高三物理一轮复习必备精品：电磁波

知识改变命运，学习成就未来

第14章 电磁波

1．课程内容标准

（1）初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想以及在物理学发展史上的意义。 （2）了解电磁波的产生。通过电磁波体会电磁场的物质性。 （3）了解电磁波的发射、传播和接收。 （4）通过实例认识电磁波谱，知道光是电磁波。

（5）了解电磁波的应用和在科技、经济、社会发展中的作用。 复习导航

电磁振荡电磁波部分现在均为A级要求，主要出现在选择题部分。在复习时注意以下重点：

1.电磁场

要深刻理解和应用麦克斯韦电磁场理论的两大支柱：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。

可以证明：振荡电场产生同频率的振荡磁场；振荡磁场产生同频率的振荡电场。 ⑵按照麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分离的统一的场，这就是电磁场。电场和磁场只是这个统一的电磁场的两种具体表现。

2.电磁波

变化的电场和磁场从产生的区域由近及远地向周围空间传播开去，就形成了电磁波。 有效地发射电磁波的条件是：⑴频率足够高（单位时间内辐射出的能量P∝f ）；⑵形成开放电路（把电场和磁场分散到尽可能大的空间离里去）。

电磁波是横波。E与B的方向彼此垂直，而且都跟波的传播方向垂直，因此电磁波是横波。电磁波的传播不需要靠别的物质作介质，在真空中也能传播。在真空中的波速为c=3.0×10m/s

3.电磁波的应用

要知道广播、电视、雷达、无线通信等都是电磁波的具体应用。

8

4

欢迎各位老师踊跃投稿，稿酬丰厚 邮箱：zxjkw@163.com

第 1 页 共 12 页

知识改变命运，学习成就未来

第1课时 电磁场 电磁波

1、高考解读

真题品析 知识：电磁波

例1．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是

Ａ．电磁波是横波 Ｂ．电磁波的传播需要介质

Ｃ．电磁波能产生干涉和衍射现象 Ｄ．电磁波中电场和磁场的方向处处相互垂直 解析： 答案：ACD 热点关注： 知识：

如图所示，半径为 r 且水平放置的光滑绝缘的环形管道内，有一个电荷量为 e，质量为 m 的电子。此装置放在匀强磁场中，其磁感应强度随时间变化的关系式为 B=B0+kt（k>0）。根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的磁场将产生稳定的电场，该感应电场对电子将有沿圆环切线方向的作用力，

使其得到加速。设t=0时刻电子的初速度大小为v0，方向顺时针，从此开始后运动一周后的磁感应强度为B1，则此时电子的速度大小为

2?r2ke C.B0re D.22?r2ke 2A.B1re B.v0?v0?mmmm 解：感应电动势为E=kπr，电场方向逆时针，电场力对电子做正功在转动一圈过程中对电子用动能定理：kπr2

2

1 1

222 - mve= mv2 0，B正确；由半径公式知，A也正确，答案为AB。

2、知识网络

考点1。电磁波的发现 1．麦克斯韦的电磁场理论

麦克斯韦电磁场理论的两大支柱：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。 2．电磁场：按照麦克斯韦的电磁场理论，变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分离的统一场，称为电磁场。电场和磁场只是这个统一的电磁场的两种具体表现。

