第三讲　电磁振荡与电磁波

第三讲电磁振荡与电磁波纲举目张·主干系统[微点判断](1)电磁波在真空中和介质中的传播速度相同。

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)(2)只要有电场和磁场，就能产生电磁波。

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)(3)变化的磁场产生的电场的电场线是闭合曲线。

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)(4)LC振荡电路中，回路中的电流值最大时回路中的磁场能最大。

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)(5)电磁振荡的固有周期与电流的变化快慢有关。

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)(6)振荡电路的频率越高，发射电磁波的本领越大。

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)(7)要将传递的声音信号向远距离发射，必须以高频电磁波作为载波。

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)(8)制作天线必须用导体。

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)(9)只有接收电路发生电谐振时，接收电路中才有振荡电流。

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)(10)解调是调制的逆过程。

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)××√√×√√√×√关键知能·逐点清障提能点(一)电磁振荡过程分析[题点自主盘查]

LC振荡电路的理解1.

如图所示，表示LC振荡电路某时刻的情况，以下说法正确的是

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)A．电容器正在充电B．电感线圈中的磁场能正在减小C．电感线圈中的电流正在减小D．此时自感电动势正在阻碍电流的增加解析：根据磁感线的方向可以判断电流方向是逆时针，再根据电容器极板上带电的性质可以判断电容器在放电，A错误；电容器在放电，所以电流在增加，磁场能在增加，自感电动势正在阻碍电流的增加，B、C错误，D正确。答案：D

周期公式的理解2．(选自鲁科版新教材)(多选)减小LC振荡电路的振荡周期，可行的办法有(

)A．固定电感L，增大电容CB．固定电感L，减小电容CC．电感L和电容C都增大D．电感L和电容C都减小答案：BD

周期公式的应用3.

(多选)为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器C置于储罐中，电容器可通过开关S与线圈L或电源相连，如图所示。当开关从a拨到b时，由L与C构成的回路中产生周期T＝2π的振荡电流。当罐中的液面上升时

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)A．电容器的电容减小B．电容器的电容增大C．LC回路的振荡频率减小D．LC回路的振荡频率增大答案：BC

图像的分析4．(多选)如图(a)所示，在LC振荡电路中，通过P点的电流变化规律如图(b)所示，且把通过P点向右的方向规定为电流i的正方向，则

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)A．0.5～1s时间内，电容器C在放电B．0.5～1s时间内，电容器C的上极板带正电C．1～1.5s时间内，Q点的电势比P点的电势高D．1～1.5s时间内，电场能正在转变成磁场能S解析：0.5～1s时间内，振荡电流是充电电流，充电电流是由负极板流向正极板，故A、B错误；1～1.5s时间内，振荡电流是放电电流，放电电流是由正极板流向负极板，由于电流为负值，所以由Q流向P，Q点的电势比P点的电势高，电场能正在转变成磁场能，故C、D正确。答案：CD

[知能自主落实]1．振荡电流、极板带电荷量随时间的变化图像2．LC振荡电路充、放电过程的判断方法(1)根据电流流向判断：当电流流向带正电的极板时，电容器的电荷量增加，磁场能向电场能转化，处于充电过程；反之，处于放电过程。(2)根据物理量的变化趋势判断：当电容器的带电荷量q(电压U、场强E)增大或电流i(磁场B)减小时，处于充电过程；反之，处于放电过程。(3)根据能量判断：电场能增加时充电，磁场能增加时放电。提能点(二)麦克斯韦电磁场理论[题点自主盘查]

理论的理解1．关于电磁场的理论，下列说法正确的是

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)A．变化的电场周围产生的磁场一定是变化的B．变化的磁场周围产生的电场一定是变化的C．均匀变化的磁场周围产生的电场是均匀变化的D．振荡电场周围产生的磁场也是振荡的解析：非均匀变化的电场产生非均匀变化的磁场，而均匀变化的电场产生稳定的磁场，所以变化的电场周围一定产生磁场，变化的磁场周围一定产生电场，但不一定变化，故A、B错误；均匀变化的磁场一定产生稳定的电场，而非均匀变化的电场产生非均匀变化的磁场，故C错误；周期性变化的振荡电场一定产生同周期变化的振荡磁场，故D正确。答案：D2．(选自粤教新教材)下列是一些磁场的磁感应强度B随时间t变化的图像，能在磁场周围产生稳定的电场的是

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)解析：根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的磁场周围才能产生稳定的电场，故只有B正确。答案：B

理论的应用3．(多选)

如图所示，在内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于玻璃圆环内径的带正电的小球，正以速率v0沿逆时针方向匀速转动。若在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度B随时间成正比例增加的变化磁场，设运动过程中小球所带电荷量不变，那么

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)A．小球对玻璃圆环的压力不断增大B．小球受到的磁场力不断增大C．小球先沿逆时针方向做减速运动，过一段时间后，沿顺时针方向做加速运动D．磁场力对小球一直不做功解析：玻璃圆环所在处有均匀变化的磁场，在周围产生稳定的涡旋电场，对带正电的小球做功，由楞次定律，判断电场方向为顺时针方向，在电场力作用下，小球先沿逆时针方向做减速运动，后沿顺时针方向做加速运动，C正确；小球在水平面内沿玻璃圆环半径方向受两个力作用：环的弹力FN和磁场的洛伦兹力F＝Bqv，而且两个力的矢量和时刻等于小球做圆周运动的向心力，考虑小球速度大小、方向以及磁场强弱的变化，弹力FN和洛伦兹力F不一定始终在增大，A、B错误；磁场力始终与小球做圆周运动的线速度方向垂直，所以磁场力对小球不做功，D正确。答案：CD

