資源簡介

章末素養(yǎng)提升
物理觀念 麥克斯韋電 磁場理論 變化的磁場周圍會產(chǎn)生　　　 變化的電場周圍會產(chǎn)生　　　
赫茲實驗 第一次證實了　　　　的存在
LC振蕩 電路 1.電容器的電荷量、電壓、場強、電場能的變化規(guī)律 2.電路中的電流、線圈中的磁感應強度、磁場能的變化規(guī)律 3.周期：T=　　　　　　，頻率f=　　　　　　
電磁波的 發(fā)射 發(fā)射條件
調(diào)制
傳播途徑
電磁波的 接收 電諧振現(xiàn)象：當接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波頻率相同時，接收電路中振蕩電流最強
調(diào)諧：使接收電路發(fā)生電諧振的過程
檢波：把聲音、圖像信號從接收的載波中“檢”出來的過程
電磁波譜 波長由長到短：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和γ射線
不同波段電磁波的特性及應用
科學思維 能用電磁振蕩解釋電場能與磁場能的相互轉(zhuǎn)化；能從不同角度綜合思考電與磁的問題
科學探究 能根據(jù)實驗現(xiàn)象及結(jié)果提出問題；能解釋赫茲的實驗及電磁波的發(fā)射與接收
科學態(tài)度 與責任 了解麥克斯韋和赫茲對電磁學發(fā)展的貢獻，認識電磁理論對現(xiàn)代生活及科技的影響
例1　(2023·天津市北辰區(qū)高二期末)現(xiàn)代生活中人類與電磁波結(jié)下了不解之緣，關(guān)于電磁波下列陳述中符合事實的是(　　)
A.麥克斯韋首先用實驗證實了電磁波的存在
B.紅外線的波長小于紫外線的波長
C.空間有變化的電場(或磁場)存在，不一定能形成電磁波
D.把手機放在抽成真空的玻璃盒中，撥打該手機號碼，手機由于接收不到電磁波信號而無法接通
例2　(多選)(2023·福州市高二期中)電磁波在科學研究和日常生活中有著廣泛的應用。如圖所示，關(guān)于電磁波的應用，以下說法正確的是(　　)
A.圖甲中經(jīng)過調(diào)制后的電磁波的波長不變
B.圖乙中天文學家利用射電望遠鏡接收無線電波，進行天體物理研究
C.圖丙中紅外線夜視儀是利用了紅外線熱效應強的特點
D.圖丁中CT機應用人體發(fā)射紅外線的原理拍攝人體組織
例3　(多選)(2023·福州市高二期末)下列關(guān)于電磁場和電磁波的說法正確的是(　　)
A.變化的電場一定能夠產(chǎn)生變化的磁場，變化的磁場也一定能夠產(chǎn)生變化的電場
B.赫茲第一次通過實驗驗證了電磁波的存在
C.電磁波的傳播需要介質(zhì)
D.無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線都是電磁波
例4　(2023·南平市高二月考)物理學史上許多物理學家的科學研究推動了人類文明的進程，關(guān)于電磁波的發(fā)現(xiàn)及應用，下列說法正確的是(　　)
A.微波爐的工作原理是微波能使食物中的水分子熱運動加劇從而加熱食物
B.赫茲預言了電磁波的存在，麥克斯韋用實驗證實了電磁波的存在
C.電視機遙控器用紫外線遙控，無線電波頻率比體檢胸透用的電磁波頻率高
D.紅外線的熱效應可以用來殺菌消毒，利用X射線可以進行通信、廣播
例5　(2023·福建省德化第一中學校高二月考)太陽表面溫度約為6 000 K，主要發(fā)出可見光；人體溫度約為310 K，主要發(fā)出紅外線；宇宙間的溫度約為3 K，所發(fā)出的輻射稱為“3 K背景輻射”，它是宇宙“大爆炸”之初在空間上保留下的余熱，若要進行“3 K背景輻射”的觀測，應該選擇下列哪一個波段(　　)
A.無線電波 B.紫外線
C.X射線 D.γ射線
例6　紅外遙感衛(wèi)星通過接收地面物體發(fā)出的紅外輻射來探測地面物體的狀況。地球大氣中的水(H2O)、二氧化碳(CO2)能強烈吸收某些波長范圍的紅外輻射，即地面物體發(fā)出的某些波長的電磁波，只有一部分能夠通過大氣層被遙感衛(wèi)星接收。如圖所示為水和二氧化碳對某一波段不同波長電磁波的吸收情況。由圖可知，在該波段紅外遙感衛(wèi)星大致能夠接收到的波長范圍為(　　)
