第3講電磁振蕩與電磁波第十二章交變電流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)目

錄CONTENTS夯實(shí)必備知識01研透核心考點(diǎn)02提升素養(yǎng)能力03夯實(shí)必備知識11.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

電場2.磁場介質(zhì)3×108小λf開放3.高頻振蕩頻率振幅調(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。()×√×√√×√C2.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(

)A.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研透核心考點(diǎn)2考點(diǎn)二電磁場與電磁波電磁波譜考點(diǎn)一電磁振蕩考點(diǎn)一電磁振蕩1.振蕩電流、極板帶電荷量隨時間的變化圖像2.各物理量變化情況(電容器電荷量最大時開始計(jì)時)時刻(時間)0→→→→T工作過程放電過程充電過程放電過程充電過程電荷量q變小變大變小變大電壓u變小變大變小變大電場強(qiáng)度E變小變大變小變大電流i變大變小變大變小磁感應(yīng)強(qiáng)度B變大變小變大變小能量轉(zhuǎn)化E電→E磁E磁→E電E電→E磁E磁→E電1.(多選)某時刻LC振蕩電路的自感線圈L中的電流產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向如圖所示。下列說法正確的是(

)跟蹤訓(xùn)練BCA.若電容器上極板帶正電，則電容器正在充電B.若電容器上極板帶負(fù)電，則線圈中的電流正在減小C.若磁場正在增強(qiáng)，則電容器兩極板間的電場強(qiáng)度正在減小D.若磁場正在減弱，則線圈的自感電動勢正在減小解析

根據(jù)磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向可知，回路中的電流為逆時針方向，若電容器上極板帶正電，則電容器正在放電，故A錯誤;若電容器上極板帶負(fù)電，則電容器正在充電，則線圈中的電流正在減小，故B正確;若磁場正在增強(qiáng)，則回路中電流正在變大，電容器在放電，電容器兩極板間的電壓減小，電容器兩極板間的電場強(qiáng)度正在減小，故C正確;若磁場正在減弱，則回路中電流正在變小，電容器在充電，電流減小的越來越快，則線圈的自感電動勢正在增加，故D錯誤。2.(2025某省市教育聯(lián)盟模擬)為了保證考試的公平，大型考試中廣泛使用了金屬探測器，圖甲就是一款常用的金屬探測器，其的線圈與電容器構(gòu)成LC振蕩電路，結(jié)構(gòu)原理如圖乙所示，線圈靠近金屬時，線圈的自感系數(shù)增大。若某時刻電路中的電流方向如圖所示，電容器A極板帶正電，則下列說法正確的是(

)CA.電路中的電流正在增大B.電容器兩板的電壓在減小C.線圈中的自感電動勢在增大D.線圈靠近金屬時，LC振蕩電路的小

3.(2025·江西九師聯(lián)盟聯(lián)考)如圖甲所示，在LC振蕩電路實(shí)驗(yàn)中，多次改變電容器的電容C并測得相應(yīng)的振蕩電流的T，如圖乙所示，以C為橫坐標(biāo)、T2為縱坐標(biāo)，將測得的數(shù)據(jù)標(biāo)示在坐標(biāo)紙上并用直線擬合數(shù)據(jù)，則(

)DA.電路中的磁場能最大時，電容器板間電場能最大B.電容器板間電場強(qiáng)度增大時，電路中電流正在增大C.電容器帶電荷量最大時，電路中電流最大D.可由T2－C圖像計(jì)算線圈的自感系數(shù)

方法技巧

LC振蕩電路充、放電過程的判斷方法根據(jù)電流流向判斷當(dāng)電流流向帶正電的極板時，電容器的電荷量增加，磁場能向電場能轉(zhuǎn)化，處于充電過程;反之，當(dāng)電流流出帶正電的極板時，電荷量減少，電場能向磁場能轉(zhuǎn)化，處于放電過程根據(jù)物理量的變化趨勢判斷當(dāng)電容器的帶電荷量q(電壓U、電場強(qiáng)度E)增大或電流i(磁感應(yīng)強(qiáng)度B)減小時，處于充電過程;反之，處于放電過程根據(jù)能量判斷電場能增加時充電，磁場能增加時放電考點(diǎn)二電磁場與電磁波電磁波譜1.對麥克斯韋電磁場理論的理解恒定的電場不產(chǎn)生磁場恒定的磁場不產(chǎn)生電場均勻變化的電場在間產(chǎn)生恒定的磁場均勻變化的磁場在間產(chǎn)生恒定的電場不均勻變化的電場在間產(chǎn)生變化的磁場不均勻變化的磁場在間產(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(如圖所示)3.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。4.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(

