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,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版文本样式,单击此处编辑母版文本样式,交变电流电磁波传感器,3,电磁振荡和电磁波电磁波谱,第十一章,交变电流电磁波传感器3电磁振荡和电磁波电磁波谱第十一章,一、电磁振荡,1.,振荡电路：,叫做振荡电流，能够产生振荡电流的电路叫振荡电路，,LC,回路是一种简单的振荡电路.,大小和方向都随时间,做周期性变化的电流,一、电磁振荡大小和方向都随时间,2,.,LC,回路的电磁振荡过程：可以用图象来形象分析电容器充、放电过程中各物理量的变化规律，如图11-3-1所示.,图11-3-1,2.LC回路的电磁振荡过程：可以用图象来形象分析电容器充、放,3,.,LC,回路的振荡周期和频率,注意,：,(1),LC,回路的,T,、,f,只与电路本身性质,L、C,有关.,(2),电磁振荡的周期很小，频率很高，这是振荡电流与普通交变电流的区别.,3.LC回路的振荡周期和频率,4.,LC,电路中振荡电流的产生过程,分析电磁振荡要掌握以下三个要点(突出能量守恒的观点)：,理想的,LC,回路中电场能,E,电,和磁场能,E,磁,在转化过程中的总和,.,回路中电流越大时，,L,中的磁场能,(磁通量越大).,极板上,时，,C,中电场能越大(板间场强越大、两板间电压越高、磁通量变化越大).,不变,越大,电荷量越大,4.LC电路中振荡电流的产生过程不变越大电荷量越大,二、麦克斯韦电磁场理论,变化的电场和磁场总是互相联系的，形成一个不可分离的统一的场，这就是电磁场.,注意：,1,.均匀变化的磁场产生,的电场，不均匀变化的磁场产生,的电场，磁场产生同频率的振荡,电场.,稳定,变化,振荡,二、麦克斯韦电磁场理论稳定变化振荡,2.,的电场产生稳定的磁场，,的电场产生变化的磁场，,电场产生同频率的振荡磁场.,3,.变化磁场在周围空间产生的电场为感应电场(也叫涡旋电场).与由电荷激发的静电场不同，它的电场线是闭合的，它的存在与空间有无导体或闭合电路无关.,均匀变化,不均匀变化,振荡,2. 的电场产生稳定的磁场，的电场产生变化,三、电磁波,1.,变化的电场和磁场从产生的区域由近及远地向周围空间传播开去，就形成了电磁波.,2,.有效地发射电磁波的条件是：,(1),(单位时间内辐射出的能量,P,f,4,)；,(2),形成,电路(把电场和磁场分散到尽可能大的空间里去).,开放,频率足够高,三、电磁波开放频率足够高,3.,电磁波的,E,与,B,的方向彼此垂直，而且都跟波的传播方向垂直，因此电磁波是横波.电磁波的传播不需要靠别的物质作介质，在真空中也能传播.在真空中的波速为,.,4.,电磁波的波速：在真空中电磁波的波速与光速相同，在介质中传播速度小于光速.电磁波的波长、频率、波速三者之间的,关系是：,.此式为真空中传播的电磁波各物理量之间的关系式.,5,.广播、电视、雷达、无线通信等都是电磁波的具体应用.,c,=3.010,8,m/s,3.电磁波的E与B的方向彼此垂直，而且都跟波的传播方向垂,四、电磁波谱,1,.电磁波按波长由大到小的顺序为：无线电波、,、可见光、,、,X,射线、,.,2.,不同电磁波产生机理不同：无线电波由振荡电路中自由电子的周期性运动产生；可见光由原子的外层电子受激后产生；,X,射线由原子的内层电子受激后产生；,射线是原子核受到激发后产生的.,红外线,紫外线,射线,四、电磁波谱红外线紫外线射线,3,.不同电磁波的特性不同：无线电波易发生干涉和衍射；红外线有显著,；可见光可引起视觉反应；紫外线有显著的,；X射线的穿透能力很强；射线的穿透能力更强.,热效应,化学作用,3.不同电磁波的特性不同：无线电波易发生干涉和衍射；红外线有,电磁波,产生机理,特性,应用,无线电波,LC,电路中的周期性振荡,波动性强,无线电技术,红外线,原子的外层电子受激发后产生的,热效应显著，衍射性强,加热，高空摄影，红外遥感,可见光,引起视觉产生色彩效应,照明，摄影，光合作用,紫外线,化学、生理作用显著，能产生荧光效应,日光灯，医疗上杀菌消毒，治疗皮肤病，软骨病等,4,.各种电磁波的产生机理及性质,电磁波产生机理特性应用无线电波LC电路中的周期性振荡波动性强,电磁波,产生机理,特性,应用,伦琴射线,原子的内层电子受激发后产生的,穿透本领很大,医疗透视，工业探伤,射线,原子核受激发后产生的,穿透本领最强,探伤、电离作用，对生物组织的物理、化学作用.