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第四章電磁振蕩與電磁波(原卷版)
第1節(jié)電磁振蕩練習(xí)與應(yīng)用
1?一個(gè)LC電路產(chǎn)生電磁振蕩。以橫坐標(biāo)軸表示時(shí)間,縱坐標(biāo)軸既表示電流又表示電壓,試在同一坐標(biāo)系內(nèi),從某一次放電開(kāi)始,畫(huà)出該電路中電流和電容器兩極板間電壓隨時(shí)間變化的i-t圖像和u-t圖像。
2?在上題圖像中的一周期內(nèi),哪段時(shí)間電場(chǎng)能在增大?電場(chǎng)能最大時(shí)電流和電壓的大小有什么特點(diǎn)?哪段時(shí)間磁場(chǎng)能在增大,磁場(chǎng)能最大時(shí)電流和電壓的大小有什么特點(diǎn)?
3?某收音機(jī)中的LC電路,由固定線圈和可調(diào)電容器組成,能夠產(chǎn)生535kHz到1605kHz的電磁振蕩。可調(diào)電容器的最大電容和最小電容之比是多少?
2、
4?為了測(cè)量?jī)?chǔ)罐中不導(dǎo)電液體的高度,將與儲(chǔ)罐外殼絕緣的兩塊平行金屬板構(gòu)成的電容C置于儲(chǔ)罐中,電容C可通過(guò)開(kāi)關(guān)S與電感L或電源相連,如圖4?1-5所示。當(dāng)開(kāi)關(guān)從a撥到b時(shí),由電感L與電容C構(gòu)成的回路中產(chǎn)生振蕩電流。現(xiàn)知道平行板電容器極板面積一定、兩極板間距離一定的條件下,平行板電容器的電容與兩極板間是否有電介質(zhì)存在著確定的關(guān)系,當(dāng)兩極板間充入電介質(zhì)時(shí),電容增大。問(wèn):當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)的液面高度降低時(shí),所
第2節(jié)電磁場(chǎng)與電磁波練習(xí)與應(yīng)用
1. “變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)”,這是麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的重要支柱之一。請(qǐng)你通過(guò)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)事實(shí)和一定的邏輯推理,說(shuō)明這個(gè)結(jié)論的正確性。
2?赫茲在1886年做了一個(gè)有名
3、的實(shí)驗(yàn),證明了電磁波的存在。他把環(huán)狀導(dǎo)線的兩端各固定一個(gè)金屬小球,兩小球之間有一很小間隙,他把這個(gè)裝置放在一個(gè)距離正在放電發(fā)生電火花的感應(yīng)圈不遠(yuǎn)的地方,令他振奮的現(xiàn)象發(fā)生了。他當(dāng)時(shí)看到了什么現(xiàn)象?為什么說(shuō)這個(gè)現(xiàn)象讓他捕捉到了電磁波?
3. 你能否用生活中的例子說(shuō)明電磁波的存在?
4. 我們通常聽(tīng)到的聲音是靠聲波來(lái)傳播的,而手機(jī)接收的是電磁波。請(qǐng)你小結(jié)一下:聲波和電磁波有哪些地方是相同的?有哪些地方存在著差異?
第3節(jié)無(wú)線電波的發(fā)射和接收練習(xí)與應(yīng)用
1. 有4個(gè)容易混淆的名詞:調(diào)制、調(diào)幅、調(diào)頻、解調(diào)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)結(jié)構(gòu)圖來(lái)表明它們的關(guān)系,并說(shuō)明調(diào)幅與調(diào)頻的區(qū)別。
2. 請(qǐng)向你的同學(xué)描述:調(diào)
4、幅波(經(jīng)調(diào)幅后的電磁波)圖像的形狀是怎樣的?描述時(shí),要求用到“載波”“音頻信號(hào)”這兩個(gè)名詞。
3. 我國(guó)第一顆人造衛(wèi)星用20.009MHz和19.995MHz的電磁波發(fā)送信號(hào),求這兩種電磁波的波長(zhǎng)。
4. 某同學(xué)自己繞制天線線圈,制作一個(gè)最簡(jiǎn)單的收音機(jī),用來(lái)收聽(tīng)中波的無(wú)線電廣播。他發(fā)現(xiàn)有一個(gè)頻率最高的中波電臺(tái)收不到,但可以接收其他中波電臺(tái)。為了收到這個(gè)電臺(tái),他應(yīng)該增加還是減少線圈的匝數(shù)?說(shuō)明理由。
第4節(jié)電磁波譜練習(xí)與應(yīng)用
1. 我們根據(jù)什么說(shuō)電磁波是一種物質(zhì)?
2. 波長(zhǎng)為0?6um的紅光,從10m外的交通信號(hào)燈傳到你的眼睛,大約需要多長(zhǎng)時(shí)間?這個(gè)距離是波長(zhǎng)的多少倍?
3.某雷達(dá)站正在跟蹤一架飛機(jī),此時(shí)飛機(jī)正朝著雷達(dá)站方向勻速飛來(lái)。某一時(shí)刻雷達(dá)發(fā)出一個(gè)無(wú)線電脈沖,經(jīng)200us后收到反射波;隔0?8s后再發(fā)出一個(gè)脈沖,經(jīng)198us收到反射波。求飛機(jī)的飛行速度。
4. 除了可見(jiàn)光外,紅外線、紫外線、無(wú)線電波(中波、短波、微波、X射線、Y射線,都是電磁波大家族的成員。請(qǐng)?jiān)谶@些看不見(jiàn)的電磁波中,每種選一個(gè)與你關(guān)系最密切的,或者令你印象最深的實(shí)例,按照波長(zhǎng)由長(zhǎng)至短的順序列舉出來(lái)。
5. 在長(zhǎng)長(zhǎng)的電磁波譜中,能夠引起視覺(jué)的只是波長(zhǎng)為400~760nm這樣很窄的一部分。有趣的是,太陽(yáng)輻射的各種波長(zhǎng)的電磁波中,也是這部分最強(qiáng)。你怎樣解釋這種“巧合”?