考点精析麦克斯韦电磁场理论均匀变化的磁场产生稳定课件.ppt

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1、温故自查温故自查1变化的磁场产生电场变化的磁场产生电场2变化的电场产生磁场变化的电场产生磁场3电磁场:变化的电场和磁场总是互相联系的,形电磁场:变化的电场和磁场总是互相联系的,形成一个不可分离的统一的场,这就是成一个不可分离的统一的场,这就是电磁场电磁场考点精析考点精析麦克斯韦电磁场理论麦克斯韦电磁场理论1均匀变化的磁场产生稳定的电场,不均匀变化的均匀变化的磁场产生稳定的电场,不均匀变化的磁场产生变化的电场,振荡磁场产生同频率的振荡电场磁场产生变化的电场,振荡磁场产生同频率的振荡电场2均匀变化的电场产生稳定的磁场,不均匀变化的均匀变化的电场产生稳定的磁场,不均匀变化的电场产生变化的磁场,振荡电

2、场产生同频率的振荡磁场电场产生变化的磁场,振荡电场产生同频率的振荡磁场.温故自查温故自查1产生:变化的电场和产生:变化的电场和 磁场总是交替产生,磁场总是交替产生,由发生区域向周围空间传播开去,就形成由发生区域向周围空间传播开去,就形成2特点特点(1)电磁波的传播不需要电磁波的传播不需要,但可以在介质中传,但可以在介质中传播播变化的变化的电磁波电磁波介质介质(2)如下图所示,在电磁波中每处的电场强度和磁感如下图所示,在电磁波中每处的电场强度和磁感应强度的方向总是垂直的,并且都跟电磁波的传播方向垂应强度的方向总是垂直的,并且都跟电磁波的传播方向垂直,所以电磁波是直,所以电磁波是 (3)电磁波的波

3、速等于光速,实际上,光就是特定频电磁波的波速等于光速,实际上,光就是特定频率范围内的电磁波率范围内的电磁波横波横波考点精析考点精析1电磁波可以在真空中传播,也可以在介质中传电磁波可以在真空中传播,也可以在介质中传播播2电磁波具有波的共性,能产生干涉、衍射等现象电磁波具有波的共性,能产生干涉、衍射等现象.温故自查温故自查1概念概念(1)振荡电流:大小和方向发生周期性变化的电振荡电流:大小和方向发生周期性变化的电流它是一种频率很高的流它是一种频率很高的(2)振荡电路:能够产生振荡电流的电路最简单的振荡电路:能够产生振荡电流的电路最简单的振荡电路,就是振荡电路,就是LC回路回路LC振荡电路是自感线圈

4、和电容振荡电路是自感线圈和电容器组成的电路,简称器组成的电路,简称交变电流交变电流LC回路回路(3)电磁振荡:在振荡电路产生振荡电流的过程中,电磁振荡:在振荡电路产生振荡电流的过程中,电容器极板上的电荷,通过线圈的电流,以及跟电流和电电容器极板上的电荷,通过线圈的电流,以及跟电流和电荷相联系的磁场和电场都发生荷相联系的磁场和电场都发生变化,这种现象变化,这种现象叫电磁振荡叫电磁振荡(4)周期和频率:电磁振荡完成一次周期性变化需要周期和频率:电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间叫做的时间叫做,1s内完成的周期性变化的次数叫做内完成的周期性变化的次数叫做频率频率周期性周期性周期周期3振荡过程如图所

5、示振荡过程如图所示电路分析:电路分析:甲图:电场能达到最大,磁场能为零,电路中电流甲图:电场能达到最大,磁场能为零,电路中电流i0甲甲乙:电场能乙:电场能,磁场能,磁场能,电路中电流,电路中电流i,电路中,电路中电场能向磁场能转化,叫放电过程电场能向磁场能转化,叫放电过程乙图:磁场能达到最大,电场能为零,电路中电流乙图:磁场能达到最大,电场能为零,电路中电流i达到最大达到最大乙乙丙:电场能丙:电场能,磁场能,磁场能,电路中电流,电路中电流i,电路中,电路中磁场能向电场能转化,叫充电过程磁场能向电场能转化,叫充电过程丙图:电场能达到最大丙图:电场能达到最大(与甲图的电场反向与甲图的电场反向),磁