A.2.5~3.5 μm B.4~4.5 μm
C.5~7 μm D.8~11 μm
例7　(2021·浙江6月選考)大功率微波對人和其他生物有一定的殺傷作用。實驗表明，當人體單位面積接收的微波功率達到250 W/m2時會引起神經(jīng)混亂，達到1 000 W/m2時會引起心肺功能衰竭?，F(xiàn)有一微波武器，其發(fā)射功率P=3×107 W。若發(fā)射的微波可視為球面波，則引起神經(jīng)混亂和心肺功能衰竭的有效攻擊的最遠距離約為(　　)
A.100 m　25 m B.100 m　50 m
C.200 m　100 m D.200 m　50 m
例8　實驗室里有一水平放置的平行板電容器，其電容C=1 μF。在兩極板帶有一定電荷量時，發(fā)現(xiàn)一帶電粉塵恰好靜止在兩極板間。還有一個自感L=0.1 mH的電感器，現(xiàn)連成如圖所示的電路，試分析以下兩個問題：(重力加速度為g)
(1)從S閉合時開始計時，經(jīng)過2π×10-5 s時，電容器內(nèi)粉塵的加速度大小是多少？(假設(shè)此時粉塵未到達極板)
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(2)當粉塵的加速度為多大時，線圈中電流最大？
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答案精析
再現(xiàn)素養(yǎng)知識
電場　磁場　電磁波　2π　　振蕩頻率　電場　磁場
調(diào)幅　調(diào)頻　天波
例1　C?。埯溈怂鬼f首先預言了電磁波的存在，而赫茲用實驗證實了電磁波的存在，故A錯誤；紅外線的波長大于紫外線的波長，故B錯誤；均勻變化的電場只能產(chǎn)生恒定的磁場，不能產(chǎn)生電磁波，故C正確；電磁波在真空中也能傳播，把手機放在抽成真空的玻璃盒中，手機能接收到電磁波的信號，故D錯誤。］
例2　AB?。垲}圖甲中為調(diào)幅波，不影響頻率，故波長不變，A正確；題圖乙中天文學家利用射電望遠鏡接收無線電波，進行天體物理研究，B正確；紅外線夜視儀利用紅外遙感技術(shù)，C錯誤；CT機通過X射線拍攝人體組織，D錯誤。］
例3　BD?。圩兓碾妶霎a(chǎn)生磁場，變化的磁場產(chǎn)生電場，但如果是均勻變化的電場(磁場)，則只能產(chǎn)生恒定的磁場(電場)，故A錯誤；麥克斯韋預言了電磁波的存在，赫茲通過實驗證明了電磁波的存在，故B正確；電磁波的傳播不需要介質(zhì)，故C錯誤；無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線都是電磁波，故D正確。］
例4　A?。畚⒉t的工作原理利用了微波的熱效應來加熱食物，故A正確；麥克斯韋預言了電磁波的存在，赫茲用實驗證實了電磁波的存在，故B錯誤；電視機遙控器用紅外線遙控，無線電波頻率比體檢胸透用的電磁波頻率低，故C錯誤；紫外線用于殺菌消毒，X射線具有放射性，不可用于通信、廣播，故D錯誤。］
例5　A?。垭姶挪ㄗV按波長由長到短的順序排列為：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線，由題意知：物體溫度越高，其發(fā)出的電磁波的波長越短，宇宙間的溫度約為3 K，則其發(fā)出的電磁波的波長應在無線電波波段，故A正確，B、C、D錯誤。］
例6　D?。塾深}圖可知8~11 μm波段的電磁波，水和二氧化碳幾乎均不吸收，故選D。］
例7　B　［微波有效攻擊范圍為r時單位面積接收微波功率為P'==，解得r=，則引起神經(jīng)混亂時有r1== m≈100 m，引起心肺功能衰竭時有r2== m≈50 m，所以B正確，A、C、D錯誤。］
例8　(1)0　(2)g
解析　(1)LC振蕩電路的周期為T=2π=2π s=2π×10-5 s
因此t=2π×10-5 s時，LC振蕩電路恰好經(jīng)歷一個周期，此時電容器兩極板間電場強度的大小、方向均與初始時刻相同，所以此時粉塵所受合外力為0，加速度大小為0。