欢迎各位老师踊跃投稿，稿酬丰厚 邮箱：zxjkw@163.com

第 2 页 共 12 页

知识改变命运，学习成就未来

3．电磁波

（1）变化的电场和磁场从产生的区域由近及远地向周围空间传播开去，就形成了电磁波。 （2）电磁波的特点：

①电磁波是横波。在电磁波传播方向上的任一点，场强E和磁感应强度B均与传播方向垂直且随时间变化，因此电磁波是横波。

②电磁波的传播不需要介质，在真空中也能传播。在真空中的波速为c=3.0×10m/s。 ③波速和波长、频率的关系：c＝λf

注意：麦克斯韦根据他提出的电磁场理论预言了电磁波的存在以及在真空中波速等于光速

8

c，后由赫兹用实验证实了电磁波的存在

（3）电磁波和机械波有本质的不同。 考点2。电磁振荡

1．振荡电路：大小和方向都随时间做周期性变儿的电流叫做振荡电流，能够产生振荡电流的电路叫振荡电路，

LC回路是一种简单的振荡电路。

2．LC回路的电磁振荡过程：可以用图象来形象分析电容器充、放电过程中各物理量的变化规律，如图所示 3．LC回路的振荡周期和频率

T?2?LC

f?12?LC

注意：（1）LC回路的T、f只与电路本身性质L、C有关

（2）电磁振荡的周期很小，频率很高，这是振荡电流与普通交变电流的区别。

欢迎各位老师踊跃投稿，稿酬丰厚 邮箱：zxjkw@163.com

第 3 页 共 12 页

知识改变命运，学习成就未来

4．分析电磁振荡要掌握以下三个要点（突出能量守恒的观点）：

⑴理想的LC回路中电场能E电和磁场能E磁在转化过程中的总和不变。

o ⑵回路中电流越大时，L中的磁场能越大（磁通量越大）。

⑶极板上电荷量越大时，C中电场能越大（板间场强越大、两板间电压越高、磁通量变化率越大）。

o 放电 充电 放电 充电 i t q t LC回路中的电流图象和电荷图象总是互为余函数（见右图）。

考点3。电磁波的发射和接受

1．无线电波：无线电技术中使用的电磁波 2．无线电波的发射：如图所示。

①调制：使电磁波随各种信号而改变 ②调幅和调频 3．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。调谐电路如图所示。通过改变电容器电容来改变调谐电路的频率。

③检波：从接收到的高频振荡中“检”出所携带的信号。 考点4。电磁波的应用

广播、电视、雷达、无线通信等都是电磁波的具体应用。

电视:在电视接收端,天线接收到高频信号后,经过调谐、解调，将得到的图像信号送到显像管。

摄像机在1s内要传送25幅画面

雷达：无线电定位的仪器，波位越短的电磁波，传播的直线性越好，反射性能强，多数

欢迎各位老师踊跃投稿，稿酬丰厚 邮箱：zxjkw@163.com

第 4 页 共 12 页

知识改变命运，学习成就未来

的雷达工作于微波波段。缺点，沿地面传播探测距离短。中、长波雷达沿地面的探测距离较远，但发射设备复杂。 考点5.电磁波谱.

1．电磁波谱：①电磁波由大到小，波长由大到小（即频率由小到大）依次为无限电波，红外线、可见光、紫外线、琴伦射线、?射线

2．红外线. ①产生：ⅰ.一切物体都在向外辐射能量. （例如：红外线夜视仪） ⅱ. 温度越高，辐射红外线本领越强.

②作用：ⅰ. 最显著作用是热作用（红外线取暖炉）. ⅱ. 遥感技术 注意：红外线比红光波长更长，不能引起视觉的光. 3．紫外线：①产生高温物体向外辐射.

②作用：ⅰ. 最显著作用是生物化学作用，易使蛋白质变性. ⅱ. 荧光效应. 4．X射线（伦琴射线）. 最显著作用是穿透本领强.

注意：高速电子流时到任何固体上，都会产生X射线，而光电效应是吸收光子放出光电子

3、复习方案

基础过关

重难点：振荡电流的产生及变化规律

例3． 如图所示，a为LC振荡电路，通过P点的电流如图b，规定向左的方向为正方向，下列说法正确的是（ ）

A 0到t1,电容器正在充电，上极板带正电 B t1 到t2电容器正在放电，上极板带负电

C 在t3时刻，线圈中的自感电动势最大，且P为正极 D 在t4 时刻，线圈中的自感电动势最大，且P为正极

P i L C

图 16-7 0 t1 t2 t3 t4 t Q a b 欢迎各位老师踊跃投稿，稿酬丰厚 邮箱：zxjkw@163.com

第 5 页 共 12 页

知识改变命运，学习成就未来

解析： 0到t1电流为正，且在减小，，即电流为逆时针减小，说明电容器正在充电，电

流方向为正电荷的运动方向，所以上极板为负电荷；t1 到t2电流为负且在增大，即电流为顺时针方向增大，说明电容器在放电，上极板为负电荷；在t3时刻，电流的变化率（△i/△t）最大，，所以自感电动势（E=L△i/△t）最大，而t3之前的为负减小，即顺时针减小，线圈中的感应电动势阻碍电流的减小，，如能产生电流，则与原电流同向，即P点为正极；在t4 时刻，电流最大，电流的变化率为零，自感电动势为零。 答案： B和C正确