6、场能,磁场能为零,电路中电流为零为零,电路中电流为零丙丙丁:电场能丁:电场能,磁场能,磁场能,电路中电流,电路中电流i,电路中,电路中电场能向磁场能转化,叫放电过程电场能向磁场能转化,叫放电过程丁图:磁场能达到最大,电场能为零,回路中电流丁图:磁场能达到最大,电场能为零,回路中电流达到最大达到最大(方向与原方向相反方向与原方向相反)丁丁戊:电场能戊:电场能,磁场能,磁场能,电路中电流,电路中电流i,电路中,电路中磁场能向电场能转化,叫反向充电过程磁场能向电场能转化,叫反向充电过程戊与甲是重合的,从而振荡电路完成了一个周期戊与甲是重合的,从而振荡电路完成了一个周期考点精析考点精析1充电完毕充电完

7、毕(放电开始放电开始):电场能达到最大,磁场能:电场能达到最大,磁场能为零,回路中感应电流为零,回路中感应电流i0.2放电完毕放电完毕(充电开始充电开始):电场能为零,磁场能达到:电场能为零,磁场能达到最大,回路中感应电流达到最大最大,回路中感应电流达到最大3充电过程:电场能在增加,磁场能在减小,回路充电过程:电场能在增加,磁场能在减小,回路中电流在减小,电容器上电荷量在增加从能量看:磁场中电流在减小,电容器上电荷量在增加从能量看:磁场能在向电场能转化能在向电场能转化4放电过程:电场能在减少,磁场能在增加,回路放电过程:电场能在减少,磁场能在增加,回路中电流在增加,电容器上的电荷量在减少从能量

8、看:电中电流在增加,电容器上的电荷量在减少从能量看:电场能在向磁场能转化场能在向磁场能转化在振荡电流的形成过程中,几个主要物理量的变化在振荡电流的形成过程中,几个主要物理量的变化情况是:情况是:(1)电容器电荷量电容器电荷量Q、两极间电压、两极间电压U、电场能、电场能E电电变化规变化规律相同律相同(2)线圈中电流线圈中电流I、磁场能、磁场能E磁磁变化规律相同变化规律相同(3)电容器放电时,电容器放电时,Q、U、E电电均减小,均减小,I、E磁磁则增大,则增大,放电结束时,放电结束时,Q、U、E电电为零而为零而I、E磁磁达最大,电容器充达最大,电容器充电时,情况相反电时,情况相反.温故自查温故自查

9、1基本概念:无线电技术中使用的电磁波叫做无线基本概念:无线电技术中使用的电磁波叫做无线电波无线电波的波长从电波无线电波的波长从根据波长根据波长(或频率或频率),通常将无线电波分成几个波段,每个波段的无,通常将无线电波分成几个波段,每个波段的无线电波分别有不同的用途线电波分别有不同的用途几毫米到几十千米几毫米到几十千米 2无线电波的发射无线电波的发射 无线电波的发射必须采用开放电路,如图甲所示,无线电波的发射必须采用开放电路,如图甲所示,开放电路由振荡器、开放电路由振荡器、天线、天线、等几部分组成等几部分组成 在发射用于通信等无线电波时,在发射用于通信等无线电波时,必须让电磁波随各种信号而改变,

10、必须让电磁波随各种信号而改变,这一过程叫调制使高频振荡的振这一过程叫调制使高频振荡的振幅随信号而改变叫做调幅,使高频振荡的频率随信号而改幅随信号而改变叫做调幅,使高频振荡的频率随信号而改变叫做调频变叫做调频互感线圈互感线圈地线地线3无线电波的接收无线电波的接收无线电波的接收必须采用调谐电路,如图乙所示,无线电波的接收必须采用调谐电路,如图乙所示,调谐电路由可变电容器、调谐电路由可变电容器、天线、地线等、天线、地线等几部分组成几部分组成当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时,接收电路产生的振荡电流最强,这种现象叫电谐同时,接收电路产生的振荡电

11、流最强,这种现象叫电谐振使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐另外,要还振使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐另外,要还原为原始的信号,还必须有检波等解调过程原为原始的信号,还必须有检波等解调过程电感线圈电感线圈考点精析考点精析1调制与解调的区别:在无线传播技术中,首先将调制与解调的区别:在无线传播技术中,首先将声音、图象信息通过声电转换、光电转换等方式转化为电声音、图象信息通过声电转换、光电转换等方式转化为电信号,但这种电信号频率较低,不能用来直接发射电磁波,信号,但这种电信号频率较低,不能用来直接发射电磁波,所以要把传递的低频信息加载到高频信息上,使电磁波的所以要把传递的低频信息加载到高频信息上

