鲁科版高中物理选择性必修2第4章电磁波阶段复习课课件

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阶段复习课第4章知识体系构建【答案速填】①变化的磁场产生电场　②变化的电场产生磁场　③c=3.0×108 m/s　④_________ 　⑤____________　⑥长波、中波、中短波 ⑦短波　⑧超短波和微波　⑨开放电路　⑩使电磁波的振幅随信号改变　⑪使电磁波的频率随信号而改变⑫使接收电路发生电谐振的过程　⑬热作用强　⑭化学作用和荧光效应　⑮杀菌消毒　⑯穿透能力强核心考点突破一、电磁波的产生【典例1】(多选)下列关于电场、磁场及电磁波的说法正确的是(　　)A.在干燥环境下，用塑料梳子梳理头发后，来回抖动梳子能产生电磁波B.只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波C.一个电子向一个固定不动的质子运动的过程中，向外发射电磁波D.只要空间某个区域有振荡变化的电场或磁场，就能产生电磁波【解析】选A、C、D。在干燥环境下，用塑料梳子梳理头发后，由于梳子带电，梳子附近会产生电场，当抖动梳子时，产生变化的电场，而变化的电场周围产生磁场，故产生电磁波，故A正确；均匀变化的电(磁)场产生恒定的磁(电) 场，恒定的电(磁)场在其周围空间不会产生磁(电)场，这时不会在其周围产生电磁波，故B错误；振荡变化的电(磁)场会产生振荡变化的磁(电)场，这样在空间即可形成电磁波，电子向质子运动的过程中，加速度在不断增大，说明在电子运动的空间会产生非均匀变化的电场，故C、D正确。【方法技巧】判断电磁波存在的理论基础和方法1.麦克斯韦电磁理论：(1)变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。(2)变化的电磁场由近及远地向周围传播形成电磁波。2.不同波段的电磁波的产生原理：(1)无线电波是在LC振荡电路中的电子运动过程中产生的。(2)可见光、红外线和紫外线是由原子的外层电子受到激发而产生的。(3)X射线是由原子的内层电子受到激发而产生的。(4)γ射线原子核受到激发而产生的。【素养训练】著名物理学家弗曼曾设计过一个实验，如图所示在一块绝缘圆板中央的上部固定一个线圈，与圆板不接触，并接有电源；板的四周固定有许多带负电的小球，整个装置支撑起来忽略各处的摩擦；当电源接通的瞬间，从上往下看圆盘，下列关于圆盘的说法中正确的是(　　)A.圆盘将逆时针转动　　　　　B.圆盘将顺时针转动C.圆盘不会转动 D.无法确定圆盘是否会动【解析】选A。线圈接通电源瞬间，则变化的磁场产生变化的电场，从而导致带电小球受到电场力，使其转动。接通电源瞬间圆板受到电场力作用而转动，由于金属小球带负电，再根据电磁场理论可知，变化的磁场会产生变化电场，因此向上磁场变大，则产生顺时针方向的电场，负电荷受到的电场力与电场方向相反，则有逆时针方向的电场力，故圆盘将沿逆时针方向运动，故A正确。【补偿训练】　　(多选)在如图甲所示的LC振荡电路中，通过P点的电流随时间变化的图像如图乙所示，若把通过P点向右的电流规定为i的正方向，则(　　) A.0至0.5 ms内，电容器电场能逐渐增加B.0.5 ms至1 ms内，电容器上极板带正电C.1 ms至1.5 ms内，Q点比P点电势高D.减少电容器的正对面积，空间就存在电磁波【解析】选C、D。由题图乙知0至0.5 ms内i在增大，电容器正在放电，电场能逐渐减少，A错误；0.5 ms至1 ms内，电流在减小，应为充电过程，电流方向不变，电容器上极板带负电，B错误；在1 ms至1.5 ms内，为放电过程，电流方向改变，Q点比P点电势高，C正确；在LC振荡电路中电场和磁场周期性变化，减少电容器的正对面积，就逐渐变成开放电路，电磁场在空间由近及远向外传播，空间就存在电磁波，D正确。