高中物理,选修3---4,第十四章《电磁波》,全章导学案,(附同步强化训练,与详细参考答案)汇总

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8. 解析:声波属于机械波,其传播需要介质,传播速度小于电磁波的传播速度;鼓膜的振动是空气的振动带动的,人耳听不到电磁波;电磁波的传播不需要介质,人耳听不到电磁波;二胡和电子琴发出的都是声波。

答案:A

9. 解析:当磁场均匀增加时,根据麦克斯韦电磁场理论,将激起稳定的电场,带电粒子将受一个电场力作用,该力对带电粒子做正功,所以粒子的动能将增大,选项B正确。

答案:B

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v3×10

10. 解析:由公式v=λf可得,λmin== m=0.3 m,λ

fmax1 000×1068

v3×10= mmax=

fmin200×106=1.5 m,A正确;电磁波是由周期性变化的电场或磁场产生的,B错误;由雷达的工作原理可知C正确;波长越短的电磁波,传播的直线性越好,反射性能越强,D正确。

答案:A、C、D

11. 【答案】A、B、C

【解析】本题可以根据电磁波的特点和声波的特点进行分析。选项A、B均与事实相符,所以A、B正确;根据λ= ,电磁波波速变小,频率不变,波长变小;声波速度变大,频率不变,波长变大,所以选项C正确;电磁波在介质中的速度,与介质有关,也与频率有关,在同一种介质中,频率越大,波速越小,所以选项D错误。

12. 解析:因为玻璃圆环所在处有均匀变化的磁场,在周围产生稳定的旋涡电场,对带正电的小球做功。由楞次定律,判断电场方向为顺时针方向。在电场力作用下,小球先沿逆时针方向做减速运动,后沿顺时针方向做加速运动。小球在水平面内沿轨迹半径方向受两个力作用:环的弹力FN和磁场的洛伦兹力F=Bqv,而且两个力的矢量和时刻等于小球做圆周运动的向心力。考虑到小球速度大小的变化和方向的变化以及磁场强弱的变化,弹力FN和洛伦兹力F不一定始终在增大。磁场力始终与圆周运动的线速度方向垂直,所以磁场力对小球不做功。

答案:C、D

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§§14.2《电磁振荡》与§§14.3《电磁波的发射和接收》

导学案

【教学目标】

1.知道什么是LC振荡电路和振荡电流。 2.知道LC回路中振荡电流的产生过程。 3.知道LC回路的周期和频率公式。

4.知道什么样的电磁振荡和电路有利于向外发射电磁波。

5.了解利用电磁波传递信号要对电磁波进行调制,调制方法有两种:调幅和调频。知道什么是调制、什么是调幅和调频。

6.知道接收需要的电磁波要进行调谐,知道还原信号还要进行解调,了解什么是调谐和解调。

重点:知道什么是调制、什么是调幅和调频。了解什么是调谐和解 难点:知道产生电磁振荡过程中,LC振荡电路中的能量转换情况 【自主预习】

1.大小和方向都做周期性迅速变化的电流,叫做________电流,产生________的电路叫做振荡电路。

2.由________和________组成的电路,就是最简单的振荡电路,称为LC振荡电路。 3.在LC振荡电路中,通过电容器不断地________,从而使电路中出现了大小、方向都在变化的电流,即振荡电流。当电容器放电结束时,电路中的________最大,________最小;当电容器充电结束时,电路中的________能最大,________能最小。

4.要有效地发射电磁波,振荡电路必须具有如下特点:第一,要有足够高的________。第二,振荡电路的电场和磁场必须分散到________的空间,这样才能有效地把能量辐射出去。

5.实际应用中的开放电路,线圈的一端用导线与大地相连,这条导线叫做________;线圈的另一端与高高地架在空中的________相连。

6.在电磁波发射技术中,使电磁波随各种信号而改变的技术叫做________。 7.一种调制的方法是使高频电磁波的________随信号的强弱而变,这种调制叫做调幅(AM);另一种调制的方法是使高频电磁波的________随信号的强弱而变,这种调制叫做调频(FM)。

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8.当接收电路的________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,这种现象叫做________。使接收电路产生________的过程叫做调谐。

9.使声音或图像信号从高频电流中还原出来,这个过程是________的逆过程,叫做________。调幅波的________也叫检波。 10. (1)无线电波

①无线电波:无线电技术中使用的波长大于1 mm的电磁波。 ②无线电波的波长范围从几毫米到几十千米。

③无线电波按波长(或频率)分成若干个波段,各个波段有其不同的主要用途。 (2)有效发射电磁波的条件

①要有足够高的振荡频率。 ②采用开放电路 。 11. 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,这种现象叫电谐振。

(2)调谐:使接收电路产生电谐振的过程叫调谐。能够调谐的接收电路叫做调谐电路。 调谐的方法一般是改变电路的L或C。

(3) 解调:要使声音或图像信号从高频电流中还原出来,这个过程是调制的逆过程,叫做解调。调幅波的解调也叫检波。 【典型例题】 一、无线电波的发射

【例1】要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领,应该采取的措施是( )

A.增加辐射波的波长

B.使振荡电容的正对面积足够小 C.尽可能使电场和磁场分散开 D.增加回路中的电容和电感

【例2】为了增大无线电台向空间辐射无线电波的能力,对LC振荡电路结构可采取下列哪些措施( )

A.增大电容器极板的正对面积 B.增大电容器极板的间距 C.增大自感线圈的匝数 D.提高供电电压

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二、无线电波的接收

【例3】如图所示,为某人收音机接收电路,其电感为L=10 mH,为了接收波长为500 m的电磁波,其电容器C应调到多少?

【例4】调谐电路的可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出仍接收不到较高频率电台发出的电信号,要收到电信号,应( )

A.增大调谐电路中线圈的匝数 B.加大电源电压

C.减少调谐电路中线圈的匝数 D.将线圈中的铁芯取走

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§§14.2与§§14.3与例题详细参考答案:

1. 【答案】B

【解析】理论证明,电磁波发射本领(功率)与频率(f)成正比,电磁场尽可能扩散到周围空间,形成开放电路。f=只有B符合题意。

2. 解析:要增大无线电台向空间辐射电磁波的能力,必须提高其振荡频率,由f=

12π

εrS

,C=,要使f增大,应减小L或C,通过选项,

4πkdLC

12?LC知,可减小L和C以提高f,要减小L可采取减少线圈匝数,向外抽出铁芯的办法,要减小C可采取增大极板间距,减小正对面积,减小介电常数的办法。故B正确,A、C、D错误。 答案:B

3. 【答案】7.04×10 μF 【解析】该电磁波的频率为 f=c/λ=3×10/500 Hz=6×10 Hz 那么该电路的固有频率也应调到f。

由电磁振荡的频率公式得C=1/4π2f2L,代入数据得C=7.04×10 μF

4. 解析:当调谐电路的固有频率等于接收电磁波的频率时,发生电谐振才能较好地收到电台信号,本题中收不到信号的原因是调谐电路的固有频率低,由f=调节的情况下,可减小L以提高f,故C、D正确。答案:C、D

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8

5

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12?LC知在C无法再

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