第3講　電磁振蕩與電磁波

第十二章交變電流電磁振蕩第3講電磁振蕩與電磁波1.了解LC振蕩電路中振蕩電流的產(chǎn)生過程及電磁振蕩過程中能量轉(zhuǎn)化情況。2.掌握電磁振蕩的周期公式和頻率公式。3.理解麥克斯韋電磁場理論，了解電磁波的產(chǎn)生、發(fā)射、傳播和接收過程。學(xué)習(xí)目標(biāo)CONTENTS夯實必備知識研透核心考點提升素養(yǎng)能力目錄單擊此處添加標(biāo)題單擊此處輸入你的正文，文字是您思想的提煉，請盡量言簡意賅的闡述觀點單擊此處添加標(biāo)題單擊此處輸入你的正文，文字是您思想的提煉，請盡量言簡意賅的闡述觀點21夯實必備知識01周期性1.振蕩電流LC充電電流i磁感應(yīng)強(qiáng)度B電場磁場磁場電場周期性電場2.磁場介質(zhì)3×108小λf頻率3.振幅調(diào)制可見光4.1.思考判斷(1)LC振蕩電路中，電容器放電完畢時，回路中電流最小。()(2)LC振蕩電路中，回路中的電流最大時回路中的磁場能最大。()(3)電磁振蕩的固有周期與電流的變化快慢有關(guān)。()(4)振蕩電路的頻率越高，發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越大。()(5)要將傳遞的聲音信號向遠(yuǎn)距離發(fā)射，必須以高頻電磁波作為載波。()(6)只有接收電路發(fā)生電諧振時，接收電路中才有振蕩電流。()(7)解調(diào)是調(diào)制的逆過程。()×√×√√×√2.如圖甲所示為某一LC振蕩電路，圖乙中的i－t圖像為LC振蕩電路的電流隨時間變化的關(guān)系圖像。在t＝0時刻，回路中電容器的上板帶正電，下列說法中正確的是(

)CA.O～a階段，電容器正在充電，電場能正在向磁場能轉(zhuǎn)化B.a～b階段，電容器正在放電，磁場能正在向電場能轉(zhuǎn)化C.b～c階段，電容器正在放電，回路中電流沿順時針方向D.c～d階段，電容器正在充電，回路中電流沿逆時針方向考點一電磁振蕩研透核心考點考點二電磁場與電磁波電磁波譜021.各物理量變化情況(電容器電量最大時開始計時)考點一電磁振蕩2.振蕩電流、極板帶電荷量隨時間的變化圖像B1.如圖1為發(fā)射電磁波的LC振蕩電路，某時刻電路中電流方向如圖所示，此時電容器的上極板帶正電，下極板帶負(fù)電，則下列說法正確的是(

)A.電容器正在放電B.電流正在減小C.線圈中的磁場能正在增大D.電容器中的電場能正在減小

解析由題圖知，電流正流向電容器正極，電容器正在充電，電流正在減小，磁場能轉(zhuǎn)化為電場能，線圈中磁場能正在減小，電容器中的電場能正在增大，故B正確。圖12.如圖2所示是由線圈L和電容器C組成的最簡單的LC振蕩電路。先給電容器充滿電。t＝0時如圖(a)所示，電容器兩板間的電勢差最大，電容器開始放電。t＝0.005s時如圖(b)所示，LC回路中線圈上的電流第一次達(dá)到最大值，則(

)A.此LC振蕩電路的周期T＝0.01sB.t＝0.025s時，回路電流方向與圖(b)中所示電流方向相反C.t＝0.035s時，線圈中的磁場能最大D.t＝0.040s至t＝0.045s時，線圈中的電流逐漸減小C圖2B1.對麥克斯韋電磁場理論的理解考點二電磁場與電磁波電磁波譜恒定的電場不產(chǎn)生磁場恒定的磁場不產(chǎn)生電場均勻變化的電場在周圍空間產(chǎn)生恒定的磁場均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生恒定的電場不均勻變化的電場在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場不均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生變化的電場振蕩電場產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場振蕩磁場產(chǎn)生同頻率的振蕩電場2.電磁波的發(fā)射示意圖(如圖3所示)圖33.電磁波接收的方法(1)利用調(diào)諧產(chǎn)生電諧振，使接收電路的感應(yīng)電流最強(qiáng)。(2)利用解調(diào)把接收電路中的有用信號分離出來。D4.某電路中電場強(qiáng)度隨時間變化的關(guān)系圖像如圖所示，能發(fā)射電磁波的是(

)解析由麥克斯韋電磁場理論知，當(dāng)空間出現(xiàn)恒定的電場時(如題圖A)，由于它不激發(fā)磁場，故無電磁波產(chǎn)生；當(dāng)出現(xiàn)均勻變化的電場時(如題圖B、C)，會激發(fā)出磁場，但磁場恒定，不會在較遠(yuǎn)處激發(fā)出電場，故也不會產(chǎn)生電磁波；周期性變化的電場(如題圖D)，會激發(fā)出周期性變化的磁場，它又激發(fā)出周期性變化的電場……如此交替的產(chǎn)生磁場和電場，便會形成電磁波，故D正確。ACD5.(多選)關(guān)于電磁波的發(fā)射和接收，下列說法中正確的是(

