1、2012届高三物理一轮复习学案：第十三章交变电流_电磁场和电磁波专题三 电磁场和电磁波考点分析 一、本专题考点：电磁场，电磁波，电磁波的波速无线电波的发射和接收属类要求。二、理解和掌握的内容本部分内容是电磁学以及振动和波的知识的继续和发展，又与光的电磁本性相联系高考在此部分的要求是比较低的,要求考生了解电磁场、电磁波、电磁波的波速、无线电波的发射和接收及有关电视雷达的初步知识1 电磁场(1)麦克斯韦电磁理论：变化的电场可以产生磁场，变化的磁场可以产生电场如果电场的变化是均匀的，产生的磁场就是稳定的，如果电场的变化是非均匀的，产生的磁场就是同频率变化的，反之亦然(2) 电磁场:变化的电场和变化的
2、磁场是一个互相联系着的不可分割的统一体，即为电磁场2 电磁波：电磁场由近及远的传播形成电磁波3 电磁波的波速（1）在真空中的传播速度v = c =3108m/s（2）v、T、f的关系：频率f越高的电磁波波长越短（3）麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹首次用实验证实了电磁波的存在4无线电波的发射（1）无线电波：无线电技术中使用的电磁波（2）调制：在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变叫做调制（3）调制方式调幅：使高频振荡的振幅随信号而改变叫做调幅，调幅广播（AM）一般使用中波和短波波段调频：使高频振荡的频率随信号而改变叫做调频，调频广播（FM）和电视伴音广播都采用调频的方法来调制，通常使用微
3、波中的甚高频（VHF）和超高频（UHF）波段5无线电波的接收（1）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（3）调谐电路：能够调谐的接收电路（4）检波：从接收到的高频振荡电流中“检”出所携带的信号检波是调制的逆过程，也叫解调6雷达是利用无线电波来测定物体位置的无线电设备7雷达是利用电磁波遇到障碍发生反射的特性来工作的8应用：探测飞机导弹等军事目标；在交通运输上可以用来为飞机船只导航；在天文学上可以用来研究星体；在气象上可以用来探测台风雷雨云层 例题精析例1按照麦克斯韦电磁场理论，以下说法正确
4、的是：A稳定的电场周围产生稳定的磁场B变化的电场周围产生变化的磁场C均匀变化的电场周围产生稳定的磁场D振荡电场周围产生同频率的振荡磁场解析：正确答案为CD思考拓宽：BtOEtO图14-34EtOBtO图14-33（1）均匀变化的电场（磁场）周围产生稳定的磁场（电场）如图14-33、14-34EtOEtOBtO图14-35（2）周期性变化的电场（磁场）产生同频率的周期性变化的磁场（电场）14-35所示（3）电磁波的形成这样交替产生的电磁场由发生区域向远处传播就形成了电磁波例2（2001，上海理综）（1）图14-36中，A为某火箭发射场，B为山区，C为城市，发射场正在进行某型号火箭的发射试验该火箭
5、起飞时质量为202105kg，起飞推力275106N，火箭发射塔高100m，则该火箭起飞时的加速度大小为_m/s2在火箭推力不变的情况下，若不考虑空气阻力及火箭质量的变化，火箭起飞后，经_秒飞离火箭发射塔（参考公式及常数：F合=ma, vt=v0+at, s=v0t+(1/2)at2, g=9.8m/s2）图14-36（2）为了转播火箭发射的实况，在发射场建立了发射台用于发射广播与电视信号已知传输无线电广播所用的电磁波波长为550m，而传输电视信号所用的电磁波波长为0.566m，为了不让山区挡住信号的传播，使城市居民能收听和收看火箭发射的实况，必须通过建在山顶上的转发站转发_（选填：无线电广播
6、信号或电视信号）这是因为：_解析：（1）3.81 m/s2，7.25s，（2）电视信号，电视信号的波长短，沿直线传播，受山坡阻挡，不易衍射思考拓宽：波能够发生明显衍射现象的条件是，障碍物（或孔）的尺寸比波长小，或者跟波长相差不多广播所用波长为550m可绕过B山区，而电视信号波长为0.566m，将被山区阻挡，因而须通过转发站来转播能力提升知识与技能V0图14-371如图14-37所示，一个带正电离子在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动，当磁场的磁感强度均匀增大时，此离子的（ ）A动能不变B动能增大C动能减小D动能为零2下列关于电磁场和电磁波的认识，正确的有（ ）A变化的磁场周围产生变化的电场，
7、变化的电场周围产生变化的磁场B电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波C电磁波在真空中传播的速度最大D只要空间某个区域有振荡的电场和磁场，就能产生电磁波3雷达是用来对目标进行定位的现代化定位系统，海豚也具有完善的声纳系统，它能在黑暗中准确而快速地捕捉食物，避开敌害，远远优于现代化的无线电系统 （ ）(1)海豚生活在A沙漠 B陆地 树上 海中(2) 海豚的定位是利用了自身发射的（ ）A电磁波 B红外线 次声波 超声波(3)雷达的定位是利用自身发射的（ ）A电磁波 B红外线 次声波 光线4“微波”是一种高频电磁波，现在医学上常使用“微波手术刀”进行外科手术，其好处主要是能使开刀处的血液迅速凝固而减少
