第3講電磁振蕩電磁波第十三章交變電流電磁波傳感器目標(biāo)要求1.了解LC振蕩電路中振蕩電流的產(chǎn)生過(guò)程及電磁振蕩過(guò)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(chǎng)理論，了解電磁波的產(chǎn)生、發(fā)射、傳播和接收過(guò)程。考點(diǎn)1電磁振蕩考點(diǎn)2電磁波的特點(diǎn)及應(yīng)用內(nèi)容索引溫馨提示:點(diǎn)擊標(biāo)題鏈接相關(guān)內(nèi)容電磁振蕩贏在微點(diǎn)物理大一輪考點(diǎn)1必|備|知|識(shí)1.振蕩電流和振蕩電路。電路中產(chǎn)生的大小和方向都做

迅速變化的電流叫振蕩電流，產(chǎn)生振蕩電流的電路叫

，最簡(jiǎn)單的振蕩電路由電感線(xiàn)圈L和電容器C組成，稱(chēng)為

振蕩電路。周期性振蕩電路LC2.電磁振蕩。在LC振蕩電路中，電容器不斷地充電、放電，就會(huì)使電路中的電流i、電容器極板上的電荷量q、電容器里的電場(chǎng)強(qiáng)度E、線(xiàn)圈里的磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生周期性的變化，這種現(xiàn)象就是電磁振蕩。3.電磁振蕩中的能量變化。(1)放電過(guò)程中電容器儲(chǔ)存的電場(chǎng)能逐漸轉(zhuǎn)化為線(xiàn)圈中的

能。(2)充電過(guò)程中線(xiàn)圈中的磁場(chǎng)能逐漸轉(zhuǎn)化為電容器的

能。(3)在電磁振蕩過(guò)程中，電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能會(huì)發(fā)生

的轉(zhuǎn)化磁場(chǎng)電場(chǎng)周期性4.電磁振蕩的周期和頻率。(1)周期T=

。(2)頻率f=

。

(1)LC振蕩電路中，電容器放電完畢時(shí)，回路中電流最小(

)(2)LC振蕩電路中，回路中的電流最大時(shí)回路中的磁場(chǎng)能最大(

)關(guān)|鍵|能|力【典例1】如圖甲所示，在振蕩電路實(shí)驗(yàn)中，多次改變電容器的電容并測(cè)得相應(yīng)的振蕩電流的周期，如圖乙所示，以C為橫坐標(biāo)、T2為縱坐標(biāo)，將測(cè)得的數(shù)據(jù)標(biāo)示在坐標(biāo)紙上并用直線(xiàn)擬合數(shù)據(jù)，則線(xiàn)圈的自感系數(shù)為(π2取10)(

)考向1

周期公式的應(yīng)用A.3.75×10-1H B.3.75×10-2HC.3.75×10-6H D.3.75×10-9H

解析考向2

振蕩過(guò)程中各物理量的變化及圖像【典例2】某個(gè)智能玩具的聲響開(kāi)關(guān)與LC電路中的電流有關(guān)，如圖所示為玩具內(nèi)的LC振蕩電路部分。已知線(xiàn)圈自感系數(shù)L=2.5×10-3H，電容器電容C=4μF，在電容器開(kāi)始放電時(shí)(取t=0)，上極板帶正電，下極板帶負(fù)電，則(

)

解析【典例3】如圖所示，i-t圖像表示LC振蕩電路的電流隨時(shí)間變化的圖像，在t=0時(shí)刻，回路中電容器的M板帶正電，在某段時(shí)間里，回路的磁場(chǎng)能在增大，而M板仍帶正電，則這段時(shí)間對(duì)應(yīng)圖像中(

)A.bc段 B.cd段 C.Oa段 D.ab段某段時(shí)間里，回路的磁場(chǎng)能在增大，說(shuō)明回路中的電流在增大，電容器放電，而此時(shí)M板帶正電，則電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较颉Ｔ趖=0時(shí)，電容器開(kāi)始放電，且M極板帶正電，結(jié)合i-t圖像可知，電流以逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎较颍虼诉@段時(shí)間內(nèi)電流為正且正在增大,符合條件的只有圖像中的Oa段，C項(xiàng)正確。解析電磁波的特點(diǎn)及應(yīng)用贏在微點(diǎn)物理大一輪考點(diǎn)2必|備|知|識(shí)1.麥克斯韋電磁場(chǎng)理論。2.電磁波。(1)電磁場(chǎng)在空間由近及遠(yuǎn)地向周?chē)鷤鞑?，形成電磁波?2)電磁波的傳播不需要介質(zhì)，在真空中不同頻率的電磁波相同，都等于

。

(3)波長(zhǎng)、波速和頻率間的關(guān)系：c=

，真空中，電磁波的頻率越高，波長(zhǎng)越

。傳播速率3.0×108m/sλf小3.無(wú)線(xiàn)電波的發(fā)射。(1)發(fā)射條件：①足夠高的

；②電路必須

，使振蕩電路的電場(chǎng)和磁場(chǎng)分散到盡可能大的空間。(2)調(diào)制。①調(diào)制：在電磁波發(fā)射技術(shù)中，使載波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)。②調(diào)制方式：

和

。頻率開(kāi)放調(diào)幅調(diào)頻4.無(wú)線(xiàn)電波的接收。(1)電諧振現(xiàn)象：當(dāng)接收電路的固有頻率跟收到的無(wú)線(xiàn)電波的頻率

