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章末素养提升
物理观念 麦克斯韦电 磁场理论 变化的磁场周围会产生　　　 变化的电场周围会产生　　　
赫兹实验 第一次证实了　　　　的存在
LC振荡 电路 1.电容器的电荷量、电压、场强、电场能的变化规律 2.电路中的电流、线圈中的磁感应强度、磁场能的变化规律 3.周期：T=　　　　　　，频率f=　　　　　　
电磁波的 发射 发射条件
调制
传播途径
电磁波的 接收 电谐振现象：当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波频率相同时，接收电路中振荡电流最强
调谐：使接收电路发生电谐振的过程
检波：把声音、图像信号从接收的载波中“检”出来的过程
电磁波谱 波长由长到短：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线
不同波段电磁波的特性及应用
科学思维 能用电磁振荡解释电场能与磁场能的相互转化；能从不同角度综合思考电与磁的问题
科学探究 能根据实验现象及结果提出问题；能解释赫兹的实验及电磁波的发射与接收
科学态度 与责任 了解麦克斯韦和赫兹对电磁学发展的贡献，认识电磁理论对现代生活及科技的影响
例1　(2023·天津市北辰区高二期末)现代生活中人类与电磁波结下了不解之缘，关于电磁波下列陈述中符合事实的是(　　)
A.麦克斯韦首先用实验证实了电磁波的存在
B.红外线的波长小于紫外线的波长
C.空间有变化的电场(或磁场)存在，不一定能形成电磁波
D.把手机放在抽成真空的玻璃盒中，拨打该手机号码，手机由于接收不到电磁波信号而无法接通
例2　(多选)(2023·福州市高二期中)电磁波在科学研究和日常生活中有着广泛的应用。如图所示，关于电磁波的应用，以下说法正确的是(　　)
A.图甲中经过调制后的电磁波的波长不变
B.图乙中天文学家利用射电望远镜接收无线电波，进行天体物理研究
C.图丙中红外线夜视仪是利用了红外线热效应强的特点
D.图丁中CT机应用人体发射红外线的原理拍摄人体组织
例3　(多选)(2023·福州市高二期末)下列关于电磁场和电磁波的说法正确的是(　　)
A.变化的电场一定能够产生变化的磁场，变化的磁场也一定能够产生变化的电场
B.赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在
C.电磁波的传播需要介质
D.无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波
例4　(2023·南平市高二月考)物理学史上许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程，关于电磁波的发现及应用，下列说法正确的是(　　)
A.微波炉的工作原理是微波能使食物中的水分子热运动加剧从而加热食物
B.赫兹预言了电磁波的存在，麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在
C.电视机遥控器用紫外线遥控，无线电波频率比体检胸透用的电磁波频率高
D.红外线的热效应可以用来杀菌消毒，利用X射线可以进行通信、广播
例5　(2023·福建省德化第一中学校高二月考)太阳表面温度约为6 000 K，主要发出可见光；人体温度约为310 K，主要发出红外线；宇宙间的温度约为3 K，所发出的辐射称为“3 K背景辐射”，它是宇宙“大爆炸”之初在空间上保留下的余热，若要进行“3 K背景辐射”的观测，应该选择下列哪一个波段(　　)
A.无线电波 B.紫外线
C.X射线 D.γ射线
例6　红外遥感卫星通过接收地面物体发出的红外辐射来探测地面物体的状况。地球大气中的水(H2O)、二氧化碳(CO2)能强烈吸收某些波长范围的红外辐射，即地面物体发出的某些波长的电磁波，只有一部分能够通过大气层被遥感卫星接收。如图所示为水和二氧化碳对某一波段不同波长电磁波的吸收情况。由图可知，在该波段红外遥感卫星大致能够接收到的波长范围为(　　)
A.2.5~3.5 μm B.4~4.5 μm
C.5~7 μm D.8~11 μm
例7　(2021·浙江6月选考)大功率微波对人和其他生物有一定的杀伤作用。实验表明，当人体单位面积接收的微波功率达到250 W/m2时会引起神经混乱，达到1 000 W/m2时会引起心肺功能衰竭。现有一微波武器，其发射功率P=3×107 W。若发射的微波可视为球面波，则引起神经混乱和心肺功能衰竭的有效攻击的最远距离约为(　　)
A.100 m　25 m B.100 m　50 m
C.200 m　100 m D.200 m　50 m
例8　实验室里有一水平放置的平行板电容器，其电容C=1 μF。在两极板带有一定电荷量时，发现一带电粉尘恰好静止在两极板间。还有一个自感L=0.1 mH的电感器，现连成如图所示的电路，试分析以下两个问题：(重力加速度为g)
(1)从S闭合时开始计时，经过2π×10-5 s时，电容器内粉尘的加速度大小是多少？(假设此时粉尘未到达极板)
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(2)当粉尘的加速度为多大时，线圈中电流最大？
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答案精析