8、失血，关于其作用原理的说法正确的是（ ）A微波电流迅速中和血液胶体所带电荷使血液凝聚B微波使局部血液受热而使血液胶体凝聚C微波电流通过金属手术刀时产生的高温而使血液凝固D以上说法都正确5从地球向太阳发出的电磁波，经过1000s后收到回波的信号，由此可知地球到太阳的距离是_km6同步卫星可以转播无线电话，一部手机送话后经多长时间才能听到对方回话？（卫星到地球上两地的距离看作是卫星的高度，并设对方听到话后立即回话，已知地球质量为61024kg,地球半径为6400km拓展研究几点比较：1Tf由波源决定, 不因介质而变化,而v在不同的介质中其值不同，在同一介质中不同频率的电磁波传播速率也不同，f越高的
9、电磁波波长越短真空中电磁波的传播速度v=3108m/s，电磁波的传播不需要介质2电磁波与机械波比较：电磁波与机械波有本质的不同前者是电磁现象，后者是力学现象机械波要靠介质来传播，电磁波的传播不需要别的物质，在真空中也可以传播但二者具有波动的共性机械波是位移这个物理量随时间和空间做周期性的变化，电磁波则是E和B这两个物理量随时间和空间做周期性的变化二者都能产生反射折射衍射和干涉等现象但是应注意的是机械波在真空中不能传播，在介质中传播速度由介质决定；电磁波在真空中可以传播，但是在介质中不同频率的电磁波 传播速度不同，频率越高，传播速度越小3麦克斯韦以场的观点研究电磁感应现象，提出了“变化的磁场产生
10、电场”的观点电磁感应的直接而普遍的效应是在变化的磁场周围产生电场，而感应电流须在有闭合电路时由变化磁场所产生的电场驱使电荷定向移动而形成，是电磁感应的间接效应麦克斯韦以场的观点研究电流即运动电荷周围的磁场，提出了“变化的电场产生磁场”的观点当空间各点的电场随时间而变化，不论这种变化是因电荷运动引起还是电容器充放电引起或是其它原因，在激发磁场方面是等效的，在其周围都会产生磁场，这也是一种普遍存在的现象什么是全球定位系统（GPS） 全球定位系统（Global Positioning System - GPS）是美国从本世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元，于1994年全面建成，具有在
11、海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统经近10年我国测绘等部门的使用表明，GPS以全天候、高精度、 自动化、高效益等显著特点，赢得广大测绘工作者的信赖，并成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、运载工具导航和管制、地壳运动监测、工程变形监测、资源勘察、地球动力学等多种学科，从而给测绘领域带来一场深刻的技术革命 全球定位系统(Global Positioning System,缩写GPS)是美国第二代卫星导航系统是在子午仪卫星导航系统的基础上发展起来的，它采纳了子午仪系统的成功经验和子午仪系统一样，全球定位系统由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成
12、按目前的方案，全球定位系统的空间部分使用24颗高度约202万千米的卫星组成卫星星座21+3颗卫星均为近圆形轨道，运行周期约为11小时58分，分布在六个轨道面上（每轨道面四颗），轨道倾角为55度卫星的分布使得在全球的任何地方，任何时间都可观测到四颗以上的卫星，并能保持良好定位解算精度的几何图形（DOP）这就提供了在时间上连续的全球导航能力 地面监控部分包括四个监控间、一个上行注入站和一个主控站监控站设有GPS用户接收机、原子钟、收集当地气象数据的传感器和进行数据初步处理的计算机监控站的主要任务是取得卫星观测数据并将这些数据传送至主控站主控站设在范登堡空军基地它对地面监控部实行全面控制主控站主要任务是收集各监控站对GPS卫星的全部观测数据，利用这些数据计算每颗GPS卫星的轨道和卫星钟改正值上行注入站也设在范登堡空军基地它的任务主要是在每颗卫星运行至上空时把这类导航数据及主控站的指令注入到卫星这种注入对每颗GPS卫星每天进行一次，并在卫星离开注入站作用范围之前进行最后的注入 全球定位系统具有性能好、精度高、应用广的特点，是迄今最好的导航定位系统随着全球定位系统的不断改进，硬、软件的不断完善，应用领域正在不断地开拓， 目前已遍及国民经济各种部门，并开始逐步深入人们的日常生活专题三 1.B2.BCD3.(1)D(2)D(3)A4.B5.1.5106.0.24s