高中物理专题5电磁振荡与电磁波相对论学案教科版选修34

专题5电磁振荡与电磁波相对论一、麦克斯韦电磁场理论1．对麦克斯韦电磁场理论两个基本看法的理解变化的磁场产生电场，可从以下三个方面理解：①稳固的磁场不产生电场②均匀变化的磁场产生恒定的电场③周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场变化的电场产生磁场，也可从以下三个方面理解：①恒定的电场不产生磁场②均匀变化的电场产生恒定的磁场③周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场2．感觉电场方向的判断变化的磁场产生的感觉电场的方向，与存在闭合回路时产生的感觉电流的方向是同样的．[复习过关]如图1所示是空间磁感觉强度B的变化图像，在它四周空间产生的电场中的某一点场E应是()图1A．逐渐加强B．逐渐减弱C．不变D．没法确立分析由题图可知，磁场均匀加强，依据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的磁场产生恒定的电场，故E不变，选项C对． 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 C2．(多项选择)应用麦克斯韦的电磁场理论判断以下表示电场产生磁场(或磁场产生电场)的关系图像中(每个选项中的上图是表示变化的场，以下图是表示变化的场产生的别的的场)，正确的是()1分析A图中的上图磁场是稳固的，由麦克斯韦的电磁场理论可知四周空间不会产生电场，A图中的以下图是错误的．B图中的上图是均匀变化的电场，应该产生恒定的磁场，以下图的磁场是恒定的，所以B图正确．C图中的上图是振荡的磁场，它能产生同频率的振荡电场，π且相位相差2，C图是正确的．D图的上图是振荡的电场，在其四周空间产生振荡的磁场，但是以下图中的图像与上图对比较，相位相差π，故不正确，所以只有B、C两图正确．答案BC二、LC回路振荡规律、周期及频率1．LC回路中各量的变化规律电容器上的物理量：电荷量q、电场强度E、电场能EE.线圈上的物理量：振荡电流i、磁感觉强度、磁场能EBB．放电过程：q↓—E↓—EE↓―→i↑—B↑—EB↑充电过程：q↑—E↑—EE↑―→i↓—B↓—EB↓充电结束时q、E、EE最大，i、B、EB均为零；放电结束时q、E、EE均为零，i、B、EB最大．2．电磁振荡的周期和频率周期：T＝2πLC1.频率：f＝2πLC[复习过关]3．为了增大LC振荡电路的固有频率，以下方法中可采纳的是()A．增大电容器两极板的正对面积并在线圈中放入铁芯B．减小电容器两极板的距离并增添线圈的匝数C．减小电容器两极板的距离并在线圈中放入铁芯D．减小电容器两极板的正对面积并减小线圈的匝数分析本题观察振荡电路的频率公式f＝1.由此式可知增大固有频率f的方法LC2πLC是减小L或减小C或同时减小L和C．电容器两极板的正对面积增大则C增大，正对面积减小则C减小．在线圈中放入铁芯或增添线圈的匝数则L增大，减小线圈的匝数则L减小，故选项D正确．答案D24．(多项选择)在LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图2所示，则以下说法正确的选项是()图2A．若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电B．若电容器正在充电，则电容器下极板带正电C．若电容器上极板带正电，则线圈中电流正增大D．若电容器正放电，则自感电动势正在阻拦电流增大分析由电流的磁场方向和安培定章可判断振荡电流方向，因为题目中未注明电容器两极板带电状况，可分两种状况谈论．(1)若该时刻电容器上极板带正电，则可知电容器处于放电阶段，电流增大，则C对，A错；(2)若该时刻电容器下极板带正电，则可知电容器处于充电状态，电流在减小，则B对，由楞次定律可判断D对．答案BCD三、电磁波的流传特色及应用1．电磁波谱无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等合起来，便构成了范围特别广阔的电磁波谱．2．各种不一样的电磁波既有共性，又有个性(1)共性：流传不需要介质，真空中流传速度c＝3.0×108m/s，满足公式v＝fλ.