再现素养知识
电场　磁场　电磁波　2π　　振荡频率　电场　磁场
调幅　调频　天波
例1　C　［麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，而赫兹用实验证实了电磁波的存在，故A错误；红外线的波长大于紫外线的波长，故B错误；均匀变化的电场只能产生恒定的磁场，不能产生电磁波，故C正确；电磁波在真空中也能传播，把手机放在抽成真空的玻璃盒中，手机能接收到电磁波的信号，故D错误。］
例2　AB　［题图甲中为调幅波，不影响频率，故波长不变，A正确；题图乙中天文学家利用射电望远镜接收无线电波，进行天体物理研究，B正确；红外线夜视仪利用红外遥感技术，C错误；CT机通过X射线拍摄人体组织，D错误。］
例3　BD　［变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，但如果是均匀变化的电场(磁场)，则只能产生恒定的磁场(电场)，故A错误；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证明了电磁波的存在，故B正确；电磁波的传播不需要介质，故C错误；无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波，故D正确。］
例4　A　［微波炉的工作原理利用了微波的热效应来加热食物，故A正确；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故B错误；电视机遥控器用红外线遥控，无线电波频率比体检胸透用的电磁波频率低，故C错误；紫外线用于杀菌消毒，X射线具有放射性，不可用于通信、广播，故D错误。］
例5　A　［电磁波谱按波长由长到短的顺序排列为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，由题意知：物体温度越高，其发出的电磁波的波长越短，宇宙间的温度约为3 K，则其发出的电磁波的波长应在无线电波波段，故A正确，B、C、D错误。］
例6　D　［由题图可知8~11 μm波段的电磁波，水和二氧化碳几乎均不吸收，故选D。］
例7　B　［微波有效攻击范围为r时单位面积接收微波功率为P'==，解得r=，则引起神经混乱时有r1== m≈100 m，引起心肺功能衰竭时有r2== m≈50 m，所以B正确，A、C、D错误。］
例8　(1)0　(2)g
解析　(1)LC振荡电路的周期为T=2π=2π s=2π×10-5 s
因此t=2π×10-5 s时，LC振荡电路恰好经历一个周期，此时电容器两极板间电场强度的大小、方向均与初始时刻相同，所以此时粉尘所受合外力为0，加速度大小为0。
(2)电容器放电过程中，两极板的电荷量减小，电路中的电流增大，当电流最大时，两极板的电荷量为零，极板间电场强度为零，此时粉尘只受重力，其加速度大小为g。(共22张PPT)
DISIZHANG
第4章
章末素养提升
再现
素养知识
物理观念 麦克斯韦电 磁场理论 变化的磁场周围会产生_____
变化的电场周围会产生_____
赫兹实验 第一次证实了 的存在
LC振荡电路 1.电容器的电荷量、电压、场强、电场能的变化规律
2.电路中的电流、线圈中的磁感应强度、磁场能的变化规律
3.周期：T=_______，频率f=
电场
磁场
电磁波
2π
物理观念 电磁波的发射 发射条件
调制
传播途径
_____
_____
物理观念 电磁波的接收 电谐振现象：当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波频率相同时，接收电路中振荡电流最强
调谐：使接收电路发生电谐振的过程
检波：把声音、图像信号从接收的载波中“检”出来的过程
电磁波谱 波长由长到短：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线
不同波段电磁波的特性及应用
科学思维 能用电磁振荡解释电场能与磁场能的相互转化；能从不同角度综合思考电与磁的问题
科学探究 能根据实验现象及结果提出问题；能解释赫兹的实验及电磁波的发射与接收
科学态度与责任 了解麦克斯韦和赫兹对电磁学发展的贡献，认识电磁理论对现代生活及科技的影响
　(2023·天津市北辰区高二期末)现代生活中人类与电磁波结下了不解之缘，关于电磁波下列陈述中符合事实的是
A.麦克斯韦首先用实验证实了电磁波的存在
B.红外线的波长小于紫外线的波长
C.空间有变化的电场(或磁场)存在，不一定能形成电磁波
D.把手机放在抽成真空的玻璃盒中，拨打该手机号码，手机由于接收不
　到电磁波信号而无法接通
例1
提能
综合训练
√
麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，而赫兹用实验证实了电磁波的存在，故A错误；
红外线的波长大于紫外线的波长，故B错误；
均匀变化的电场只能产生恒定的磁场，不能产生电磁波，故C正确；
电磁波在真空中也能传播，把手机放在抽成真空的玻璃盒中，手机能接收到电磁波的信号，故D错误。
　(多选)(2023·福州市高二期中)电磁波在科学研究和日常生活中有着广泛的应用。如图所示，关于电磁波的应用，以下说法正确的是
A.图甲中经过调制后的电磁波的波长不变
B.图乙中天文学家利用射电望远镜接收无
　线电波，进行天体物理研究
C.图丙中红外线夜视仪是利用了红外线热
