3.电磁波的应用

要知道广播、电视、雷达、无线通信等都是电磁波的具体应用。

[例题10]某防空雷达发射的电磁波频率为f=3×103MHZ,屏幕上尖形波显示,从发射到接受经历时间Δt=0.4ms,那么被监视的目标到雷达的距离为______km。该雷达发出的电磁波的波长为______m。

解:由s= cΔt=1.2×105m=120km。这是电磁波往返的路程,所以目标到雷达的距离为60km。由c= 可得λ= 0.1m

[例题11]电子感应加速器是利用变化磁场产生的电场来加速电子的。在圆形磁铁的两极之间有一环形真空室,用交变电流励磁的电磁铁在两极间产生交变磁场,从而在环形室内产生很强的电场,使电子加速。被加速的电子同时在洛伦兹力的作用下沿圆形轨道运动。设法把高能电子引入靶室,能使其进一步加速。在一个半径为r=0.84m的电子感应加速器中,电子在被加速的4.2ms内获得的能量为120MeV。这期间电子轨道内的高频交变磁场是线性变化的,磁通量从零增到1.8Wb,求电子共绕行了多少周?

解:根据法拉第电磁感应定律,环形室内的感应电动势为,设电子在加速器中绕行了N周,则电场力做功NeE应该等于电子的动能EK,所以有N= EK/Ee,带入数据可得N=2.8×105周。 

[例题12]如图所示,半径为 r 且水平放置的光滑绝缘的环形管道内,有一个电荷量为 e,质量为 m 的电子。此装置放在匀强磁场中,其磁感应强度随时间变化的关系式为 B=B0+kt(k>0)。根据麦克斯韦电磁场理论,均匀变化的磁场将产生稳定的电场,该感应电场对电子将有沿圆环切线方向的作用力,使其得到加速。设t=0时刻电子的初速度大小为v0,方向顺时针,从此开始后运动一周后的磁感应强度为B1,则此时电子的速度大小为

A.  B.   C.   D.

解:感应电动势为E=kπr2,电场方向逆时针,电场力对电子做正功。在转动一圈过程中对电子用动能定理:,B正确;由半径公式知,A也正确,答案为AB。

[例题13]如图所示,平行板电容器和电池组相连。用绝缘工具将电容器两板间的距离逐渐增大的过程中,关于电容器两极板间的电场和磁场,下列说法中正确的是

A.两极板间的电压和场强都将逐渐减小

B.两极板间的电压不变,场强逐渐减小

C.两极板间将产生顺时针方向的磁场

D.两极板间将产生逆时针方向的磁场

解:由于极板和电源保持连接,因此两极板间电压不变。两极板间距离增大,因此场强E=U/d将减小。由于电容器带电量Q=UCd增大时,电容C减小,因此电容器带电量减小,即电容器放电。放电电流方向为逆时针。在引线周围的磁场方向为逆时针方向,因此在两极板间的磁场方向也是逆时针方向。选BD。

 0  439406  439414  439420  439424  439430  439432  439436  439442  439444  439450  439456  439460  439462  439466  439472  439474  439480  439484  439486  439490  439492  439496  439498  439500  439501  439502  439504  439505  439506  439508  439510  439514  439516  439520  439522  439526  439532  439534  439540  439544  439546  439550  439556  439562  439564  439570  439574  439576  439582  439586  439592  439600  447090 

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