个性：不一样电磁波的频率或波长不一样，表现出不一样的特征．波长越长越简单产生干涉、衍射现象，波长越短观察干涉、衍射现象越困难．正是这些不一样的特征决定了它们不一样的用途．[复习过关]5．以下关于电磁波的说法正确的选项是()A．电磁波一定依赖介质流传B．电磁波可以发生衍射现象C．电磁波不会发生偏振现象D．电磁波没法携带信息流传分析电磁波拥有波的共性，可以发生衍射现象，故B正确．电磁波是横波，能发生偏振现象，故C错误．电磁波能携带信息流传，且流传不依赖介质，在真空中也可以流传，故A、D错误．3答案B6．如图3所示为某雷达的荧光屏，屏上标尺的最小刻度对应的时间为2×10－4s，雷达天线朝东方时，屏上的波形如图甲；雷达天线朝西方时，屏上的波形如图乙．问：雷达在何方发现了目标？目标与雷达相距多远？图3分析当日线朝东方时，显示屏上只有发射信号而无反射信号，天线朝西方时，显示屏上既有发射信号也有反射信号，所以目标在西方，由题图可知t＝2×10－3s，2x＝ct，x＝1ct＝1×3×108×2×10－3m22300km.答案西方300km四、时间和空间的相对性1．与运动的惯性系相对静止的人以为两个事件时间间隔为τ，地面观察者测得的时t，则二者之间关系为t＝τ间间隔为v2.1－c22．设尺子的固有长度为l0，观察者与尺子有相对运动时，尺子的长度为l，则有l＝v2l01－c2，即沿运动方向上的长度缩短了．这就是相对论中长度的相对性．[复习过关]7．如图4所示，列车以速度v匀速运动，在车厢里的人量得车厢高为d，一相关于车厢静止的尺子的长度为L0.求：图4地面上的人量得的车厢高度为多少？地面上的人测得的尺子的长度为多少？分析(1)因为在竖直方向上车厢没有运动，所以地面上的人量得车厢高度仍为d；4(2)由长度的相对性得L＝L01－v2c.答案(1)d(2)L01－v2c8．假如一对孪生兄弟A和B，此中B乘坐速度v＝0.9c的飞船飞往大角星，此后又飞回地球．依据A在地球上的观察，大角星离地球有40光年，此次B来回翱翔经历时间为80.8年．假如B在走开地球时，他们的年龄都为20岁，试问当B回到地球时，他们的年龄各有多大？分析设B在飞船惯性系中经历的时间为t′，依据钟慢效应得t＝t′v21－c2即80.8t′＝1－0.92解得t′≈35.2年所以B回到地球时的年龄为tB＝20＋35.2(岁)＝55.2(岁)．A的年龄为tA＝80.8＋20(岁)＝100.8(岁)．答案A的年龄是100.8岁B的年龄是55.2岁五、质速关系和质能方程1．质速关系物体的质量会随物体的速度的增大而增大，物体以速度v运动时的质量m与静止时的质m量m0之间的关系m＝0.v1－2c2．质能关系(1)相关于一个惯性参照系，以速度v运动的物体其拥有的相对论能量2020mc＝E.E＝mc＝vv1－22c1－c此中0＝02为物体相关于参照系静止时的能量．Emc(2)物体的能量变化E与质量变化m的对应关系为2E＝mc.[复习过关]9．爱因斯坦提出了质能方程，揭穿了质量与能量的关系．关于质能方程，以下说法正确的是()A．质量和能量可以互相转变B．当物体向外开释能量时，其质量必定减小，且减小的质量m与开释的能量E满足2E＝mc52C．假如物体的能量增添了E，那么它的质量相应减小m，而且E＝mc2D．mc是物体可以放出能量的总和分析由质能方程可知，质量和能量之间存在必定的对应的关系，而不可以以为质量就是能量，能量就是质量，能量和质量是两个不一样的看法，只有在核反应过程中，质量的减少对应着能量的开释，故B正确．答案B0×10－31kg.10．电子的静止质量m＝9.11试分别用焦耳和电子伏为单位来表示电子的静质能．静止电子经过106V电压加速后，其质量和速率各是多少？分析(1)由质能方程得E0＝m0c2＝9.11×10－31×(3×108)2J－148.2×10－14≈8.2×10J＝1.6×10－19eV≈0.51MeV.(2)由能量关系得2，解得eU1.6×10－19×106kg＋9.11×10－31eU＝(m－m)cm＝c2＋m＝3×108200kg≈2.69×10－30kg.由m＝0，解得v＝c1－08×1－9.11×10－312m/s≈mvm2＝3×10－301－2m2.69×10c2.82×108m/s.答案(1)8.2×10－14J0.51MeV(2)2.69×10－30kg2.82×108m/s6