二、调制与调谐【典例2】(多选)关于电磁波的发射与接收，下列说法中正确的是(　　)A.调频与调幅都是用高频载波发送信号，原理相同，无本质区别B. 解调是将低频信号加载到高频电磁波上进行发射传送的过程C.每一部手机都具备开放电路、调制电路和调谐电路D.调谐就是将接收电路的振幅调至与电磁载波的振幅相同【解析】选A、C。调频与调幅都是用高频载波发送信号，原理是相同的，故A正确；解调是接收电磁波过程中的步骤，故B错误；手机既是无线电波的发射设备又是无线电波的接收设备，它需要将声音信号加载到电磁波上进行调制，调制后电磁波要高效地发射出去必须要有开放电路，要把含声音信号的电磁波从众多的电磁波中接收下来要有调谐电路，故C正确；调谐是将接收电路的频率调至与电磁波的频率相同，故D错误。【方法技巧】调制与调谐的区别(1)原理不同：在电磁波发射技术中，使高频电磁波随各种信号而改变的技术是调制；当接收电路的固有频率跟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，这种操作过程就是调谐。(2)调制是在电磁波的发射环节，调谐是在电磁波的接收环节。(3)作用不同：由于电磁波的频率越高，发射电磁波的本领越大，调制是使低频信号加载到高频振荡电流上，提高信号的发射效果；调谐的作用就是从各种电磁波中把需要的选出来，通常叫选台。【素养训练】　电台将播音员的声音转换成如图甲所示的电信号，再加载到如图乙所示的高频载波上，使高频载波的振幅随电信号改变(如图丙所示)，这种调制方式称为(　　)A.调幅 B.调谐C.调频 D.解调【解析】选A。使电磁波随各种信号而改变的技术，叫作调制；而调制共有两种方式：一是调幅，即通过改变电磁波的振幅来实现信号加载；另一种是调频，即通过改变频率来实现信号加载电磁波。由题意可知高频载波的振幅随电信号改变；故为调幅，A正确，B、C和D错误。【补偿训练】(多选)如图是某收音机的调谐电路，当转换开关S置于位置1时，电路中线圈的自感为L1，接收中波段的无线电波；当S置于位置2时，电路中线圈的自感为L2，接收短波段的无线电波，C为可变电容器。已知LC电路的周期为T=2π ，则(　　)A.L1>L2B.L1L2，故A正确，B错误；由f= 可知，当该调谐电路开关置于2，并把电容调到最小时，接收的频率最高，故C错误，D正确。三、电磁波与信息化社会【典例3】雷达是利用电磁波来测定物体的位置和速度的设备，它可以向一定方向发射不连续的电磁波脉冲，遇到障碍物会发生反射。雷达在发射和接收电磁波时，荧光屏上分别会呈现出一个尖形波。某防空雷达发射相邻两次电磁波脉冲之间的时间间隔为Δt=5×10-4 s。它跟踪一个匀速移动的目标过程中，某时刻在监视屏上显示的雷达波形如甲图所示，30 s后在同一方向上监视屏上显示的雷达波形如乙图所示。已知雷达监视屏上相邻刻线间表示的时间为10-4 s，电磁波在空气中的传播速度为3×108 m/s，则被监视目标的移动速度最接近(　　)A.1 200 m/s B.900 m/sC.500 m/s D.300 m/s【解析】选C。已知雷达监视屏上相邻刻度线间表示的时间间隔为10-4 s，从甲图中可以看出两次时间间隔为4个刻度线，即：t=4×10-4 s，利用公式可得刚开始相距：s1= m=6×104 m同理30 s后相距：s2= m=4.5×104 m移动速度：v= m/s=500 m/s故答案为：500 m/s，C正确。 【方法技巧】电磁波的传输及雷达问题分析方法1.电磁波的传输：信息可以通过电缆、光缆进行有线传输，也可实现地面无线传输，也可由卫星传输。电磁波的频率越高，相同时间内传递的信息量越大。2.雷达的工作原理及应用：(1)雷达的原理：利用电磁波遇到障碍物发生反射的特性。