　效应强的特点
D.图丁中CT机应用人体发射红外线的原理
　拍摄人体组织
例2
√
√
题图甲中为调幅波，不影响频率，故波长不变，A正确；
题图乙中天文学家利用射电望远镜接收无线电波，进行天体物理研究，B正确；
红外线夜视仪利用红外遥感技术，C错误；
CT机通过X射线拍摄人体组织，D错误。
　(多选)(2023·福州市高二期末)下列关于电磁场和电磁波的说法正确的是
A.变化的电场一定能够产生变化的磁场，变化的磁场也一定能够产生变
　化的电场
B.赫兹第一次通过实验验证了电磁波的存在
C.电磁波的传播需要介质
D.无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波
例3
√
√
变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，但如果是均匀变化的电场(磁场)，则只能产生恒定的磁场(电场)，故A错误；
麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证明了电磁波的存在，故B正确；
电磁波的传播不需要介质，故C错误；
无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波，故D正确。
　(2023·南平市高二月考)物理学史上许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程，关于电磁波的发现及应用，下列说法正确的是
A.微波炉的工作原理是微波能使食物中的水分子热运动加剧从而加热食物
B.赫兹预言了电磁波的存在，麦克斯韦用实验证实了电磁波的存在
C.电视机遥控器用紫外线遥控，无线电波频率比体检胸透用的电磁波频
　率高
D.红外线的热效应可以用来杀菌消毒，利用X射线可以进行通信、广播
例4
√
微波炉的工作原理利用了微波的热效应来加热食物，故A正确；
麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故B错误；
电视机遥控器用红外线遥控，无线电波频率比体检胸透用的电磁波频率低，故C错误；
紫外线用于杀菌消毒，X射线具有放射性，不可用于通信、广播，故D错误。
　(2023·福建省德化第一中学校高二月考)太阳表面温度约为6 000 K，主要发出可见光；人体温度约为310 K，主要发出红外线；宇宙间的温度约为3 K，所发出的辐射称为“3 K背景辐射”，它是宇宙“大爆炸”之初在空间上保留下的余热，若要进行“3 K背景辐射”的观测，应该选择下列哪一个波段
A.无线电波 B.紫外线
C.X射线 D.γ射线
例5
√
电磁波谱按波长由长到短的顺序排列为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线，由题意知：物体温度越高，其发出的电磁波的波长越短，宇宙间的温度约为3 K，则其发出的电磁波的波长应在无线电波波段，故A正确，B、C、D错误。
　红外遥感卫星通过接收地面物体发出的红外辐射来探测地面物体的状况。地球大气中的水(H2O)、二氧化碳(CO2)能强烈吸收某些波长范围的红外辐射，即地面物体发出的某些波长的电磁波，只有一部分能够通过大气层被遥感卫星接收。如图所示为水和
二氧化碳对某一波段不同波长电磁波的吸
收情况。由图可知，在该波段红外遥感卫
星大致能够接收到的波长范围为
A.2.5~3.5 μm B.4~4.5 μm
C.5~7 μm D.8~11 μm
例6
√
由题图可知8~11 μm波段的电磁波，
水和二氧化碳几乎均不吸收，故选D。
　(2021·浙江6月选考)大功率微波对人和其他生物有一定的杀伤作用。实验表明，当人体单位面积接收的微波功率达到250 W/m2时会引起神经混乱，达到1 000 W/m2时会引起心肺功能衰竭。现有一微波武器，其发射功率P=3×107 W。若发射的微波可视为球面波，则引起神经混乱和心肺功能衰竭的有效攻击的最远距离约为
A.100 m　25 m B.100 m　50 m
C.200 m　100 m D.200 m　50 m
例7
√
微波有效攻击范围为r时单位面积接收微波功率为P'==，解得r=，则引起神经混乱时有r1== m≈100 m，引起心肺功能衰竭时有r2== m≈50 m，所以B正确，A、C、D错误。
　实验室里有一水平放置的平行板电容器，其电容
C=1 μF。在两极板带有一定电荷量时，发现一带电
粉尘恰好静止在两极板间。还有一个自感L=0.1 mH
的电感器，现连成如图所示的电路，试分析以下两
个问题：(重力加速度为g)
(1)从S闭合时开始计时，经过2π×10-5 s时，电容器内粉尘的加速度大小是多少？(假设此时粉尘未到达极板)
例8
答案　0
LC振荡电路的周期为T=2π=2π s=2π×10-5 s
因此t=2π×10-5 s时，LC振荡电路恰好经历一
个周期，此时电容器两极板间电场强度的大小、
方向均与初始时刻相同，所以此时粉尘所受合
外力为0，加速度大小为0。
(2)当粉尘的加速度为多大时，线圈中电流最大？
答案　g
电容器放电过程中，两极板的电荷量减小，电路中的电流增大，当电流最大时，两极板的电荷量为零，极板间电场强度为零，此时粉尘只受重力，其加速度大小为g。

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