12、,使电磁波的频率或振幅随各种信号而改变,使调频电磁波能够载着低频率或振幅随各种信号而改变,使调频电磁波能够载着低频电信号发射和传播,这种方法叫调制从接收到的调频频电信号发射和传播,这种方法叫调制从接收到的调频振荡中分享出来所携带的信号的过程叫检波,也叫解调振荡中分享出来所携带的信号的过程叫检波,也叫解调2调幅与调频的区别:让高频电磁波的振幅随信号调幅与调频的区别:让高频电磁波的振幅随信号的强弱变化而变化的调制过程叫调幅一般地,广播电台的强弱变化而变化的调制过程叫调幅一般地,广播电台的中波、短波广播以及电视广播中的图象信号都是采用调的中波、短波广播以及电视广播中的图象信号都是采用调幅波;让高频电

13、磁波的频率随信号变化而变化的调制过程幅波;让高频电磁波的频率随信号变化而变化的调制过程叫调频一般的,广播电台的立体声广播以及电视广播中叫调频一般的,广播电台的立体声广播以及电视广播中的伴音广播都是采用调频波的的伴音广播都是采用调频波的.温故自查温故自查1电视电视在电视的发射端,用摄像管将光信号转换为电信号,在电视的发射端,用摄像管将光信号转换为电信号,利用电信号对高频振荡进行调制然后通过天线把带有信号利用电信号对高频振荡进行调制然后通过天线把带有信号的电磁波发射出去;在电视的接收端,通过调谐、检波、的电磁波发射出去;在电视的接收端,通过调谐、检波、解调等过程将电信号送到显像管,再由显像管将电信

14、号还解调等过程将电信号送到显像管,再由显像管将电信号还原成图像原成图像2雷达雷达雷达是利用无线电波来测定物体位置的无线电设备,雷达是利用无线电波来测定物体位置的无线电设备,是利用电磁波遇到障碍物后发生反射的现象工作的电磁是利用电磁波遇到障碍物后发生反射的现象工作的电磁波是振荡器输出的高频振荡电流通过感应耦合传输给开放波是振荡器输出的高频振荡电流通过感应耦合传输给开放电路实现电磁波向四周的发射;在无线电技术中,用天电路实现电磁波向四周的发射;在无线电技术中,用天线和地线组成的接收电路来接收电磁波线和地线组成的接收电路来接收电磁波考点精析考点精析1电视系统是将图像和伴音信号转变为电信号,调电视系统

15、是将图像和伴音信号转变为电信号,调制到高频电磁波上经过发射、接收,然后再还原成图像和制到高频电磁波上经过发射、接收,然后再还原成图像和伴音的装置伴音的装置2雷达用的是微波波段,因为电磁波波长越短,传雷达用的是微波波段,因为电磁波波长越短,传播的直线性越好,反射性能越强,所以雷达用的是微波波播的直线性越好,反射性能越强,所以雷达用的是微波波段段温故自查温故自查1电磁波按波长由大到小的顺序为:无线电波、红电磁波按波长由大到小的顺序为:无线电波、红外线、可见光、紫外线、外线、可见光、紫外线、X射线、射线、射线射线2不同电磁波产生机理不同:无线电波由振荡电路不同电磁波产生机理不同:无线电波由振荡电路中

16、自由电子的周期性运动产生;可见光由原子的外层电子中自由电子的周期性运动产生;可见光由原子的外层电子受激后产生;受激后产生;X射线由原子的内层电子受激后产生;射线由原子的内层电子受激后产生;射射线是原子核受到激发后产生的线是原子核受到激发后产生的3不同电磁波的特性不同:无线电波易发生干涉和不同电磁波的特性不同:无线电波易发生干涉和衍射红外线有显著热作用;可见光可引起视觉反应;紫衍射红外线有显著热作用;可见光可引起视觉反应;紫外线有显著的化学作用;外线有显著的化学作用;X射线的穿透能力很强;射线的穿透能力很强;射线射线的穿透能力更强的穿透能力更强4各种电磁波的产生机理及性质各种电磁波的产生机理及性

17、质电磁波电磁波产生机理产生机理特性特性应用应用无线电波无线电波LC电路中的周期性振荡电路中的周期性振荡波动性强波动性强无线电技术无线电技术红外线红外线原子的最外层电子受激发原子的最外层电子受激发后产生的后产生的热作用显著,衍热作用显著,衍射性强射性强加热,高空摄影,加热,高空摄影,红外遥感红外遥感可见光可见光引起视觉产生色引起视觉产生色彩效应彩效应照明,摄影,光合照明,摄影,光合作用作用紫外线紫外线化学、生理作用化学、生理作用显著,能产生荧显著,能产生荧光效应光效应日光灯,医疗上杀日光灯,医疗上杀菌消毒,治疗皮肤菌消毒,治疗皮肤病,软骨病等病,软骨病等伦琴射线伦琴射线原子的内层电子受激发后原子