時(shí)，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)。(2)調(diào)諧：使接收電路產(chǎn)生電諧振的過(guò)程。(3)解調(diào)：把聲音或圖像信號(hào)從高頻電流中還原出來(lái)的過(guò)程叫解調(diào)，是

的逆過(guò)程。調(diào)幅波的解調(diào)也叫

。相等調(diào)制檢波5.電磁波譜。(1)電磁波譜。按電磁波的波長(zhǎng)大小或頻率高低的順序把它們排列成譜叫作電磁波譜。按波長(zhǎng)從大到小排列的電磁波譜為：無(wú)線(xiàn)電波、

、可見(jiàn)光、

、X射線(xiàn)和γ射線(xiàn)。其遞變規(guī)律為直線(xiàn)傳播能力

，衍射能力減弱。紅外線(xiàn)紫外線(xiàn)增強(qiáng)(2)各種電磁波的產(chǎn)生機(jī)理。無(wú)線(xiàn)電波振蕩電路中電子周期性的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生紅外線(xiàn)、可見(jiàn)光、紫外線(xiàn)原子的外層電子受激發(fā)后產(chǎn)生X射線(xiàn)原子的內(nèi)層電子受激發(fā)后產(chǎn)生γ射線(xiàn)原子核受激發(fā)后產(chǎn)生(1)電磁波只能在真空中傳播，在空氣中不能傳播(

)(2)電磁波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí)，頻率不變，波長(zhǎng)和波速會(huì)改變(

)(3)振蕩電路的頻率越高，發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越大(

)(4)紅外線(xiàn)和紫外線(xiàn)都有很好的熱作用(

)關(guān)|鍵|能|力電磁波與機(jī)械波的比較。

名稱(chēng)項(xiàng)目電磁波機(jī)械波研究對(duì)象電磁現(xiàn)象力學(xué)現(xiàn)象產(chǎn)生由周期性變化的電場(chǎng)、磁場(chǎng)產(chǎn)生由質(zhì)點(diǎn)(波源)的振動(dòng)產(chǎn)生波的特點(diǎn)橫波縱波或橫波波速在真空中等于光速，很大(c=3×108m/s)在空氣中不大(如聲波波速一般為340m/s)是否需要介質(zhì)不需要介質(zhì)(在真空中仍可傳播)必須有介質(zhì)(真空中不能傳播)能量傳播電磁能機(jī)械能考向1

麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論【典例4】麥克斯韋根據(jù)電磁場(chǎng)理論預(yù)言了電磁波的存在，1886年,赫茲通過(guò)實(shí)驗(yàn)捕捉到了電磁波，證實(shí)了麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論。下列說(shuō)法中符合科學(xué)實(shí)際的是(

)A.周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)B.均勻變化的磁場(chǎng)不能產(chǎn)生電場(chǎng)C.電磁波在真空中傳播的速度大于在介質(zhì)中傳播的速度D.電磁波傳播過(guò)程中，電場(chǎng)和磁場(chǎng)是獨(dú)立存在的，沒(méi)有關(guān)聯(lián)周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生周期性變化的電場(chǎng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電磁波在真空中傳播的速度大于在介質(zhì)中傳播的速度，C項(xiàng)正確；電磁波傳播過(guò)程中，電場(chǎng)激發(fā)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)激發(fā)電場(chǎng)，兩者是相互關(guān)聯(lián)的，D項(xiàng)錯(cuò)誤。解析考向2

無(wú)線(xiàn)電波的發(fā)射和接收【典例5】在電磁波發(fā)射技術(shù)中，使電磁波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫調(diào)制，調(diào)制分調(diào)幅和調(diào)頻兩種，如圖所示，甲是需要輸送的低頻信號(hào)，乙和丙是調(diào)制后的電磁波，下列說(shuō)法正確的是(

)A.圖甲低頻信號(hào)可直接發(fā)射，且發(fā)射效率高B.在電磁波的發(fā)射技術(shù)中，圖中乙是調(diào)頻波C.在電磁波的發(fā)射技術(shù)中，圖中丙是調(diào)幅波D.通過(guò)電諧振可以把需要的電磁波接收下來(lái)題圖甲低頻信號(hào)可直接發(fā)射，但發(fā)射效率低，A項(xiàng)錯(cuò)誤；在電磁波的發(fā)射技術(shù)中，題圖中乙是調(diào)幅波，B項(xiàng)錯(cuò)誤；在電磁波的發(fā)射技術(shù)中，題圖中丙是調(diào)頻波，C項(xiàng)錯(cuò)誤；通過(guò)電諧振可以把需要的電磁波接收下來(lái)，D項(xiàng)正確。解析考向3

電磁波的特性及應(yīng)用【典例6】隨著科技的進(jìn)步，越來(lái)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，下列說(shuō)法正確的是(

)A.甲、乙波的頻率都比可見(jiàn)光的頻率大B.真空中甲波的傳播速度比乙波慢C.真空中甲波比乙波更容易繞過(guò)障礙物D.甲波與乙波有可能發(fā)生干涉由題圖可知甲、乙波的波長(zhǎng)都比可見(jiàn)光的波長(zhǎng)大，根據(jù)波長(zhǎng)、波速和頻率關(guān)系式c=λf，甲、乙波的頻率都比可見(jiàn)光的頻率小，