电磁波与机械波的比较4．(多选)以下关于机械波与电磁波的说法中，正确的是

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)A．机械波与电磁波本质上是一致的B．机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速，不仅与介质有关，还与电磁波的频率有关C．机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波D．它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象解析：机械波由波源振动产生，电磁波由周期性变化的电场(或磁场)产生；机械波传播需要介质，波速由介质决定；电磁波的传播不需要介质，波速由介质和本身频率共同决定；机械波有横波，也有纵波，而电磁波一定是横波，故B、C、D正确。答案：BCD[知能自主落实]1．对麦克斯韦电磁场理论的理解电场磁场恒定的电场不产生磁场恒定的磁场不产生电场均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场振荡电场产生同频率的振荡磁场振荡磁场产生同频率的振荡电场2．电磁波与机械波的比较比较项目电磁波机械波相同点能量都携带能量并传播能量速度公式v＝λf遵循规律均可发生反射、折射、干涉、衍射等现象不同点产生由周期性变化的电场、磁场产生由质点(波源)的振动产生本质是物质，是电磁现象，是电磁振荡的传播不是物质，是机械振动在介质中的传播传播机理电磁场交替感应质点间相互作用传播介质不需要介质(在真空中仍可传播)必须有介质(真空中不能传播)波的种类横波既有横波也有纵波速度特点由介质和频率决定，在真空中等于光速(很大)(c＝3×108m/s)仅由介质决定提能点(三)电磁波的传播和特性[题点自主盘查]

无线电波的发射和接收1．(2022·镇海月考)某同学自己绕制天线线圈，制作一个简单的收音机，用来收听中波无线电广播，初步制作后发现有一个频率最高的中波电台收不到，但可以接收其他中波电台，适当调整后，去户外使用，假设空间中存在波长分别为290m、397m、566m的无线电波，下列说法正确的是

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)A．为了能收到频率最高的中波电台，应增加线圈的匝数B．为更好接收290m的无线电波，应把收音机的调谐频率调到756kHzC．使接收电路产生电谐振的过程叫解调D．为了能接收到长波，应把电路中电容器的电容调大一点答案：D

电磁波的应用2．(2020·江苏高考)(多选)电磁波广泛应用在现代医疗中。下列属于电磁波应用的医用器械有

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)A．杀菌用的紫外灯B．拍胸片的X光机C．治疗咽喉炎的超声波雾化器D．检查血流情况的“彩超”机解析：紫外线和X光从本质上说是电磁波，A、B正确；治疗咽喉炎的超声波雾化器和检查血流情况的“彩超”机用的都是超声波，超声波属于机械波，C、D错误。答案：AB3．(多选)下列说法中正确的是

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)A．在疾病诊断中，要用X光扫描身体，是因为在电磁波中X光的穿透能力最强B．拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱玻璃的反射光C．泊松亮斑是光通过圆孔发生衍射时形成的D．一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关解析：医院用X光进行透视，是因为它是各种电磁波中穿透能力较强的，γ射线穿透能力最强，A错误；玻璃表面的反射光是偏振光，拍摄玻璃橱窗内的物品时，加偏振片的作用是减弱玻璃表面的反射光的强度，B正确；泊松亮斑是光通过不透明的小圆盘发生衍射时形成的，C错误；一切物体都在辐射红外线，红外线属于电磁波，这种辐射与物体的温度有关，D正确。答案：BD

电磁波谱4．(2022·泰安模拟)关于电磁波谱，下列说法正确的是

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)A．红外体温计的工作原理是人的体温越高，辐射的红外线越强，有时物体温度较低，不辐射红外线，导致无法使用B．紫外线的频率比可见光低，医学中常用于杀菌消毒，长时间照射人体可能损害健康C．X射线、γ射线频率较高，波动性较强，粒子性较弱，较难发生光电效应D．手机通信使用的是无线电波，其波长较长，更容易观察到衍射现象解析：有温度的物体都会辐射红外线，A错误；紫外线的频率比可见光高，医学中常用于杀菌消毒，长时间照射人体可能损害健康，B错误；X射线、γ射线频率较高，波动性较弱，粒子性较强，较易发生光电效应，C错误；手机通信使用的是无线电波，其波长较长，更容易观察到衍射现象，D正确。答案：D

电磁波的传播特点5．(2022·长郡月考)(多选)下列说法正确的是

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)A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率有关B．电磁波可以发生衍射现象和偏振现象C．简谐机械波在给定的介质中传播时，振动的频率越高，则波传播速度越大D．紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度解析：电磁波在真空中的传播速度都一样，与电磁波的频率无关，A错误；一切波都可以发生衍射现象，横波具有偏振现象，电磁波属于波的一种，且是横波，B正确；简谐机械波在给定的介质中传播时，波传播速度与介质有关，与频率无关，C错误；依据v＝，且紫外线的折射率大于红外线，因此紫外线在水中的传播速度小于红外线在水中的传播速度，D正确。答案：BD

[知能自主落实]1．电磁波的发射(1)发射条件：开放电路和高频振荡信号，所以要对传输的信号进行调制。(2)调制方式①调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变。②调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而变。2．无线电波的接收(1)当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相等时，激起的振荡电流最大，这就是电谐振现象。(2)使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐。能够调谐的接收电路叫作调谐电路。3．电磁波谱(1)定义：按电磁波的波长从长到短分布是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线，形成电磁波谱。(2)电磁波谱的特性和应用电磁波谱真空中波长/m产生机理特性应用递变规律无线电波＞10－3振荡电路中电子周期性运动产生波动性强，易发生衍射无线电技术频率变大波长变小红外线10－3～10－7原子的外层电子受激发后产生热效应红外线遥感可见光10－7引起视觉照明、摄影紫外线10－