18、的内层电子受激发后产生的产生的穿透本领很大穿透本领很大医疗透视,工作探医疗透视,工作探伤伤射线射线原子核受激发后产生的原子核受激发后产生的穿透本领最强穿透本领最强探伤,对生物组织探伤,对生物组织的物理、化学作用的物理、化学作用,医疗上杀菌消毒,医疗上杀菌消毒考点精析考点精析1红外线辐射的应用红外线辐射的应用所谓热辐射,主要就是指红外线辐射红外线在生所谓热辐射,主要就是指红外线辐射红外线在生产和军事上有着重要应用例如用红外线烘干油漆,干得产和军事上有着重要应用例如用红外线烘干油漆,干得快、质量好;由于坦克、舰艇、人体等一切物体都在不停快、质量好;由于坦克、舰艇、人体等一切物体都在不停地发射红外线

19、,并且不同的物体所辐射的红外线,其波长地发射红外线,并且不同的物体所辐射的红外线,其波长和强度不同,故在夜间或浓雾天气可通过红外线探测器来和强度不同,故在夜间或浓雾天气可通过红外线探测器来接收信号,并用电子仪器对接收到的信号进行处理,或用接收信号,并用电子仪器对接收到的信号进行处理,或用对红外线敏感的照相底片进行远距离摄影和高空摄影,就对红外线敏感的照相底片进行远距离摄影和高空摄影,就可察知物体的形状和特征可察知物体的形状和特征这种技术称为红外线遥感利用遥感技术可在飞机这种技术称为红外线遥感利用遥感技术可在飞机或卫星上勘测地形、地貌,监测森林火情和环境污染,预或卫星上勘测地形、地貌,监测森林火

20、情和环境污染,预报台风、寒潮,寻找水源或地热等此外,根据物质对红报台风、寒潮,寻找水源或地热等此外,根据物质对红外线的吸收情况,可以研究物质的分子结构外线的吸收情况,可以研究物质的分子结构2可见光可见光在电磁波谱中,可见光只占很小的波段,即波长范在电磁波谱中,可见光只占很小的波段,即波长范围在围在400760nm之间,这些电磁波能使人眼产生视之间,这些电磁波能使人眼产生视觉人眼所看见的不同颜色的光,实际上是不同波长的电觉人眼所看见的不同颜色的光,实际上是不同波长的电磁波,白光则是各种颜色磁波,白光则是各种颜色(红、橙、黄、绿、青、蓝、紫红、橙、黄、绿、青、蓝、紫)的可见光的混合波长最长的可见光

21、是红光的可见光的混合波长最长的可见光是红光(630760nm),波长最短的光是紫光,波长最短的光是紫光(400430nm)3紫外线紫外线在医疗上有其应用;许多昆虫对紫外线特别敏感,在医疗上有其应用;许多昆虫对紫外线特别敏感,可用紫外灯来诱捕害虫;紫外线还会引起强烈的化学作用,可用紫外灯来诱捕害虫;紫外线还会引起强烈的化学作用,使照相底片感光另一方面,波长为使照相底片感光另一方面,波长为290320nm的紫外的紫外线,对生命有害臭氧对太阳辐射的紫外线的吸收能力极线,对生命有害臭氧对太阳辐射的紫外线的吸收能力极强,有强,有95%以上可被它吸收臭氧层在地球上方以上可被它吸收臭氧层在地球上方1050k

22、m之间,它是地球生物的保护伞之间,它是地球生物的保护伞(1)紫外线具有化学作用,可利用紫外线杀菌消毒紫外线具有化学作用,可利用紫外线杀菌消毒(2)紫外线有显著的生理作用,能促进人体对钙的吸收,紫外线有显著的生理作用,能促进人体对钙的吸收,改善人的身体健康改善人的身体健康(3)紫外线具有荧光作用,可以用来设计防伪措施紫外线具有荧光作用,可以用来设计防伪措施4伦琴射线伦琴射线X射线又称伦琴射线射线又称伦琴射线(欲称欲称X光光),是波长比紫外线更短,是波长比紫外线更短的电磁波它一般是由伦琴射线管产生的,也可由高速电的电磁波它一般是由伦琴射线管产生的,也可由高速电子流轰击金属靶产生,它是由原子中的内层

