选修3-4《电磁波与相对论简介》学案答案.doc

课题：电磁波 相对论简介
【重点知识梳理】
1．麦克斯韦电磁场理论的要点:
（1）变化的磁（电）场所产生的电（磁）场取决于 。
具体地说，均匀变化的磁（电）场将产生_______的电（磁）场，非均匀变化的磁（电）场将产生_______的电（磁）场，周期性变化的磁（电）场将产生周期相同的___________的电（磁）场。
（2）_______的磁场和变化的电场互相联系着，形成一个不可分离的统一体——电磁场。
2．电磁波传播规律。
电磁波在真空（空气）中传播速度为 C=____________m/s
其波长λ，频率f与波速C间的关系为 C=_______
3、电磁振荡，
电磁振荡产生的震荡电流是交变电流，电容器极板上的电荷量、电路中的电流、电容器的电场强度、线圈里的磁感应强度都在_______性的变化着。
4.电磁波的发射和接受
(1)有效发射电磁波的条件：
1）要有足够_______的振荡频率。频率越_______，发射电磁波的本领越大。
2）电路必须_______，使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间。
(2)调制、调谐、解调三个过程的理解
调制：使电磁波随各种信号（如：声音、图象等）而改变的技术叫做调制。
调谐：使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐。
解调：从接收到的高频信号中还原出所携带的声音或图像信号的过程。调幅波的解调叫做检波。
5.电磁波谱及其应用
(1)按波长从大到小的顺序
无线电波，____________，可见光，______________，X射线（伦琴射线），______________
2.电磁波的应用：
①天文学家用射电望远镜接受天体辐射的无线电波，进行天体物理研究
②红外线的热效应、遥感、夜视仪
③天空看起来是蓝色的是由于波长较短的光比波长较长的光更容易被散射
④紫外线杀菌消毒，荧光效应
⑤利用X射线检查金属零件内部的缺陷，医学上用X射线来“透视”
⑥利用γ射线治疗某些癌症，也可用于探测金属内部的缺陷
6.狭义相对论的基本假设
在不同的惯性参考系中，一切物理定律都是______________的
真空中的光速在不同的惯性参考系中都是______________的
7.狭义相对论的几个重要结论
（1）长度的相对性 （2）时间的相对性
（3）相对论速度变换公式 （4）相对论质量
【分类典型例题】
题型一:电磁场与电磁波
【例1】按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中正确的是（ ）
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
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
【变式训练1】右图中，内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于环口径的带正电的小球，正以速率v0沿逆时针方向匀速转动。若在此空间突然加上竖直向上、磁感应强度B随时间成正比例增加的变化磁场，设小球运动过程中的电量不变，那么（ ）
v0
B
A.小球对玻璃环的压力不断增大
B.小球受到的磁场力不断增大
C.小球先沿逆时针方向做减速运动，过一段时间后，沿顺时针方向做加速运动
D.磁场力一直对小球不做功
题型二:电磁振荡
a K b
C1 L1
L2
C2
K
【例2】右边两图中电容器的电容都是C=4×10-6F，电感都是L=9×10－4H，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=3.14×10－4s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）。

【变式训练2】如图为ＬＣ振荡电路中电容器极板上的电荷量随时间变化的图线，由图可知（ ）
Ａ．在时刻，电路的磁场能最小
Ｂ．从到，电路中的电流值不断变小
Ｃ．从到，电容器不断充电
Ｄ．在时刻电容器的电场能最小
题型三:电磁波的发射和接受
【例3】有一ＬＣ振荡电路，能产生一定波长的电磁波，若要产生波长比原来短些的电磁波，可采取的措施为（ ）
Ａ．增加线圈的匝数
Ｂ．在线圈中插入铁芯
Ｃ．减小电容器极板间的距离
Ｄ．减小电容器极板正对面积
【变式训练3】某雷达站正在观察飞机飞行，设飞机正对雷达站匀速飞来，从某一时刻发出一束电磁波，经200μs收到反射波；隔4 s后再发出一束电磁波，经186μs收到反射波，求飞机的飞行速度。
题型四:电磁波谱及其应用
【例4】红外线夜视仪是利用了 ( )
A．红外线波长长,容易绕过障碍物的特点
B．红外线热效应强的特点
C．一切物体都在不停地辐射红外线的特点
D．红外线是不可见光的特点
【变式训练4】关于Χ射线和γ射线，以下说法正确的是 ( )
A．都是波长极短，频率很高的电磁波
B．都是原子的内层电子受到激发后产生的
C．都是原子核受激后产生的
D．都是波长很长的电磁波
题型五:相对论
【例5】1905年爱因斯坦提出了狭义相对论，狭义相对论的出发点是以两条基本假设为前提的，这两条基本假设是 （ ）
A、同时的绝对性与同时的相对性
B、运动的时钟变慢与运动的尺子缩短
C、时间间隔的绝对性与空间距离的绝对性
D、相对性原理与光速不变原理
【变式训练5】如果宇航员驾驶一艘宇宙飞船，以接近光速的速度朝某一星球飞行，他是否可以根据下列变化感觉到自己在运动 （ ）
A．身体质量在减小
B．心脏跳动变慢
C．身体质量在增加
D．永远不可能由自身的变化知道他是否在运动
参考答案
例1 B、D
q，i
O t
5T/6
变式训练1 分析：因为玻璃环所处有均匀变化的磁场，在周围产生稳定的涡旋电场，对带正电的小球做功，由楞次定律，判断电场方向为顺时针，在电场力的作用下，小球先沿逆时针方向做减速运动，过一段时间后，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：环的弹力N和磁场的洛仑兹力f，而且两个力的矢量和始终提供向心力，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，弹力和洛仑兹力不一定始终在增大。洛仑兹力始终和运动方向垂直，所以磁场力不做功。正确为CD。
例2 先由公式求出=1.2π×10－4s， t=3.14×10－4s时刻是开始振荡后的。再看与左图对应的q-t图象（以上极板带正电为正）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。
变式训练2 ：ACD
例3：D
变式训练3 525m/s
例4：A
变式训练4 BC
例5： D
变式训练5 D
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