学业分层测评知识点一知识点二知识点三做功与能量的变化力力的方向位移能量变化多少能量功的计算
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位移力和位移Fxcosα焦耳焦功的正负合力的功不做功＞正功＜负功代数和W1＋W2＋W3＋……合力F合xcosα高中物理·选修3-4·教科版第三章 电磁振荡 电磁波3.1-3.1电磁振荡 电磁场和电磁波 [目标定位] 1.了解振荡电流、振荡电路及LC电路的振荡过程，会求LC电路的周期与频率.2.了解阻尼振荡和无阻尼振荡.3.了解麦克斯韦电磁场理论的基本观点以及在物理学发展史上的意义.4.了解电磁波的特点及其发展过程，通过电磁波体会电磁场的物理性质． 一、电磁振荡 1．振荡电流的产生 电磁振荡 (1)振荡电流和振荡电路 ①振荡电流：大小和都随时间做周期性迅速变化的电流． ②振荡电路：能够产生的电路．由和 组成的电路是最简单的振荡电路，称为LC振荡电路．预习导学方向振荡电流线圈L电容器C (2)电磁振荡的过程 放电过程：由于电感线圈对交变电流的阻碍作用，放电电流由零逐渐增大，线圈产生的磁场，电容器里的电场逐渐减弱，电场能逐渐转化为磁场能．放电完毕后，全部转化为． 充电过程：电容器放电完毕后，由于线圈的自感作用，电流保持继续流动，电容器将进行，线圈的磁场逐渐减弱，电容器里的电场，磁场能逐渐转化为电场能．充电完毕，电流减小为零，全部转化为.此后电容器再放电，再充电．预习导学逐渐增强电场能磁场能原来的方向反向充电逐渐增强磁场能电场能 (3)电磁振荡 电容器不断地充电和放电，电路中就出现了变化的振荡电流，这种现象叫做电磁振荡．预习导学周期性 2．无阻尼振荡和阻尼振荡 (1)在电磁振荡中，如果没有，振荡将永远持续下去，振荡电流的振幅应该永远，这种振荡叫做无阻尼振荡，如图3－1－1(甲)．预习导学能量损失保持不变图3－1－1 (2)由于电路中有电阻，电路中的能量有一部分要转化成，还有一部分能量以电磁波的形式到周围空间去了．这样，振荡电路中的能量逐渐损耗，振荡电流的振幅，直到停止振荡．这种振荡叫做阻尼振荡．如图3－1－1(乙)．预习导学内能辐射逐渐减小预习导学周期性变化次数无阻尼3．电磁振荡的周期和频率(1)电磁振荡完成一次需要的时间叫做周期.1s内完成周期性变化的叫频率．(2)振荡电路里发生振荡时的周期和频率叫做振荡电路的固有周期、固有频率，简称振荡电路的周期和频率．(3)LC电路的周期T和频率f跟电感线圈的电感L和电容器的电容C的关系是T＝2πeq\r(LC)、f＝eq\f(1,2π\r(LC)). 二、电磁场和电磁波 1．麦克斯韦电磁理论的两个基本假设 (1)变化的磁场能够在周围空间产生电场． (2)变化的电场能够在周围空间产生磁场． 2．电磁场 如果在空间某区域有的电场，那么这个变化的电场就在它周围空间引起变化的，这个变化的磁场又在它周围空间引起变化的电场……于是，变化的电场和变化的磁场交替产生，形成不可分割的统一体，称为电磁场．预习导学不均匀变化磁场 3．电磁波 (1)产生：由的电场和磁场交替产生而形成的电磁场是由近及远传播的，这种变化的电磁场在空间的传播称为电磁波． (2)在1865年从理论上预见了电磁波的存在，1888年物理学家第一次用实验证实了电磁波的存在．还运用自己精湛的实验技术测定了电磁波的波长和频率，得到了电磁波的传播速度，证实了这个速度等于． 预习导学变化麦克斯韦赫兹赫兹光速 (3)电磁波的波长λ，波速v和周期T、频率f的关系： λ＝vT＝. (4)电磁波在真空中的传播速度v＝.预习导学eq\f(v,f)c≈3×108m/s 一、电磁振荡中各物理量的变化情况 如图3－1－2所示课堂讲义课堂讲义图3－1－2课堂讲义 【例1】 某时刻LC振荡电路的状态如图3－1－3所示，则此时刻 ( ) A．振荡电流i在减小 B．振荡电流i在增大 C．电场能正在向磁场能转化 D．磁场能正在向电场能转化图3－1－3课堂讲义 解析 图中电容器上极板带正电荷，图中给出的振荡电流方向，说明负电荷向下极板聚集，所以电容器正在充电，电容器充电的过程中，电流减小，磁场能向电场能转化，所以A、D选项正确． 答案 AD课堂讲义 二、对麦克斯韦电磁场理论的理解 1．恒定的磁场不会产生电场，同样，恒定的电场也不会产生磁场； 2．均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场，同样，均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场； 3．振荡变化的磁场在周围空间产生同频率振荡的电场，同样，振荡变化的电场在周围空间产生同频率振荡的磁场．课堂讲义 【例2】 关于电磁场理论，下列说法正确的是 ( ) A．在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场 B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场 C．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场 D．周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场 解析 根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场能产生磁场，均匀变化的电场产生稳定的磁场，非均匀变化的电场才产生变化的磁场． 答案 D课堂讲义 针对训练 某电路中电场随时间变化的图像如下列各图所示，能发射电磁波的电场是 ( )课堂讲义 解析 图A中电场不随时间变化，不会产生磁场；图B和C中电场都随时间做均匀的变化，只能在周围产生稳定的磁场，也不会产生和发射电磁波；图D中电场随时间做不均匀的变化，能在周围空间产生变化的磁场，而这磁场的变化也是不均匀的，又能产生变化的电场，从而交织成一个不可分割的统一体，即形成电磁场，能发射电磁波． 答案 D课堂讲义三、电磁波与机械波的比较1．电磁波和机械波的共同点(1)二者都能产生干涉和衍射．(2)二者在不同介质中传播时频率不变．(3)二者都满足波的公式v＝eq\f(λ,T)＝λf.课堂讲义 2．电磁波和机械波的区别 (1)二者本质不同 电磁波是电磁场的传播，机械波是质点机械振动的传播． (2)传播机理不同 电磁波的传播机理是电磁场交替感应，机械波的传播机理是质点间的机械作用． (3)电磁波传播不需要介质，而机械波传播需要介质． (4)电磁波是横波，机械波既有横波又有纵波，甚至有的机械波同时有横波和纵波，例如地震波．课堂讲义 【例3】 以下关于机械波与电磁波的说法中，正确的是( ) A．机械波和电磁波，本质上是一致的 B．机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速不仅与介质有关，而且与电磁波的频率有关 C．机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波 D．它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象课堂讲义 解析 机械波由振动产生；电磁波由周期性变化的电场(或磁场)产生，机械波是能量波，传播需要介质，速度由介质决定，电磁波是物质波，波速由介质和自身的频率共同决定；机械波有横波，也有纵波，而电磁波一定是横波，它们都能发生反射、折射、干涉和衍射等现象，故选项B、C、D正确． 答案 BCD 借
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发挥 机械波的传播速度完全由介质决定，而电磁波的传播速度是由介质和频率共同决定.
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