)跟蹤訓(xùn)練D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;變化的電場(如題圖D)，會激發(fā)出變化的磁場，它又激發(fā)出變化的電場……如此交替的產(chǎn)生磁場和電場，便會形成電磁波，故D正確。5.(2024·天津和平區(qū)模擬)“中國天眼”位于貴州的大山深處，它通過接收來自宇宙深處的電磁波，探索宇宙。關(guān)于電磁波下列說法正確的是(

)A.機(jī)場安檢是利用γ射線穿透本領(lǐng)強(qiáng)的特點(diǎn)來探測行的物品B.機(jī)械波在介質(zhì)中的波速與頻率無關(guān)，電磁波在介質(zhì)中的波速與頻率有關(guān)C.麥克斯韋電磁場理論告訴我們，變化的電場一定產(chǎn)生變化的磁場D.所有物體都發(fā)射紅外線，因此可利用紅外線設(shè)計(jì)防偽措施B解析

機(jī)場安檢是利用X射線穿透本領(lǐng)強(qiáng)的特點(diǎn)來探測行的物品，故A錯誤;機(jī)械波在介質(zhì)中的波速由介質(zhì)決定，與頻率無關(guān)，電磁波在介質(zhì)中的波速與頻率有關(guān)，故B正確;麥克斯韋電磁場理論告訴我們，均勻變化的電場產(chǎn)生恒定的磁場，故C錯誤;所有物體都發(fā)射紅外線，可利用紫外線的熒光效應(yīng)設(shè)計(jì)防偽措施，故D錯誤。6.(2025·廣東肇慶模擬)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(

)CA.甲、乙波的頻率都比可見光的頻率大B.真空中甲波的傳播速度比乙波的傳播速度小C.真空中甲波比乙波更容障礙物D.甲波與乙波有可能發(fā)生干涉解析

由題圖可知，甲、乙波的波長都比可見光的波長大，根據(jù)波長、波速和頻率關(guān)系式c＝λf知，甲、乙波的頻率都比可見光的頻率小，故A錯誤;電磁波在真空中傳播速度相同，則真空中甲、乙波的傳播速度相同，故B錯誤;由圖可知甲波波長大于乙波波長，則甲波更容明顯的衍射現(xiàn)象，可知真空中甲波比乙波更容障礙物，故C正確;兩列波發(fā)生干涉的條件是頻率相同，振動方向相同，相位差恒定，甲、乙波的頻率不同，不能發(fā)生干涉現(xiàn)象，故D錯誤。7.(2025·陜西商洛模擬)如圖所示為電磁波譜，該電磁波譜中從左到右波長越來越短，電焊工在焊接作業(yè)時會產(chǎn)生很高的，同時向外輻射出大量的電磁波，已知向外輻射的電磁波的頻率為ν＝1.0×1016Hz，普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，光在真空中的速度為c＝3.0×108m/s。下列說法正確的是(

)AA.該電磁波屬于紫外線

B.該電磁波的波長比X射線短C.該電磁波的能量為6.6×10－19J D.該電磁波的能量為6.6×10－17J

提升素養(yǎng)能力3A級基礎(chǔ)對點(diǎn)練A對點(diǎn)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B

D3.(2025·吉某省市質(zhì)量監(jiān)測)如圖，容器中裝有導(dǎo)電液體作為電容器的一個電極，中間的導(dǎo)線芯作為電容器的另一個電極，導(dǎo)線芯外套有絕緣管。理想電感線圈一端與導(dǎo)線芯連接，另一端和導(dǎo)電液體均接地組成LC振蕩電路。現(xiàn)使該振蕩電路產(chǎn)生電磁振蕩，下列說法正確的是(

)A.當(dāng)電容器放電時，電容器儲存的電場能增加B.當(dāng)線圈中的電流增大時，線圈中的磁場能減小C.增加線圈的匝數(shù)，振蕩電路的小D.增加導(dǎo)電液體高度，振蕩電路的大