医疗上杀菌消毒,续表,电磁波产生机理特性应用伦琴射线原子的内层电子受激发后产生的穿,麦克斯韦电磁场理论的应用,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,麦克斯韦电磁场理论的应用,根据麦克斯韦的电磁场理论，只有变化的电场才产生磁场，均匀变化的电场产生稳定的磁场，非均匀变化的电场产生变化的磁场，正确选项为D.,在理解麦克斯韦电磁场理论时，要注意静电场不产生磁场，静磁场也不产生电场，还要注意根据电场（或磁场）的变化情况来确定所产生的是什么样的磁场（或电场）.,根据麦克斯韦的电磁场理论，只有变化的电场才产生磁场，均匀,变式训练1：,关于电磁场和电磁波，下列叙述中正确的是( ),A均匀变化的电场在它周围空间产生均匀变化的磁场,B电磁波和机械波一样依赖于介质传播,C电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直，且与波的传播方向垂直,D只要空间某个区域有变化的电场或磁场，就能产生电磁波,变式训练1：关于电磁场和电磁波，下列叙述中正确的是,解析：,根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的电场在它的周围只能产生恒定的磁场，A不对电磁波本身是一种物质，它的传播不需要介质，B不对电磁波是横波，,C正确,振荡电场磁场相互产生并向远处传播形成电磁波，D错误,解析：根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的电场在它,基础训练,1.,下列关于电磁波的叙述中，正确的是( ),A电磁波是恒定的电、磁场由发生区域向远处的传播,B电磁波在任何介质中的传播速度均为310,8,m,/,s,C电磁波由真空进入介质传播时，波长变短,D电磁波不能产生干涉、衍射现象,C,基础训练 1.下列关于电磁波的叙述中，正确的是(,基础训练,2.,关于紫外线的以下说法中正确的是( ),A照射紫外线可增进人体对钙质的吸收因此人们应尽可能多地接受紫外线的照射,B紫外线是一种可见光,C紫外线有很强的荧光效应，可用来防伪,D紫外线有杀菌消毒的作用，是因为其有热效应,C,基础训练2.关于紫外线的以下说法中正确的是( ),基础训练,3.,在下列说法中符合实际的是( ),A医院里常用,X,射线对病房和手术室消毒,B医院里常用红外线对病房和手术室消毒,C在人造地球卫星上对地球进行拍摄是利用紫外线有较好的分辨能力,D在人造地球卫星上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力,D,基础训练3.在下列说法中符合实际的是( )D,基础训练,4.,磁场的磁感应强度,B,随时间,t,变化的四种情况，如下图所示，其中能产生恒定电场的有_图示的磁场，能产生持续电磁波的有,_,图示的磁场,BC,D,基础训练 4.磁场的磁感应强度B随时间t变化的四种情,基础训练,5.,雷达是运用电磁波来工作的，它发射的电磁波频率多在300,MHz,至1000,MHz,的范围内，已知真空中光速,c,=310,8,m,/,s,.下列说法中不正确的是( ),A电磁波可由恒定不变的电场和磁场产生,B电磁波可由周期性变化的电场或磁场产生,C雷达发射的电磁波在真空中的波长范围多在0.3,m,至1,m,之间,D雷达与目标之间的距离可由电磁波从发射到接收的时间间隔确定,A,基础训练 5.雷达是运用电磁波来工作的，它发射的电,提升训练,6.,2008年中国北京奥运会为了实现全球的电视转播，我国政府设计了多种方案，下面正确的一种是( ),A只需运用一颗同步卫星，在赤道平面上空运行,B至少需运用三颗同步卫星，在赤道平面上空运行,C只需运用一颗同步卫星，绕着通过南北极的上空运行,D至少需运用三颗同步卫星，绕着通过南北极的上空运行,提升训练 6.2008年中国北京奥运会为了实现全球,提升训练,解析：,同步卫星只能在赤道平面上空，通过南、北极上空的卫星不可能是同步卫星由于电视信号属于微波段，只能直接传播，为了覆盖全球，至少需要发射三颗同步卫星,所以正确答案选B.,提升训练 解析：同步卫星只能在赤道平面上空，通过南、,提升训练,7.,某时刻LC回路中电容器中的电场方向和线圈中的磁场方向如图1132所示则这时电容器正在,_,(充电还是放电)，电流大小正在,_,(增大还是减小),图1132,充电,减小,提升训练 7.某时刻LC回路中电容器中的电场方向和,提升训练,解析：,由安培定则可知回路中的电流方向为逆时针方向，而上极板是正极板，所以这时电容器正在充电；因为充电过程电场能增大，所以磁场能减小，电流在减小,提升训练 解析：由安培定则可知回路中的电流方向为逆,提升训练,*,8.,一台收音机，把它的调谐电路中的可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出，仍然收不到某一较高频率的电台信号要想收到该电台信号，应该,_,(增大还是减小)电感线圈的匝数,提升训练 *8.一台收音机，把它的调谐电路中的可,9.,“,神舟七号”载人飞船成功发射，如果你想通过同步卫星转发的无线电话与航天员通话，则在你讲完话后，至少要等多长时间才能听到对方的回话？(已知地球的质量为,M,=6.0,10,24,kg,，地球半径为,R,=6.4,10,6,m,，万有引力恒量,G,=6.67,10,-11,N,m,2,/,kg,2,，结果保留两位有效数字),提升训练,9.“神舟七号”载人飞船成功发射，如果你想通过同步卫星转发,提升训练,提升训练,
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