综合讲解·各个击破 专题1 机械波与电磁波 机械波、电磁波都是波就应有很多共同规律,它们由于产生机理不同,也应有各自的特点。 相同点:1、都有波的的一切特性,如:都能产生反射、折射、干涉、衍射等现象。2、波速、波长、频率之间具有同样的关系。 不同点:1、产生机理不同,机械波是由机械振动产生的;电磁波产生机理也不同,有电子的周期性运动产生(无线电波);有原子的外层电子受激发后产生(红外线、可见光、紫外线);有原子的内层电子受激发后产生(伦琴射线);有原子核受激发后产生(射线)。2、介质对传播速度的影响不同①机械波的传播速度由介质决定,与频率无关,即同种介质不同频率的机械波传播速度相同。如声波在温度15时的空气中传播速度为340m/s,温度不同时传播速度不同,但与频率无关。②电磁波在真空中传播速度相同,均为3×108m/s。在同种介质中不同频率的电磁波传播速度不同,频率越大传播速度越小,如:红光和紫光在同种介质中折射率n红小于n紫.③机械波不能在真空中传播,电磁波能在真空中传播,其原因是:机械波传播的是振动形式,通过振动形式传递能量,其本身不是物质,故不能在真空中传播;而电磁波是电磁场在空间的传播,本身就是物质,在真空中可以传播,而在介质中传播速度反而受影响。 注意: 光波是在真空中速度一样在水 玻璃 空气等介质中是不一样的 波在介质中传播时介质决定波长 而速度等于波长与频率的乘积 因各色光自身频率不同 故而此乘积就不一样了 此外 介质的折设率就是用真空和介质中光速的比值求得的。 【例1】一列横波沿直线在空间传播,某时刻直线上相距d的A、B两点均在平衡位置,且AB间仅有一个波峰,经时间t,质点B第一次到达波峰的位置,则这列波的波速为多少? 解析:满足题给条件有以下如答图四种情况:
- 若波A→B,
若波由B→A, (2)若波A→B, B→A, (3)A→B, B→A, (4)A→B, B→A, 综上分析,速度可能值为: 电磁波与机械波的最大区别有两点:①电磁波可以在真空中传播.②电磁波的速度大小还跟频率有关,同一介质中,频率越高波速越小. |
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1. 某同学对机械波和电磁波进行类比,总结出下列内容,其中不正确的是( ) A.机械波的频率、波长和波速三者满足的关系,对电磁波也适用 B.机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象 C.机械波的传播依赖于介质,而电磁波可以在真空中传播 D.机械波既有横波又有纵波,而电磁波只有纵波
1、D.解析:波长、波速、频率的关系对任何波都是成立的,对电磁波当然成立,故A选项正确;干涉和衍射是波的特性,机械波、电磁波都是波,这些特性都具有,故B项正确;机械波是机械振动在介质中传播形成的,所以机械波的传播需要介质而电磁波是交替变化的电场和磁场由近及远的传播形成的,所以电磁波传播不需要介质,故C项正确;机械波既有横波又有纵波,但是电磁波只www.ks5u.com能是横波,其证据就是电磁波能够发生偏振现象,而偏振现象是横波才有的, D项错误。故正确答案应为D。 |
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专题2 电磁振荡的电路分析 1.LC回路的电磁振荡过程中阻碍电流变化的是自感电动势而非电阻,而自感电动势,只是阻碍电流的变化,但不能阻止电流的变化,在振荡过程中,欧姆定律I=U/R不成立。 2.要从能量转化角度理解振荡过程中物理过程的变化及关系。 3.对于振荡过程中,电流随时间变化的图像i—t,电量随时间变化的图的图像e—t,要结合振荡过程深刻理解并能应用处理问题。 【例2】在LC振荡电路中,如已知电容C,并测得振荡的固有周期为T,即可求得电感L,为提高测量精度,需多次测量C值并测得相应的T值。现将测得的六组数据在以C为横坐标,T2为纵坐标的坐标纸,即下图左图中用“·”表示的点。 (1)T、L、C的关系为_________。 (2)根据图中给出的数据点作出T2与C的关系图线。 (3)求得L值得_______。 解析:(1)T=2π (2)由T=2π 得T2=4π2LC,由此可知T2-C图线应是一条直线,斜率k=4π2L,如图3右图,作直线,使数据尽可能靠近直线且均匀分布在直线两侧。 (3)在直线上选取相距较远的两点(1.00×10-7,14.5×10-8)(3.50×10-7,51.0×10-8则L= =0.0371H。
(1)在LC振荡电路中,处于对电容器充电进程有如下特征:电流I大小变小,并且流向电容的正极板,磁感应强度B随I同步变小,磁场能转化为电场能。而两极板间的电压U、电场强度E、电容所带电量Q却逐步变大,线圈两端的自感电动势e也同步变大(因为充电过程中ΔI/Δt变大)。对于电容器的放电过程则有与上述相反的结论。要注意的是i、B、U、E、Q、e的周期是相等的。 (2)在LC振荡电路中,伴随着电磁振荡,会有电磁波向外辐射。对一般的LC电路,辐射的电磁波能量很少,常常忽略。但对于开放式LC电路,伴随电磁振荡,明显有电磁波向外辐射。 (3)LC振荡电路的周期T=2π ,频率f= 。与单摆的振动周期T=2π 、弹簧振子的周期T=2π 相比较,不难发现共性的地方,一是周期由振动系统决定,与外在的因素无关;二是都含有2π和根号 的形式。 |
2.在LC振荡电路中,某一时刻电容器C两极板间的电场线方向和穿过线圈L的磁感线方向,如图1所示,这时有( ) A、电容器正在放电。 B、电路中电流强度在减少。 C、磁场能正在转化为电场能。 D、线圈中产生的自感电动势正在增加。
2、BCD。解析:根据线圈中磁感线的方向,由安培定则容易判断出电流方向是顺时针方向。又电容两极板间的电场方向竖直向下,表明上极板带正电荷,所以此时电路正对电容充电,电流强度将逐渐变小,线圈中的磁场能正逐渐转化为电容间的电场能。若电路中的电流i随时间t的变化关系如图2所示(规定顺时针方向的电流为正),那么本题的状态相当于i-t中的A点,可见A处的斜率( )正在增大,线圈中产生的自感电动势也在增加。本题正确答案为B、C、D。 |
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