点评： 解决此类问题的关键是搞清在LC振荡电路中，各物理量变化的关系，特别是电流的变化与充、放电关系；充、放电时，电流的流向的与电容器的极性的关系；电流的变化率与电动势的关系等等。

近年来对LC振荡电路的要求有所降低，但对于基本的充、放电的过程中个物理量的变化规律还应掌握。 典型例题：

例4．例2.（08上海卷理科综合－44）生活中经常用“呼啸而来”形容正在驶近的车辆，这是声波在传播过程中对接收这而言频率发生变化的表现，无线电波也具有这种效应。图中的测速雷达正在向一辆接近的车辆发出无

线电波，并接收被车辆反射的无线电波。由于车辆的运动，接收的无线电波频率与发出时不同。利用频率差f接收－f发出就能计算出车辆的速度。已知发出和接收的频率间关系为

f接收?(1?2v车9）f发出，式中C为真空中的光速，若f发出＝2?10Hz，f接收?f发出?400Hz，C可知被测车辆的速度大小为_________m/s。

解析：根据题意有(1?答案：30

2v车）f发出?f发出?400，解得：v＝30m/s。 C第2课时 电磁波单元测试

1．按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中正确的是 （BD）

A．恒定的电场周围产生恒定的磁场，恒定的磁场周围产生恒定的电场

欢迎各位老师踊跃投稿，稿酬丰厚 邮箱：zxjkw@163.com

第 6 页 共 12 页

知识改变命运，学习成就未来

B．变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场

C．均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场周围产生均匀变化的电场 D．均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，均匀变化的磁场周围产生稳定的电场 2．下述关于电磁场的说法中正确的是（ 23．BCD ）

A．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，形成电磁波 B．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，形成不可分离的统一体，即电磁场 D．电磁波的理论在先，实验证明在后

3．下面说法中正确的是 （ 24．BC ）

A．电磁波在任何介质中的传播速度均为3.00×10m/s

B．均匀变化的电场将产生稳定的磁场，均匀变化的磁场将产生稳定的电场

C．周期性变化的电场将产生同频率周期性变化的磁场，周期性变化的磁场将产生同频率周期性变化的电场

D．均匀变化的电场和磁场互相激发，将产生由近及远传播的电磁波

4．关于电磁场的理论，下列哪些说法是正确的（ AC ）

A．变化电场周围一定产生磁场 C．振荡电场产生的磁场也是振荡的

B．变化电场周围一定产生稳定磁场 D．有电场就有磁场，有磁场就有电场

8

5．在LC振荡电路中，用以下那种方法可以使振荡频率增大1倍（ D ） A． 自感L和电容C增大1倍 B． 自感L增大一倍，电容C减少一半 C． 自感L减少一半，电容C增大一倍 D． 自感L和电容C都减少一半

6．有一LC振荡电路，能产生一定波长的电磁波，如要产生的电磁波的波长变短，可采用的方法是（ C ） A． 增大线圈的匝数 B． 在线圈中插入铁芯 C． 减少电容器的正对面积 D． 减少电容器极板间的距离

7．关于电磁波和声波，下列说法不正确的是（ BCD ） A． 都能在真空中传播

欢迎各位老师踊跃投稿，稿酬丰厚 邮箱：zxjkw@163.com

第 7 页 共 12 页

知识改变命运，学习成就未来

B． 都能发生干涉和衍射 C． 都能传播能量 D．它们的频率不同

8．关于电磁波和机械波，下列说法正确的是 ( 27．BC)

A．由于电磁波和机械波本质上相同，故两种波的波长、频率和波速间具有相同的关系 B．电磁波和机械波传播过程都传递了能量 C．电磁波由真空进入介质传播时，波长将变短 D．发射无线电波时需要对电磁波进行调制和检波

9．关于电磁波和机械波，下列说法正确的是 ( 26．C )