(2)雷达的构造及特点：一般由天线系统、发射装置、接收装置、输出装置(显示器)、电源、用于控制雷达工作和处理信号的计算机以及防干扰设备等构成。①雷达既是无线电波的发射端，又是无线电波的接收端；②雷达使用的无线电波是直线性好、反射性能强的微波波段；③雷达发射的是不连续的无线电波，即脉冲，每次发射时间短，约为1 μs，两次发射的时间间隔约为0.1 ms；④障碍物的距离等情况都由显示器直接显示出来。【素养训练】　为了体现高考的公平、公正，高考时很多地方在考场使用手机信号屏蔽器，该屏蔽器在工作过程中以一定的速度由低端频率向高端频率扫描。该扫描可以在手机接收报文信号时形成乱码干扰，手机不能检测从基站发出的正常数据，使手机不能与基站建立连接，达到屏蔽手机信号的目的，手机表现为搜索网络、无信号、无服务系统等现象。由以上信息可知(　　)A.由于手机信号屏蔽器的作用，考场内没有电磁波了B.电磁波必须在介质中才能传播C.手机信号屏蔽器工作时基站发出的电磁波不能传播到考场内D.手机信号屏蔽器是通过发射电磁波干扰手机工作来达到目的【解析】选D。手机信号屏蔽器是利用屏蔽器发出的信号去干扰从基站传过来的信号，从而起到屏蔽作用，不是利用静电屏蔽的原理来工作的，故A错误；手机信号是电磁波，电磁波本身就是特殊物质，所以可以不借助于介质传播，故B错误；手机信号屏蔽器工作时基站发出的电磁波能传播到考场内，不过屏蔽器产生信号去干扰了基站传过来的信号，故C错误、D正确。【补偿训练】　　1.随着科技的不断发展，无线充电已经进入人们的视线，小到手表、手机，大到电脑、电动汽车，都已经实现了无线充电从理论研发到实际应用的转化，如图所示为某品牌的无线充电手机利用电磁感应方式充电的原理图，关于无线充电，下列说法正确的是(　　)A.无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应”B.只有将充电底座接到直流电源上才能对手机进行充电C.只要有无线充电底座，任何手机都可以进行无线充电D.接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同【解析】选D。无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是电磁感应，故A错误；充电底座是利用电磁感应原理工作的，故不能直接使用直流电进行充电，故B错误；不是所有手机都能进行无线充电，只有手机中有接收线圈时，手机才能利用电磁感应进行无线充电，故C错误；根据电磁感应原理，接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中频率相同，故D正确。2.2019年底以来，共享电单车风靡全国各大城市，如图所示，电单车的车锁内集成了嵌入式芯片、GPS模块和SIM卡等，能实时显示位置、可行驶的里程便于监控电单车。用户仅需用手机上的客户端软件(APP)扫描二维码，即可自动开锁，骑行时手机APP上能实时了解单车的位置以及该电单车能行驶的里程；骑行结束关锁后APP就显示计时、计价、里程等信息。此外，电单车能够在骑行过程中为车内电池充电，满足定位和自动开锁等过程中的用电。根据以上信息，下列说法正确的是(　　)A.电单车和手机之间是利用声波传递信息的B.电单车某个时刻的准确位置信息是借助通信卫星定位确定的C.电单车是直接插电实现充电的D.手机APP上显示的里程信息，是由雷达测出的【解析】选B。单车和手机之间是利用电磁波传递信息的，故A错误；单车某个时刻的准确位置信息是借助通信卫星定位确定的，故B正确；单车在运动过程通过电磁感应将机械能转化为电能从而实现充电，故C错误；手机APP上显示的信息包括路程是由通信卫星GPS定位确定的，故D错误。