑴频率足够高（单位时间内辐射出的能量P∝f ）；⑵形成开放电路（把电场和磁场分散到尽可能大的空间离里去）。

电磁波是横波。E与B的方向彼此垂直，而且都跟波的传播方向垂直，因此电磁波是横波。电磁波的传播不需要靠别的物质作介质，在真空中也能传播。在真空中的波速为c=

×10m/s

3.电磁波的应用

要知道广播、电视、雷达、无线通信等都是电磁波的具体应用。

第1课时电磁场电磁波

1、高考解读

真题品析知识：电磁波

例1．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是

Ａ．电磁波是横波Ｂ．电磁波的传播需要介质

Ｃ．电磁波能产生干涉和衍射现象Ｄ．电磁波中电场和磁场的方向处处相互垂直解析：答案：ACD

热点关注：知识：

如图所示，半径为 r 且水平放置的光滑绝缘的环形管道内，有一个电荷量为 e，质量为 m 的电子。此装置放在匀强磁场中，其磁感应强度随时间变化的关系式为 B=B0+kt（k>0）。根据

麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的磁场将产生稳定的电场，该感应电场对电子将有沿圆环切线方向的作用力，使其得到加速。设t=0时刻电子的初速度大小为v0，方向顺时针，从此开始后运动一周后的磁感应强度为B1，则此时电子的速度大小为

2?rke C.B0re D.22?rke 2A.B1re B.v0?v0?mmmm22v0

解：感应电动势为E=kπr，电场方向逆时针，电场力对电子做正功在转动一圈过程中对电子用动能定理：kπr

2、知识网络

考点1。电磁波的发现 1．麦克斯韦的电磁场理论

麦克斯韦电磁场理论的两大支柱：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。 2．电磁场：按照麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分离的统一场，称为电磁场。电场和磁场只是这个统一的电磁场的两种具体表现。 3．电磁波

（1）变化的电场和磁场从产生的区域由近及远地向周围空间传播开去，就形成了电磁波。（2）电磁波的特点：

①电磁波是横波。在电磁波传播方向上的任一点，场强E和磁感应强度B均与传播方向垂直且随时间变化，因此电磁波是横波。

②电磁波的传播不需要介质，在真空中也能传播。在真空中的波速为c=×10m/s。 ③波速和波长、频率的关系：c＝λ注意：麦克斯韦根据他提出的电磁场理论预言了电磁波的存在以及在真空中波速等于光速c，后由赫兹用实验证实了电磁波的存在（3）电磁波和机械波有本质的不同。

考点2。电磁振荡

1．振荡电路：大小和方向都随时间做周期性变儿的电流叫做振荡电流，能够产生振荡电流的电路叫振荡电路，LC回路是一种简单的振荡电路。

2．LC回路的电磁振荡过程：可以用图象来形象分析电容器充、放电过程中各物理量的变化规律，如图所示

3．LC回路的振荡周期和频率

1 1 2

2 - mve= mv2 0，B正确；由半径公式知，A也正确，答案为AB。

T?2?LC

f?12?LC

注意：（1）LC回路的T、f只与电路本身性质L、C有关

（2）电磁振荡的周期很小，频率很高，这是振荡电流与普通交变电流的区别。 4．分析电磁振荡要掌握以下三个要点（突出能量守恒的观点）：

⑴理想的LC回路中电场能E电和磁场能E磁在转化过程中的总和不变。

⑵回路中电流越大时，L中的磁场能越大（磁通量越大）。 ⑶极板上电荷量越大时，C中电场能越大（板间场强越大、两板间电压越高、磁通量变化率越大）。

i o 放电充电放电充电 t

q o t

LC回路中的电流图象和电荷图象总是互为余函数（见右图）。

考点3。电磁波的发射和接受

1．无线电波：无线电技术中使用的电磁波 2．无线电波的发射：如图所示。

①调制：使电磁波随各种信号而改变 ②调幅和调频

3．无线电波的接收电谐振：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，这种现象叫做电谐振。

②调谐：使接收电路产生电谐振的过程。调谐电路如图所示。通过改变电容器电容来改变调谐电路的频率。

③检波：从接收到的高频振荡中“检”出所携带的信号。

考点4。电磁波的应用广播、电视、雷达、无线通信等都是电磁波的具体应用。电视:在电视接收端,天线接收到高频信号后,经过调谐、解调，将得到的图像信号送到显像管。

摄像机在1s内要传送25幅画面雷达：无线电定位的仪器，波位越短的电磁波，传播的直线性越好，反射性能强，多数的雷达工作于微波波段。缺点，沿地面传播探测距离短。中、长波雷达沿地面的探测距离较远，但发射设备复杂。考点5.电磁波谱.