)A.音頻電流的頻率比較低，不能直接用來發(fā)射電磁波B.為了使振蕩電路有效地向空間輻射能量，電路必須是閉合的C.當(dāng)接收電路的固有頻率與接收到的電磁波的頻率相同時，接收電路產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)D.要使電視機(jī)的屏幕上有圖像，必須要有解調(diào)過程解析音頻電流的頻率比較低，需放大后搭載到高頻電磁波上，故A正確；為了使振蕩電路有效地向空間輻射能量，必須是開放電路，故B錯誤；當(dāng)接收電路的固有頻率與接收到的電磁波的頻率相同時，接收電路產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)，故C正確；解調(diào)就是從調(diào)頻或調(diào)幅的高頻信號中把音頻、視頻等調(diào)制信號分離出來的過程，要使電視機(jī)的屏幕上有圖像，必須要有解調(diào)過程，故D正確。A6.電磁波譜就是電磁波按波長大小的順序把它們排列成譜，如圖4所示，由電磁波譜可知(

)A.微波是不可見光B.紅外線可以滅菌消毒C.紫外線的波長比紅外線長D.X射線能在磁場中偏轉(zhuǎn)，穿透力較強(qiáng)，可用來進(jìn)行人體透視

解析微波是不可見光，選項A正確；紅外線有熱效應(yīng)，紫外線可以滅菌消毒，選項B錯誤；紫外線的波長比紅外線短，選項C錯誤；X射線是電磁波，不帶電，在磁場中不偏轉(zhuǎn)，選項D錯誤。圖4AD7.(多選)(2024·廣東廣州市真光中學(xué)檢測)隨著科技的進(jìn)步，越來越多的人使用藍(lán)牙耳機(jī)，手機(jī)與基站及耳機(jī)的通信如圖5所示。若基站與手機(jī)、手機(jī)與耳機(jī)之間通信的電磁波分別為甲波、乙波，則以下說法正確的是(

)A.甲、乙波的頻率都比可見光的頻率小B.真空中甲波的傳播速度比乙波慢C.測量體溫時使用的測溫槍探測的是乙波D.真空中甲波比乙波更容易繞過障礙物圖5解析由圖可知甲、乙兩列波的波長都比可見光波長長，由c＝λf可得，甲、乙兩列波的頻率都比可見光的頻率小，A正確；所有頻率的電磁波在真空中的傳播速度都為3×108m/s，B錯誤；測量體溫時使用的測溫槍探測的是紅外線，而通信用的是無線電波，C錯誤；波長越長的波越容易發(fā)生明顯衍射，甲波的波長比乙波長，所以真空中甲波比乙波更容易繞過障礙物，D正確。提升素養(yǎng)能力01A對點練1電磁振蕩1.在LC振蕩電路中，某時刻線圈中的磁場和電容器中的電場如圖1所示，則此時刻(

)A.電容器正在放電B.振蕩電流正在減小C.線圈中的磁場最強(qiáng)D.磁場能正在向電場能轉(zhuǎn)化A級基礎(chǔ)對點練圖1A2.如圖2所示，L為電感線圈，C為電容器，R為定值電阻，線圈及導(dǎo)線電阻均不計。先閉合開關(guān)S，穩(wěn)定后，再將其斷開，并規(guī)定此時t＝0。當(dāng)t1＝0.03s時，LC回路中電容器左極板帶正電荷且電荷量第一次達(dá)到最大值。則當(dāng)t2＝0.13s時，下列判斷正確的是(

)A.電容器中的電場能最大B.線圈中的磁場能最大C.電流沿順時針方向，電容器正在充電D.電流沿逆時針方向，電容器正在放電圖2BB對點練2電磁場與電磁波電磁波譜4.關(guān)于電磁波，下列說法正確的是(

)A.只要空間某處的電場或磁場發(fā)生變化，就會在其周圍產(chǎn)生電磁波B.電磁波在真空中自由傳播時，其傳播方向與電場強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度均垂直C.利用電磁波傳遞信號可以實現(xiàn)無線通信，但電磁波不能通過電纜、光纜傳輸D.電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生，若波源的電磁振蕩停止，空間的電磁波隨即消失解析均勻變化的電(磁)場產(chǎn)生恒定的磁(電)場，恒定的磁(電)場不會產(chǎn)生電(磁)場，也就不會產(chǎn)生電磁波，A錯誤；變化的電場和磁場相互激發(fā)，且相互垂直，形成的電磁波的傳播方向與電場和磁場均垂直，B正確；電磁波可以通過電纜、光纜傳輸，C錯誤；電磁振蕩停止后，電磁波可以在空間繼續(xù)傳播，直到能量消耗完為止，D錯誤。A5.下列關(guān)于無線電廣播要對電磁波進(jìn)行調(diào)制的原因的說法中正確的是(