23、电子发射子流轰击金属靶产生,它是由原子中的内层电子发射的的X射线具有很强的穿透能力,能使照相底片感光、使射线具有很强的穿透能力,能使照相底片感光、使荧光屏发光这种性质,在医疗上广泛用于透视和病理检荧光屏发光这种性质,在医疗上广泛用于透视和病理检查;查;工业上可作为工业探伤等无损检测的必要手段由工业上可作为工业探伤等无损检测的必要手段由于于X射线的波长与晶体中原子间距的线度相当,也常被用射线的波长与晶体中原子间距的线度相当,也常被用来分析晶体结构来分析晶体结构5射线射线射线是一种比射线是一种比X射线波长更短的电磁波它的波长射线波长更短的电磁波它的波长在在0.3nm以下它来自宇宙射线或是由某些放射

24、性元素在以下它来自宇宙射线或是由某些放射性元素在衰变过程中放射出来的衰变过程中放射出来的射线的能量极高,穿透能力比射线的能量极高,穿透能力比X射线更强,也可用于金属探伤等通过对射线更强,也可用于金属探伤等通过对射线的研究,射线的研究,还可帮助了解原子核的结构此外,原子武器爆炸时,有还可帮助了解原子核的结构此外,原子武器爆炸时,有大量大量射线放出射线放出.温故自查温故自查1经典相对性原理经典相对性原理(1)惯性系:如果牛顿运动定律在某个参考系中成立,惯性系:如果牛顿运动定律在某个参考系中成立,这个参考系叫做这个参考系叫做 ,相对一个惯性系做匀速直线运,相对一个惯性系做匀速直线运动的另一个参考系也

25、是惯性系动的另一个参考系也是惯性系(2)伽利略相对性原理:力学规律在任何惯性系中都伽利略相对性原理:力学规律在任何惯性系中都是相同的是相同的惯性系惯性系2狭义相对论的两个基本假设狭义相对论的两个基本假设(1)爱因斯坦相对性原理:在不同的惯性参考系中,爱因斯坦相对性原理:在不同的惯性参考系中,一切物理规律都是相同的一切物理规律都是相同的(2)光速不变原理:真空中的光速在不同的惯性参考光速不变原理:真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的系中都是相同的考点精析考点精析1惯性系和非惯性系的区别惯性系和非惯性系的区别牛顿运动定律能够成立的参考系叫惯性系,匀速运牛顿运动定律能够成立的参考系叫惯性系,匀

26、速运动的汽车、轮船等作为参考系就是惯性系牛顿运动定律动的汽车、轮船等作为参考系就是惯性系牛顿运动定律不成立的参考系称为非惯性系例如我们坐在加速的车厢不成立的参考系称为非惯性系例如我们坐在加速的车厢里,以车厢为参考系观察路边的树木房屋向后方加速运动,里,以车厢为参考系观察路边的树木房屋向后方加速运动,根据牛顿运动定律,房屋树木应该受到不为零的合外力作根据牛顿运动定律,房屋树木应该受到不为零的合外力作用,但事实上没有,也就是牛顿运动定律不成立,这里加用,但事实上没有,也就是牛顿运动定律不成立,这里加速的车厢就是非惯性系速的车厢就是非惯性系2伽利略相对性原理和其他表述伽利略相对性原理和其他表述(1)

27、在一个惯性参考系内进行任何力学实验都不能判在一个惯性参考系内进行任何力学实验都不能判断它是否在相对于另一个惯性参考系做匀速直线运动断它是否在相对于另一个惯性参考系做匀速直线运动(2)任何惯性系都是平权的任何惯性系都是平权的3光速是极限速度光速是极限速度根据麦克斯韦电磁场理论可以直接得到真空中电磁根据麦克斯韦电磁场理论可以直接得到真空中电磁波的速度是光速波的速度是光速C,那么此速度相对于哪个参考系?如果,那么此速度相对于哪个参考系?如果它相对于参考系它相对于参考系S是正确,是正确,另外还有一个参考系另外还有一个参考系S,S相对于相对于S以速度以速度v运动,若运动,若依据速度合成法则,光相对于依据

28、速度合成法则,光相对于S的速度应是的速度应是Cv,或者,或者是是Cv,而不是,而不是C,若是,若是Cv,这不是就存在,这不是就存在“超光速超光速”了?事实上由相对论可知,光速为极限速度,是不变的,了?事实上由相对论可知,光速为极限速度,是不变的,因此伽利略速度合成法则在这里是不适用的因此伽利略速度合成法则在这里是不适用的.温故自查温故自查1时间的相对性时间的相对性(1)同时的相对性:在一个惯性参考系中同时的相对性:在一个惯性参考系中“同时同时”发发生的两个事件,在另一个惯性参考系中可能是不同时的,生的两个事件,在另一个惯性参考系中可能是不同时的,即同时是相对的即同时是相对的(2)时间间隔的相对