A．电磁波和机械波的传播都需要借助于介质

B．电磁波在任何介质中传播的速度都相同，而机械波的波速大小与介质密切相关 C．电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象

D．机械波能产生多普勒效应，而电磁波不能产生多普勒效应 10．下列关于电磁波的说法中正确的是（ AC ）

A．麦克斯韦电磁场理论预言了电磁波的存在 B．电磁波从真空传入水中，波长将变长

C．雷达可以利用自身发射电磁波的反射波来对目标进行定位 D．医院中用于检查病情的“B超”利用了电磁波的反射原理

12

11.太赫兹辐射（1THz=10Hz）是指频率从0.3THz到10THz、波长介于无线电波中的毫米波与红

外线之间的电磁辐射区域，所产生的T射线在物体成像、医疗诊断、环境检测、通讯等方面具有广阔的应用前景．最近，科学家终于研制出以红外线激光器为基础的首台可产生4.4THz的T射线激光器，从而使T射线的有效利用成为现实。已知普朗克常数h=6.63×10关于4.4THz的T射线，下列说法中错误的是 （ BC ） ．．

A．它在真空中的速度为3.0×10m/s B．它是某种原子核衰变时产生的 C．它的波长比可见光短 D．它的光子的能量约为2.9×10

12．按照大爆炸理论，我们所生活的宇宙是在不断膨胀的，各星球都离地球而

远去，由此可以断言：（ AD ）

A．地球上接收到遥远星球发出的光的波长要变长 B．地球上接收到遥远星球发出的光的波长要变短

－21

8

－34

J·s，

J

欢迎各位老师踊跃投稿，稿酬丰厚 邮箱：zxjkw@163.com

第 8 页 共 12 页

知识改变命运，学习成就未来

C．遥远星球发出的紫光，被地球接收到时可能是紫外线 D．遥远星球发出的红光，被地球接收到时可能是红外线

13．传统电脑的各个配件都能产生电磁辐射，并对人体造成伤害．废弃的电脑设备变成“电

脑垃圾”时，将对环境造成新的污染，因此生产厂商推出绿色电脑．这里的“绿色电脑”是指（D ）

A．绿颜色的电脑 B．价格低的电脑

C．木壳的电脑 D．低辐射、低噪声、健康环保的电脑 14．关于雷达的特点，下列说法正确的是（ 25．AC ）

A．雷达所用无线电波的波长比短波更短 B．雷达只有连续发射无线电波，才能发现目标 C．雷达的显示屏上可以直接读出障碍物的距离 D．雷达在能见度低的黑夜将无法使用

15．下列说法中正确的有( AC )

A．为了使需要传递的音频信号载在电磁波上发射到远方，必须对高频等幅振荡电流 进行调制

B．开放电路中只有电感线圈，没有电容 C．使无线电接收电路产生电谐振的过程叫做调谐

D．把经过调制的高频电流转变为调制信号电流的过程叫做调制

16．你在家里曾对你家的电视机进行调台无？调台的做法就是想接收到你所想要的无线电信号。下面有几位同学对调台做法的判断正确的是（ C ）

Ａ. 调台就是调制 Ｂ. 调台就是调幅 Ｃ. 调台就是调谐 Ｃ. 调台就是解调

17．无线电波某波段的波长范围为187～560m，为了避免邻台干扰，在一定范围内两个相

邻电台的频率至少相差10kHz，则此波段中能容纳电台的个数约为 B A、5000 B、100 C、200 D、20

18．目前雷达发射的电磁波频率多在200MHz至1000MHz的范围内。下列关于雷达和电磁波说法正确的是 （ ACD ）

A．真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3m至1.5m之间

欢迎各位老师踊跃投稿，稿酬丰厚 邮箱：zxjkw@163.com

第 9 页 共 12 页

知识改变命运，学习成就未来

B．电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的

C．测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离

D．波长越短的电磁波，反射性能越强

19．过强的电磁辐射能对人体有很大危害，影响人的心血管系统，使人心悸、失眠、白细胞 减少、免疫功能下降等。按照有关规定，工作场所受电磁辐射强度（单位时间内内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不得超过0.5W/m。一个人距离无线电通讯装置50m，为保证此人的安全，无线电通讯装置的电磁辐射功率至多多大？ D