)A.經(jīng)過調(diào)制后的高頻電磁波向外輻射能量的本領(lǐng)更強(qiáng)B.經(jīng)過調(diào)制后的電磁波在空間傳播得更快C.經(jīng)過調(diào)制后的電磁波在空間傳播的波長不變D.經(jīng)過調(diào)制后的電磁波在空間傳播的周期不變D6.如圖3所示的后車安裝了“預(yù)碰撞安全系統(tǒng)”，其配備的雷達(dá)會發(fā)射毫米級電磁波(毫米波)，并對前車反射的毫米波進(jìn)行運算，則(

)A.毫米波的頻率比可見光高B.毫米波遇到前車時會發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象C.經(jīng)前車反射后毫米波的速度將比反射前大D.前車的金屬尾板遇到毫米波時會產(chǎn)生極其微弱的感應(yīng)電流圖3解析從電磁波譜的順序可知毫米波的頻率比可見光低，故A錯誤；毫米波的波長遠(yuǎn)小于車的大小，所以遇到前車時不會發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象，故B錯誤；電磁波在空中傳播的速度不會變化，故C錯誤；系統(tǒng)判斷有可能發(fā)生碰撞時會發(fā)出蜂鳴并顯示警示信號，說明前車的金屬尾板遇到毫米波時一定會產(chǎn)生極其微弱的感應(yīng)電流，故D正確。D7.關(guān)于電磁波譜，下列說法中正確的是(

)A.紅外體溫計的工作原理是人的體溫越高，發(fā)射的紅外線越強(qiáng)，有時物體溫度較低，不發(fā)射紅外線，導(dǎo)致無法使用B.紫外線的頻率比可見光低，醫(yī)學(xué)中常用于殺菌消毒，長時間照射人體可能損害健康C.X射線、γ射線頻率較高，波動性較強(qiáng)，粒子性較弱，較難發(fā)生光電效應(yīng)D.手機(jī)通信使用的是無線電波，其波長較長，更容易觀察到衍射現(xiàn)象圖4解析有溫度的物體都會發(fā)射紅外線，A錯誤；紫外線的頻率比可見光高，B錯誤；X射線、γ射線頻率較高，波動性較弱，粒子性較強(qiáng)，較易發(fā)生光電效應(yīng)，C錯誤；手機(jī)通信使用的是無線電波，其波長較長，更容易觀察到衍射現(xiàn)象，D正確。DB級綜合提升練8.圖5甲為LC振蕩電路，極板M的帶電荷量隨時間的變化如圖乙所示。在某段時間里，回路磁場能在減小，電流方向為順時針，則這段時間對應(yīng)圖像中哪一段(

)A.0～t1

B.t1～t2 C.t2～t3

D.t3～t4圖5解析依題意，在LC振蕩電路中，由于回路磁場能在減小，說明線圈L正在對電容器C進(jìn)行充電，把儲存的磁場能轉(zhuǎn)化為電容器極板間的電場能，由于回路中電流為順時針方向，則此時M極板帶正電，且所帶電荷量逐漸增大，結(jié)合題圖可知對應(yīng)這段時間為t3～t4，故D正確。C9.如圖6所示，單刀雙擲開關(guān)S打到a端讓電容器充滿電。t＝0時開關(guān)S打到b端，t＝0.02s時LC回路中電容器下極板帶正電荷且電荷量第一次達(dá)到最大值。則(

)A.LC回路的周期為0.02sB.LC回路的電流最大時電容器中電場能最大C.t＝1.01s時線圈中磁場能最大D.t＝1.01s時回路中電流沿順時針方向圖6BD10.(多選)下列說法正確的是(

)A.在均勻變化的電場周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場，在均勻變化的磁場周圍一定產(chǎn)生均勻變化的電場B.電磁場是周期性變化的電場和磁場交替產(chǎn)生而形成的不可分離的統(tǒng)一體C.在電磁波譜中，最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的是γ射線D.機(jī)械波和電磁波都可發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象圖7解析均勻變化的電場周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，均勻變化的磁場周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的電場，故A錯誤；根據(jù)麥克斯韋理論，電磁場是周期性變化的電場和磁場交替產(chǎn)生而形成的不可分離的統(tǒng)一體，故B正確；在電磁波譜中，無線電波的波長最長，最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的是無線電波，故C錯誤；反射、折射、干涉和衍射是波的特性，機(jī)械波和電磁波它們都可發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象，故D正確。D11.如圖8所示為一理想LC電路，已充電的平行板電容器兩極板水平放置。電路中開關(guān)斷開時，極板間有一帶電灰塵(圖中未畫出)恰好靜止。若不計帶電灰塵對電路的影響，重力加速度為g，灰塵運動時間大于振蕩電路周期。當(dāng)電路中的開關(guān)閉合以后，則(

)A.灰塵將在兩極板間做往復(fù)運動B.灰塵運動過程中加速度方向可能會向上C.電場能最大時灰