29、性:当从地面观察以速度时间间隔的相对性:当从地面观察以速度v前进的前进的火车时,车上的时间进程变慢了,不仅时间变慢了,物理、火车时,车上的时间进程变慢了,不仅时间变慢了,物理、化学过程和生命的过程都变慢了这称为时间膨胀化学过程和生命的过程都变慢了这称为时间膨胀关系式为:关系式为:2空间的相对性空间的相对性(1)长度的相对性:相对地面以速度长度的相对性:相对地面以速度v运动的物体,从运动的物体,从地面上看,沿着运动方向上的长度变短了,速度越大,变地面上看,沿着运动方向上的长度变短了,速度越大,变短的越多短的越多关系式为:关系式为:考点精析考点精析1经典物理学时空观与相对论时空观的区别经典物理学时

30、空观与相对论时空观的区别经典物理学认为空间和时间是脱离物质而存在的,经典物理学认为空间和时间是脱离物质而存在的,是绝对的,空间与时间之间是没有联系的而相对论则认是绝对的,空间与时间之间是没有联系的而相对论则认为空间和时间与物质的运动状态有关在一个确定的参考为空间和时间与物质的运动状态有关在一个确定的参考系中观察,运动物体的长度系中观察,运动物体的长度(空间距离空间距离)和物理过程的快慢和物理过程的快慢(时间进程时间进程)都跟物体的运动状态有关相对论更具有普遍都跟物体的运动状态有关相对论更具有普遍性,经典物理学时空观是相对论在低速运动时的特例性,经典物理学时空观是相对论在低速运动时的特例2“同时

31、同时”的相对性理解的相对性理解狭义相对论的时空观认为:同时是相对的,即在一狭义相对论的时空观认为:同时是相对的,即在一个惯性系中不同地点同时发生的两个事件,在另一个惯性个惯性系中不同地点同时发生的两个事件,在另一个惯性系中不一定是同时的用爱因斯坦列车加以说明:系中不一定是同时的用爱因斯坦列车加以说明:如下图所示,火车以如下图所示,火车以v匀速直线运动,车厢中央有一匀速直线运动,车厢中央有一闪光灯发出光信号,光信号到车厢前壁为事件闪光灯发出光信号,光信号到车厢前壁为事件1,到后壁,到后壁为事件为事件2;地面为;地面为S系,列车为系,列车为S系系在在S系中,系中,A以速度以速度v向光接近,向光接近

32、,B以速度以速度v离开光,离开光,事件事件1与事件与事件2同时发生同时发生在在S系中,光信号相对车厢的速度系中,光信号相对车厢的速度v1cv,v2cv,事件,事件1与事件与事件2不是同时发生即不是同时发生即S系中同时发生的系中同时发生的两个事件,在两个事件,在S系中观察却不是同时发生的因此,系中观察却不是同时发生的因此,“同同时时”具有相对性具有相对性(1)观察运动的物体其长度要收缩,收缩只出现在运观察运动的物体其长度要收缩,收缩只出现在运动方向固有长度值最大如下图所示动方向固有长度值最大如下图所示(2)低速空间相对论效应可忽略低速空间相对论效应可忽略(3)长度收缩是相对的,长度收缩是相对的,

33、K系认为静止在系认为静止在K系中的尺收系中的尺收缩,反之,缩,反之,K系认为静止在系认为静止在K系中的尺收缩系中的尺收缩.命题规律命题规律根据麦克斯韦电磁场理论,判断是否产根据麦克斯韦电磁场理论,判断是否产生电磁波生电磁波考例考例1下列关于电磁场的说法中正确的是下列关于电磁场的说法中正确的是()A只要空间某处有变化的电场或磁场,就会在其周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,从而形成电磁波围产生电磁场,从而形成电磁波B任何变化的电场周围一定有磁场任何变化的电场周围一定有磁场C振荡电场和振荡磁场交替产生,相互依存,形成振荡电场和振荡磁场交替产生,相互依存,形成不可分离的统一体,

34、即电磁场不可分离的统一体,即电磁场D电磁波的理论在先,实践证明在后电磁波的理论在先,实践证明在后解析解析根据麦克斯韦的电磁场理论可知选项根据麦克斯韦的电磁场理论可知选项A错错误若电场或磁场的变化是均匀的,则不能形成电磁波,误若电场或磁场的变化是均匀的,则不能形成电磁波,只能形成稳定的磁场或电场,只能形成稳定的磁场或电场,B项正确项正确若电场的变化是非均匀的,则可形成电磁场,由电若电场的变化是非均匀的,则可形成电磁场,由电磁场的定义可知磁场的定义可知C正确正确英国物理学家麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存英国物理学家麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在,并指出电磁波的特点例如:电磁波的传播不需要介在

