高中物理知识全解 4.4 电磁波.doc

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1、高中物理知识全解4.4电磁波麦克斯韦电磁场理论：周期性变化的的电场产生周期性变化的磁场，而周期性变化的的磁场又产生周期性变化的电场，于是变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向四周传播，即形成了电磁波。1、振荡的磁场产生同频率振荡的电场，振荡的电场产生同频率振荡的磁场。2、变化的磁场可以产生涡旋电场，变化的电场可以产生涡旋磁场。电磁波的电场强度与磁感应强度相互垂直，而且两者均与波的传播方向垂直，所以电磁波是横波。3、均匀变化的磁场产生稳定的电场，均匀变化的电场产生稳定的磁场；恒定的电场不能产生磁场，恒定的磁场不能产生电场。4、电磁波在真空中的

2、传播速度为光速C，空气中电磁波的传播速度可近似为光速C。5、赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波。【例题】如下图所示，一个水平放置的玻璃环形小槽，槽内光滑，槽的宽度和深度处处相同。现将一直径略小于槽宽的带正电的小球放入槽内，让小球获一初速度v0如图示方向在槽内开始运动，与此同时，有一变化的磁场竖直向下穿过小槽外径所包围的面积，磁感应强度的大小随时间成正比增大。设小球运动过程中带电量不变，那么（）A．小球受到的向心力大小不变B．小球受到的向心力大小增大 C．磁场力对小球做功 D．小球受到的磁场力不断增大【例题】带电圆环绕圆心旋转，在环的圆心处有一闭合

3、小线圈，小线圈和圆环在同一平面内，则()A．只要圆环在转动，小线圈内就一定有感应电流B．不管圆环怎样转动，小线圈内都没有感应电流6C．圆环在做变速转动时，小线圈内一定有感应电流D．圆环做匀速转动时，小线圈内没有感应电流一：电磁振荡LC回路（LC回路是最简单的振荡电路）：[理解：一个周期内LC回路电磁振荡中的各物理量的变化情况。正向放电过程：电容板上的电荷量逐渐减少，电容板间电场强度逐渐减弱，电场能逐渐减小；电路中的电流逐渐增大，电感的感应磁场强度逐渐增强，磁场能逐渐增大。正向放电完毕时刻：电容板上的电荷量为零，电容板间电场强度为零，电场能为零；电

4、路中的电流最大，电感的感应磁场强度最强，磁场能最大。反向充电过程：电容板上的电荷量逐渐增大，电容板间电场强度逐渐增强，电场能逐渐增大；电路中的电流逐渐减小，电感的感应磁场强度逐渐减弱，磁场能逐渐减小。反向充电完毕时刻：电容板上的电荷量最大，电容板间电场强度最强，电场能最大；电路中的电流为零，电感的感应磁场强度为零，磁场能为零。反向放电过程：电容板上的电荷量逐渐减少，电容板间电场强度逐渐减弱，电场能逐渐减小；电路中的电流逐渐增大，电感的感应磁场强度逐渐增强，磁场能逐渐增大。反向放电完毕时刻：电容板上的电荷量为零，电容板间电场强度为零，电场能为零；电

5、路中的电流最大，电感的感应磁场强度最强，磁场能最大。正向充电过程：电容板上的电荷量逐渐增大，电容板间电场强度逐渐增强，电场能逐渐增大；电路中的电流逐渐减小，电感的感应磁场强度逐渐减弱，磁场能逐渐减小。正向充电完毕时刻：电容板上的电荷量最大，电容板间电场强度最强，电场能最大；电路中的电流为零，电感的感应磁场强度为零，磁场能为零。总结：电磁振荡在一个周期内是电荷与电流的相互转化，电场能与磁场能的相互转化，如果没有能量损失，振荡可以永远持续下去，振荡电流的幅度保持不变。但是，任何电路都有电阻，电路中有一部分能量转化为内能；再根据麦克斯韦电磁场理论，电路

6、中还有一部分能量以电磁波的形式辐射出去。这样，振荡电路中的能量会逐渐减小，直到最后停止振荡。实际电路中由电源通过晶体管等电子器件为LC电路补充能量，使电磁振荡能够持续下去。I6、电磁振荡如果没有能量损失，也不受其它外界影响，这时的周期和频率叫振荡电路的固有周期和固有频率。线圈中磁场方向变化的周期和电容器中电场方向变化的周期均为：电容器充、放电的周期和电场能与磁场能相互转化的周期均为：II、LC回路中产生的电流呈正弦函数变化。III、由动态平衡可知电路中的感应电动势总是和平行板电容器两板间的电压相等。【例题】如下图所示，电源电动势为，内阻为，则接通

7、开关S后，下列说法正确的是（）A、a，f两点间的电压始终为B、b，f两点间的电压由0开始随时间逐渐增大，最终等于C、b，e两点间的电压由0开始随时间逐渐增大，最终等于D、a，b两点间的电压逐渐减小，最后等于0对。答案：CD二：电磁波的发射与接收①无线电波的发射注意：要使电磁波有效地发射，则振荡电路必须具备如下两个特点1、将振荡电路由闭合回路变成开放电路实际应用中的开放电路，线圈的一端用导线与大地相连，这条导线叫地线；线圈的另一端与高高地架在空中的天线相连。无线电波就是由这样巨大的开放电路发射出去的。2、要有足够高的振荡频率，振荡频率越高发射电磁波

8、的本领越强，也能够携带更多的信息。I、电磁波的频率越大即能量越高，越容易在空气中传播。II、电磁波的频率越小，则波长越大，越容易衍射，故