A. 451 kW B. 314kW C. 157 kW D. 78kW

2

20.美国画家莫尔斯发明的电报以及莫尔斯电码，是通信技术的一次变革。莫尔斯电码是一套由“.”（念“滴”）和“_”（念“答”）构成的系统，

例如英文字母O表示为“_ _ _ ”，P表示为“._ _ .”，S表示为“?”， T表示为“_”，W表示为“._ _”等。如果一个信号为“滴滴滴 答答答 滴滴滴”，则其含义是???????（ D ）

A.WTO B.TOP C.WPS D.SOS

21．部分电磁波的大致波长范围如图所示．若要利用缝宽与手指宽度相当的缝获得明显的衍射现象，可选用___________波段的电磁波，其原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 22．右边两图中电容器的电容都是C=4×10F，电感都是L=9×10H，左图中电键K先接a，充电结束后将K扳到b；右图中电键K先闭合，稳定后断开。两图中LC回路开始电磁振荡t=3.14×10s时刻，C1的上极板正在____电（充电还是放电）,带_____电（正电还是负电）；L2中的电流

方向向____(左还是右)，磁场能正在_____（增大还是减小）。

23．台收音机，把它的调谐电路中的可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出，仍然收不到某一较高频率的电台信号。要想收到该电台信号，应该______（增大还是减小）电感线圈的

－4

-6

－4

a K b C1 L1 L2 C2 K 欢迎各位老师踊跃投稿，稿酬丰厚 邮箱：zxjkw@163.com

第 10 页 共 12 页

知识改变命运，学习成就未来

匝数。

24．在电磁波技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术叫___________，使接收电路中产生电谐振的过程叫___________．

25．为了转播火箭发射现场的实况，在发射场建立了发射台，用于发射广播电台和电视台两种信号。其中广播电台用的电磁波波长为550m，电视台用的电磁波波长为0.566m。为了不让发射场附近的小山挡住信号，需要在小山顶上建了一个转发站，用来转发_____信号，这是因为该信号的波长太______，不易发生明显衍射。

26．某防空雷达发射的电磁波频率为f=3×10MHZ，屏幕上尖形波显示，从发射到接受经历时间Δt=0.4ms，那么被监视的目标到雷达的距离为______km。该雷达发出的电磁波的波长为______m。

3

欢迎各位老师踊跃投稿，稿酬丰厚 邮箱：zxjkw@163.com

第 11 页 共 12 页

知识改变命运，学习成就未来

电磁波单元测试答案

1．BD 2． BCD 3． BC 4． AC 5． D 6． C 7． BCD 8． BC 9．C 10．AC 11．BC 12 ．AD 13． D 14 ．AC 15．AC 16．C 17 ．B 18． ACD 19．D 20． D

21．微波； 要产生明显的衍射现象，波长应与缝的尺寸相近．

22．解：先由周期公式求出T?2?LC=1.2π×10s， t=3.14×10

4

－4

－

q，i s时刻是开始振荡后的?T。再看与左图对应的q-t图象（以上极板带

5T/6 正电为正）和与右图对应的i-t图象（以LC回路中有逆时针方向电流

为正），图象都为余弦函数图象。在?T时刻，从左图对应的q-t图象看出，上极板正在充正电；从右图对应的i-t图象看出，L2中的电流向左，正在增大，所以磁场能正在增大。 23．解：调谐电路的频率和被接受电台的频率相同时，发生电谐振，才能收到电台信号。由公式f?12?LC可知，L、C越小，f越大。当调节C达不到目的时，肯定是L太大，所以

应减小L，因此要减小匝数。 24．调制（2分），调谐（2分）

25．解：电磁波的波长越长越容易发生明显衍射，波长越短衍射越不明显，表现出直线传播性。这时就需要在山顶建转发站。因此本题的转发站一定是转发电视信号的，因为其波长太短。

26．解：由s= cΔt=1.2×10m=120km。这是电磁波往返的路程，所以目标到雷达的距离为60km。由c= fλ可得λ= 0.1m

5

欢迎各位老师踊跃投稿，稿酬丰厚 邮箱：zxjkw@163.com

第 12 页 共 12 页

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/n79.html