35、,并指出电磁波的特点例如:电磁波的传播不需要介质,它在真空中的速度等于光速,电磁波是横波等,进而质,它在真空中的速度等于光速,电磁波是横波等,进而说明光是电磁波家庭中的一员二十多年后德国物理学家说明光是电磁波家庭中的一员二十多年后德国物理学家赫兹用实验验证了电磁波的存在所以赫兹用实验验证了电磁波的存在所以D正确正确答案答案BCD总结评述总结评述紧紧抓住麦克斯韦电磁场理论的要点,紧紧抓住麦克斯韦电磁场理论的要点,并深刻理解是解决本类题的关键麦克斯韦电磁场理论可并深刻理解是解决本类题的关键麦克斯韦电磁场理论可以理解为:静止电场不产生磁场,电场独立存在,均匀变以理解为:静止电场不产生磁场,电场独立存

36、在,均匀变化的电场产生稳定的磁场,非均匀变化的电场产生非稳定化的电场产生稳定的磁场,非均匀变化的电场产生非稳定磁场,振荡电场产生同频率的振荡磁场磁场,振荡电场产生同频率的振荡磁场关于电磁波,下列说法中正确的是关于电磁波,下列说法中正确的是()A在真空中,频率高的电磁波速度较大在真空中,频率高的电磁波速度较大B在真空中,电磁波的能量越大,传播速度越大在真空中,电磁波的能量越大,传播速度越大C电磁波由真空进入介质,速度变小,频率不变电磁波由真空进入介质,速度变小,频率不变D只要发射电路的电磁振荡停止,产生的电磁波立只要发射电路的电磁振荡停止,产生的电磁波立即消失即消失答案答案C解析解析在真空中,各

37、种频率的电磁波传播的速度都在真空中,各种频率的电磁波传播的速度都相等,与电磁波的能量无关,所以选项相等,与电磁波的能量无关,所以选项A和和B错误错误电磁波的频率由产生电磁场的振荡电路决定,与介电磁波的频率由产生电磁场的振荡电路决定,与介质无关;电磁波传播的速度与介质有关,选项质无关;电磁波传播的速度与介质有关,选项C正确正确电磁波从发射电路向空间传播时,电磁场的能量也电磁波从发射电路向空间传播时,电磁场的能量也随同一起传播,所以电磁振荡停止,产生的电磁波不会立随同一起传播,所以电磁振荡停止,产生的电磁波不会立即消失即消失.命题规律命题规律考查雷达的工作原理及应用考查雷达的工作原理及应用考例考例

38、280年代初,科学家发明了硅太阳能电池,年代初,科学家发明了硅太阳能电池,如果在太空设立太阳能卫星电站,可如果在太空设立太阳能卫星电站,可24小时发电,且不受小时发电,且不受昼夜气候的影响利用微波昼夜气候的影响利用微波电能转换装置,将电能转电能转换装置,将电能转换成微波向地面发送,卫星电站的最佳位置在离地换成微波向地面发送,卫星电站的最佳位置在离地1100km的赤道上空,微波定向性很好,飞机通过微波区不会发的赤道上空,微波定向性很好,飞机通过微波区不会发生意外,但微波对飞鸟是致命的可在地面站附近装上保生意外,但微波对飞鸟是致命的可在地面站附近装上保护网或驱逐音响,不让飞鸟通过预计在护网或驱逐音

39、响,不让飞鸟通过预计在21世纪初地球上世纪初地球上空将建起卫星电站空将建起卫星电站(地球半径地球半径R6400km)(1)太阳能电池将实现哪种转换太阳能电池将实现哪种转换()A光能光能微波微波B光能光能热能热能C光能光能电能电能 D电能电能微波微波(2)在在1100km高空的卫星电站的速度约为高空的卫星电站的速度约为()A3.1km/s B7.2km/sC7.9km/s D11.2km/s(3)微波是微波是()A超声波超声波 B次声波次声波C电磁波电磁波 D机械波机械波(4)飞机外壳对微波的哪种作用,使飞机安全无恙飞机外壳对微波的哪种作用,使飞机安全无恙()A反射反射 B吸收吸收C干涉干涉 D