1．电磁波谱：①电磁波由大到小，波长由大到小（即频率由小到大）依次为无限电波，红外线、可见光、紫外线、琴伦射线、?射线

2．红外线. ①产生：ⅰ.一切物体都在向外辐射能量. （例如：红外线夜视仪） ⅱ. 温度越高，辐射红外线本领越强.

②作用：ⅰ. 最显著作用是热作用（红外线取暖炉）. ⅱ. 遥感技术注意：红外线比红光波长更长，不能引起视觉的光. 3．紫外线：①产生高温物体向外辐射.

②作用：ⅰ. 最显著作用是生物化学作用，易使蛋白质变性. ⅱ. 荧光效应. 4．X射线（伦琴射线）. 最显著作用是穿透本领强.

注意：高速电子流时到任何固体上，都会产生X射线，而光电效应是吸收光子放出光电子

3、复习方案

基础过关

重难点：振荡电流的产生及变化规律

例3．如图所示，a为LC振荡电路，通过P点的电流如图b，规定向左的方向为正方向，下列说法正确的是（）

A 0到t1,电容器正在充电，上极板带正电 B t1 到t2电容器正在放电，上极板带负电

C 在t3时刻，线圈中的自感电动势最大，且P为正极 D 在t4 时刻，线圈中的自感电动势最大，且P为正极 P i L C 图16-7 0 t1 t2 t3 t4 t Q

a b

解析： 0到t1电流为正，且在减小，，即电流为逆时针减小，说明电容器正在充电，电

流方向为正电荷的运动方向，所以上极板为负电荷；t1 到t2电流为负且在增大，即电流为顺时针方向增大，说明电容器在放电，上极板为负电荷；在t3时刻，电流的变化率（△i/△t）最大，，所以自感电动势（E=L△i/△t）最大，而t3之前的为负减小，即顺时针减小，线圈中的感应电动势阻碍电流的减小，，如能产生电流，则与原电流同向，即P点为正极；在t4 时刻，电流最大，电流的变化率为零，自感电动势为零。答案： B和C正确

点评：解决此类问题的关键是搞清在振荡电路中，各物理量变化的关系，特别是电流的变化与充、放电关系；充、放电时，电流的流向的与电容器的极性的关系；电流的变化率与电动势的关系等等。

近年来对LC振荡电路的要求有所降低，但对于基本的充、放电的过程中个物理量的变化规律还应掌握。典型例题：

例4．例2.（08上海卷理科综合－44）生活中经常用“呼啸而来”形容正在驶近的车辆，这是声波在传播过程中对接收这而言频率发生变化的表现，无线电波也具有这种效应。图中的测速雷达正在向一辆接近的车辆发出无线电波，并

接收被车辆反射的无线电波。由于车辆的运动，接收的无线电波频率与发出时不同。利用频率差f接收－f发出就能计算出车辆的速度。已知发出和接收的频率间关系为

f接收?(1?2v车式中C为真空中的光速，若f发出＝2?109Hz，f接收?f发出?400Hz，）f发出，

C可知被测车辆的速度大小为_________m/s。

解析：根据题意有(1?答案：30

2v车）f发出?f发出?400，解得：v＝30m/s。 C第2课时电磁波单元测试

1．按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中正确的是（BD）

A．恒定的电场周围产生恒定的磁场，恒定的磁场周围产生恒定的电场 B．变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场

C．均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场周围产生均匀变化的电场 D．均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，均匀变化的磁场周围产生稳定的电场 2．下述关于电磁场的说法中正确的是（ 23．BCD ）

A．只要空间某处有变化的电场或磁场，就会在其周围产生电磁场，形成电磁波