(2)電容器放電過程中，兩極板的電荷量減小，電路中的電流增大，當電流最大時，兩極板的電荷量為零，極板間電場強度為零，此時粉塵只受重力，其加速度大小為g。(共22張PPT)
DISIZHANG
第4章
章末素養(yǎng)提升
再現(xiàn)
素養(yǎng)知識
物理觀念 麥克斯韋電 磁場理論 變化的磁場周圍會產(chǎn)生_____
變化的電場周圍會產(chǎn)生_____
赫茲實驗 第一次證實了 的存在
LC振蕩電路 1.電容器的電荷量、電壓、場強、電場能的變化規(guī)律
2.電路中的電流、線圈中的磁感應強度、磁場能的變化規(guī)律
3.周期：T=_______，頻率f=
電場
磁場
電磁波
2π
物理觀念 電磁波的發(fā)射 發(fā)射條件
調(diào)制
傳播途徑
_____
_____
物理觀念 電磁波的接收 電諧振現(xiàn)象：當接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波頻率相同時，接收電路中振蕩電流最強
調(diào)諧：使接收電路發(fā)生電諧振的過程
檢波：把聲音、圖像信號從接收的載波中“檢”出來的過程
電磁波譜 波長由長到短：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線和γ射線
不同波段電磁波的特性及應用
科學思維 能用電磁振蕩解釋電場能與磁場能的相互轉(zhuǎn)化；能從不同角度綜合思考電與磁的問題
科學探究 能根據(jù)實驗現(xiàn)象及結(jié)果提出問題；能解釋赫茲的實驗及電磁波的發(fā)射與接收
科學態(tài)度與責任 了解麥克斯韋和赫茲對電磁學發(fā)展的貢獻，認識電磁理論對現(xiàn)代生活及科技的影響
　(2023·天津市北辰區(qū)高二期末)現(xiàn)代生活中人類與電磁波結(jié)下了不解之緣，關(guān)于電磁波下列陳述中符合事實的是
A.麥克斯韋首先用實驗證實了電磁波的存在
B.紅外線的波長小于紫外線的波長
C.空間有變化的電場(或磁場)存在，不一定能形成電磁波
D.把手機放在抽成真空的玻璃盒中，撥打該手機號碼，手機由于接收不
　到電磁波信號而無法接通
例1
提能
綜合訓練
√
麥克斯韋首先預言了電磁波的存在，而赫茲用實驗證實了電磁波的存在，故A錯誤；
紅外線的波長大于紫外線的波長，故B錯誤；
均勻變化的電場只能產(chǎn)生恒定的磁場，不能產(chǎn)生電磁波，故C正確；
電磁波在真空中也能傳播，把手機放在抽成真空的玻璃盒中，手機能接收到電磁波的信號，故D錯誤。
　(多選)(2023·福州市高二期中)電磁波在科學研究和日常生活中有著廣泛的應用。如圖所示，關(guān)于電磁波的應用，以下說法正確的是
A.圖甲中經(jīng)過調(diào)制后的電磁波的波長不變
B.圖乙中天文學家利用射電望遠鏡接收無
　線電波，進行天體物理研究
C.圖丙中紅外線夜視儀是利用了紅外線熱
　效應強的特點
D.圖丁中CT機應用人體發(fā)射紅外線的原理
　拍攝人體組織
例2
√
√
題圖甲中為調(diào)幅波，不影響頻率，故波長不變，A正確；
題圖乙中天文學家利用射電望遠鏡接收無線電波，進行天體物理研究，B正確；
紅外線夜視儀利用紅外遙感技術(shù)，C錯誤；
CT機通過X射線拍攝人體組織，D錯誤。
　(多選)(2023·福州市高二期末)下列關(guān)于電磁場和電磁波的說法正確的是
A.變化的電場一定能夠產(chǎn)生變化的磁場，變化的磁場也一定能夠產(chǎn)生變
　化的電場
B.赫茲第一次通過實驗驗證了電磁波的存在
C.電磁波的傳播需要介質(zhì)
D.無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線都是電磁波
例3
√
√
變化的電場產(chǎn)生磁場，變化的磁場產(chǎn)生電場，但如果是均勻變化的電場(磁場)，則只能產(chǎn)生恒定的磁場(電場)，故A錯誤；
麥克斯韋預言了電磁波的存在，赫茲通過實驗證明了電磁波的存在，故B正確；
電磁波的傳播不需要介質(zhì)，故C錯誤；
無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線都是電磁波，故D正確。