40、衍射衍射(5)微波对飞鸟是致命的,这是因为微波的微波对飞鸟是致命的,这是因为微波的()A电离作用电离作用 B穿透作用穿透作用C生物电作用生物电作用 D产生强热效应产生强热效应答案答案(1)C(2)B(3)C(4)A(5)D总结评述总结评述电磁波的发射、接收等知识与生产生活电磁波的发射、接收等知识与生产生活联系密切,对相关知识不要深究,但也要有所了解同时联系密切,对相关知识不要深究,但也要有所了解同时以此为科技背景也可考查其他章节的有关知识,如本题第以此为科技背景也可考查其他章节的有关知识,如本题第(2)问,值得引起重视问,值得引起重视某雷达工作站,发射电磁波的波长为某雷达工作站,发射电磁波的波

41、长为20cm,每秒,每秒脉冲数脉冲数n5000,每个脉冲持续时间,每个脉冲持续时间t0.02s,问电磁波,问电磁波的频率为多少?最大的侦察距离是多少?的频率为多少?最大的侦察距离是多少?答案答案1.5109Hz3104m雷达工作时发射电磁脉冲,每个脉冲持续雷达工作时发射电磁脉冲,每个脉冲持续t0.02s,在两个脉冲时间间隔内,雷达必须接收到反射回来的电磁在两个脉冲时间间隔内,雷达必须接收到反射回来的电磁脉冲,否则会与后面的电磁脉冲重叠而影响测量,设最大脉冲,否则会与后面的电磁脉冲重叠而影响测量,设最大侦察距离为侦察距离为s,则,则2svt,而,而t1/5000s200s,0.02s(脉冲持续时

42、间可以略去不计脉冲持续时间可以略去不计),所以,所以svt/23104m.命题规律命题规律考查时间相对性、空间相对性的简单计考查时间相对性、空间相对性的简单计算算考例考例3在在6000m的高空大气层中产生了一个的高空大气层中产生了一个介子,介子,以速度以速度v0.998c飞向地球,飞向地球,介子在自身静止参照系中的介子在自身静止参照系中的寿命为寿命为2106s,问在地球上的观察者和,问在地球上的观察者和介子静止介子静止参照系中的观察者看来,参照系中的观察者看来,介子能否到达地球介子能否到达地球答案答案可以可以一枚静止时长一枚静止时长30m的火箭以的火箭以3km/s的速度从观察者的的速度从观察者

43、的身边掠过,火箭上的人测得火箭的长度为多少?如果火箭身边掠过,火箭上的人测得火箭的长度为多少?如果火箭的速度为光速的二分之一时,观察者测得火箭的长度为多的速度为光速的二分之一时,观察者测得火箭的长度为多少?少?答案答案30m26m命题规律命题规律考查质能方程的简单应用考查质能方程的简单应用考例考例4一电子一电子(m09.11031kg)以以0.99c的速率运的速率运动问:动问:(1)电子的总能量是多大?电子的总能量是多大?(2)电子的经典力学的动能与相对论的动能之比是多电子的经典力学的动能与相对论的动能之比是多大?大?答案答案(1)5.81013J(2)0.08总结评述总结评述质能方程质能方程

44、Emc2表明物体具有的总能量表明物体具有的总能量与它的质量之间存在正比关系,运动物体动能为总能量与与它的质量之间存在正比关系,运动物体动能为总能量与静止时的能量差,即静止时的能量差,即EkEE0mc2m0c2.联合国将联合国将2005年定为年定为“国际物理年国际物理年”,以纪念爱因,以纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献对于爱因斯坦提出的质能方程斯坦对物理学的巨大贡献对于爱因斯坦提出的质能方程Emc2,以下看法中正确的是,以下看法中正确的是()AEmc2表明物体的能量与其质量成正比表明物体的能量与其质量成正比BEmc2中的中的E表示发生核反应过程中释放的核能表示发生核反应过程中释放的核能C根据根据Emc2可以计算核反应中释放的核能可以计算核反应中释放的核能DEmc2表示发生的质量亏损表示发生的质量亏损m转变为能量转变为能量E释放出来释放出来答案答案AC解析解析爱因斯坦质能方程爱因斯坦质能方程Emc2表明物体的能量与表明物体的能量与它的质量之间存在正比关系,并不是指核反应过程中释放它的质量之间存在正比关系,并不是指核反应过程中释放的核能,故的核能,故A正确,正确,B错误错误Emc2中的中的m不一定是不一定是指质量亏损,也可能是增加的质量,它描述的是指质量亏损,也可能是增加的质量,它描述的是m与与E的对应关系,故的对应关系,故C正确,正确,D错误错误 请同学们认真完成课后强化作业

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