D對點(diǎn)練2

電磁場與電磁波

電磁波譜4.以下關(guān)于電磁場和電磁波的說法中正確的是(

)A.電場和磁場總是同時存在的，統(tǒng)稱為電磁場B.電磁波是機(jī)械波，傳播需要介質(zhì)C.電磁波的傳播速度是3×108m/sD.電磁波可在真空中傳播解析

變化的電場與變化的磁場相互聯(lián)系，形成一個不可分割的統(tǒng)一的電磁場，選項(xiàng)A錯誤;電磁波不是機(jī)械波，傳播不需要介質(zhì)，選項(xiàng)B錯誤;電磁波可在真空中傳播，在真空中的傳播速度是3×108

m/s，選項(xiàng)C錯誤，D正確。A5.(2025·浙江杭州高三質(zhì)檢)1886年，赫茲做了如圖所示的實(shí)驗(yàn)，關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，以下說法正確的是(

)A.該實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在B.該實(shí)驗(yàn)證實(shí)了法拉第的電磁場理論C.該實(shí)驗(yàn)可以說明電磁波是一種縱波D.在真空環(huán)境下進(jìn)行該實(shí)驗(yàn)，仍能觀察到明顯的火花放電現(xiàn)象解析

該實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)赫茲把這個導(dǎo)線環(huán)放在距感應(yīng)圈不太遠(yuǎn)的位置時，他觀察到當(dāng)感應(yīng)圈兩個金屬球間有火花跳過時，導(dǎo)線環(huán)兩個小球間也跳過了火花，當(dāng)與感應(yīng)圈相連的兩個金屬球間產(chǎn)生電火花時，間出現(xiàn)了迅速變化的電磁場，這種變化的電磁場以電磁波的形式在空間傳播，當(dāng)電磁波到達(dá)導(dǎo)線環(huán)時，它在導(dǎo)線環(huán)中激發(fā)出感應(yīng)電動勢，使得導(dǎo)線環(huán)的空隙中也產(chǎn)生了火花，說明這個導(dǎo)線環(huán)接收到了電磁波，證實(shí)了電磁波的存在，A正確;該實(shí)驗(yàn)沒有證實(shí)法拉第的電磁場理論和電磁波是縱波，B、C錯誤;雖然電磁波的傳播不需要介質(zhì)，但該實(shí)驗(yàn)中要想觀察到明顯的火花放電現(xiàn)象，不能在真空中進(jìn)行，D錯誤。ACD6.(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。D7.如圖所示的后車安裝了“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(yùn)算，當(dāng)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，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;電磁波在空氣中傳播的速度不會變化，故C錯誤;車的金屬尾板可能發(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。D8.關(guān)于電磁波譜，下列說法中正確的是(

)A.紅外體工作原理是人的體，發(fā)射的紅外線越強(qiáng)，有時物體低，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，更容到衍射現(xiàn)象解析

所有物體都會發(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，更容明顯的衍射現(xiàn)象，D正確。B級

綜合提升練D9.圖甲為車輛智能道閘系統(tǒng)的簡化原理圖，預(yù)埋在地面下的地感線圈L和電容器C構(gòu)成LC振蕩電路，當(dāng)車輛靠近地感線圈時，線圈自感系數(shù)變大，使得振蕩電流頻率發(fā)生變化，檢測器將該信號發(fā)送至車牌識別器，從而向閘機(jī)發(fā)送起桿或落桿指令。某段時間振蕩電路中的電流如圖乙，則下列有關(guān)說法正確的是(

)A.t1時刻電容器極板間的電場強(qiáng)度為最大值B.t1~t2時間內(nèi)，電容器處于放電過程C.汽車靠近地感線圈時，振蕩電流頻率變大D.從圖乙波形可判斷汽車正遠(yuǎn)離地感線圈

A10.(2024·浙某省市東陽模擬)在圖甲的LC振蕩演示電路中，開關(guān)先撥到位置“1”，電容器充滿電后，在t＝0時刻開關(guān)撥到位置“2”。若電流從電流傳感器的“＋”極流入，電流顯示為正，圖乙為振蕩電流隨時間變化的圖線，則下列有關(guān)說法正確的是(

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