　(2023·南平市高二月考)物理學史上許多物理學家的科學研究推動了人類文明的進程，關(guān)于電磁波的發(fā)現(xiàn)及應用，下列說法正確的是
A.微波爐的工作原理是微波能使食物中的水分子熱運動加劇從而加熱食物
B.赫茲預言了電磁波的存在，麥克斯韋用實驗證實了電磁波的存在
C.電視機遙控器用紫外線遙控，無線電波頻率比體檢胸透用的電磁波頻
　率高
D.紅外線的熱效應可以用來殺菌消毒，利用X射線可以進行通信、廣播
例4
√
微波爐的工作原理利用了微波的熱效應來加熱食物，故A正確；
麥克斯韋預言了電磁波的存在，赫茲用實驗證實了電磁波的存在，故B錯誤；
電視機遙控器用紅外線遙控，無線電波頻率比體檢胸透用的電磁波頻率低，故C錯誤；
紫外線用于殺菌消毒，X射線具有放射性，不可用于通信、廣播，故D錯誤。
　(2023·福建省德化第一中學校高二月考)太陽表面溫度約為6 000 K，主要發(fā)出可見光；人體溫度約為310 K，主要發(fā)出紅外線；宇宙間的溫度約為3 K，所發(fā)出的輻射稱為“3 K背景輻射”，它是宇宙“大爆炸”之初在空間上保留下的余熱，若要進行“3 K背景輻射”的觀測，應該選擇下列哪一個波段
A.無線電波 B.紫外線
C.X射線 D.γ射線
例5
√
電磁波譜按波長由長到短的順序排列為：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線，由題意知：物體溫度越高，其發(fā)出的電磁波的波長越短，宇宙間的溫度約為3 K，則其發(fā)出的電磁波的波長應在無線電波波段，故A正確，B、C、D錯誤。
　紅外遙感衛(wèi)星通過接收地面物體發(fā)出的紅外輻射來探測地面物體的狀況。地球大氣中的水(H2O)、二氧化碳(CO2)能強烈吸收某些波長范圍的紅外輻射，即地面物體發(fā)出的某些波長的電磁波，只有一部分能夠通過大氣層被遙感衛(wèi)星接收。如圖所示為水和
二氧化碳對某一波段不同波長電磁波的吸
收情況。由圖可知，在該波段紅外遙感衛(wèi)
星大致能夠接收到的波長范圍為
A.2.5~3.5 μm B.4~4.5 μm
C.5~7 μm D.8~11 μm
例6
√
由題圖可知8~11 μm波段的電磁波，
水和二氧化碳幾乎均不吸收，故選D。
　(2021·浙江6月選考)大功率微波對人和其他生物有一定的殺傷作用。實驗表明，當人體單位面積接收的微波功率達到250 W/m2時會引起神經(jīng)混亂，達到1 000 W/m2時會引起心肺功能衰竭?，F(xiàn)有一微波武器，其發(fā)射功率P=3×107 W。若發(fā)射的微波可視為球面波，則引起神經(jīng)混亂和心肺功能衰竭的有效攻擊的最遠距離約為
A.100 m　25 m B.100 m　50 m
C.200 m　100 m D.200 m　50 m
例7
√
微波有效攻擊范圍為r時單位面積接收微波功率為P'==，解得r=，則引起神經(jīng)混亂時有r1== m≈100 m，引起心肺功能衰竭時有r2== m≈50 m，所以B正確，A、C、D錯誤。
　實驗室里有一水平放置的平行板電容器，其電容
C=1 μF。在兩極板帶有一定電荷量時，發(fā)現(xiàn)一帶電
粉塵恰好靜止在兩極板間。還有一個自感L=0.1 mH
的電感器，現(xiàn)連成如圖所示的電路，試分析以下兩
個問題：(重力加速度為g)
(1)從S閉合時開始計時，經(jīng)過2π×10-5 s時，電容器內(nèi)粉塵的加速度大小是多少？(假設(shè)此時粉塵未到達極板)
例8
答案　0
LC振蕩電路的周期為T=2π=2π s=2π×10-5 s
因此t=2π×10-5 s時，LC振蕩電路恰好經(jīng)歷一
個周期，此時電容器兩極板間電場強度的大小、
方向均與初始時刻相同，所以此時粉塵所受合
外力為0，加速度大小為0。
(2)當粉塵的加速度為多大時，線圈中電流最大？
答案　g
電容器放電過程中，兩極板的電荷量減小，電路中的電流增大，當電流最大時，兩極板的電荷量為零，極板間電場強度為零，此時粉塵只受重力，其加速度大小為g。

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