电磁振荡与电磁波(学生版)

第三讲电磁振荡与电磁波[选择性必修第二册]1.阅读教材第四章第2节的全部内容，首先预言电磁波的存在、证实电磁波的存在的科学家分别是谁？麦克斯韦基本电磁场理论是什么？2.阅读教材第四章第3节全部内容，知道无线电波的发射与接收的基本原理。3.阅读教材必修第三册第十三章第4节及选择性必修第二册第四章第4节全部内容，知道电磁波谱。4.请完成教材第四章第3节【练习与应用】T1。5.请完成教材第四章【复习与提高】B组T1和T5。考点一电磁振荡的理解及应用1.电磁振荡(1)振荡电流：大小和方向都做周期性迅速变化的电流，叫作振荡电流，振荡电流实际上就是交变电流，不过习惯上指频率很高的交变电流。(2)振荡电路：产生振荡电流的电路，最基本的振荡电路为LC振荡电路。LC振荡电路：由线圈和电容器组成的电路，是最简单的振荡电路。LC振荡电路产生的振荡电流按正弦规律变化。(3)电磁振荡的周期和频率①周期T＝。②频率f＝。2.电磁振荡中各物理量变化情况时刻（时间）0→→→→T工作过程放电过程充电过程放电过程充电过程qqm→00→qmqm→00→qmuum→00→umum→00→umEEm→00→EmEm→00→Emi0→imim→00→imim→0B0→BmBm→00→BmBm→0能量E电→E磁E磁→E电E电→E磁E磁→E电3.振荡电流、板载电荷量随时间的变化图像4.麦克斯韦电磁场理论变化的磁场能够在周围空间产生，变化的电场能够在周围空间产生。如图所示是由线圈L和电容器C组成的最简单的LC振荡电路。先给电容器充满电。t＝0时如图(a)所示，电容器两板间的电势差最大，电容器开始放电。t＝0.005s时如图(b)所示，LC回路中线圈上的电流第一次达到最大值，则()A.此LC振荡电路的周期T＝0.01sB.t＝0.025s时，回路电流方向与图(b)中所示电流方向相反C.t＝0.035s时，线圈中的磁场能最大D.t＝0.040s至t＝0.045s时，线圈中的电流逐渐减小如图所示，LC振荡电路中电容器的电容为C，线圈的自感系数为L，电容器在图示时刻所带的电荷量为Q。若图示时刻电容器正在放电，至放电完毕所需时间为πeq\r(LC)；若图示时刻电容器正在充电，则充电至电容器所带电荷量最大所需时间为()A.πeq\r(LC) B.πeq\r(LC)C.πeq\r(LC) D.πeq\r(LC)(多选)应用麦克斯韦的电磁场理论判断如图所示的电场产生磁场(或磁场产生电场)的关系图像中(每个选项中的左图是表示变化的场，右图是表示变化的场产生的另外的场)，正确的是()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，当电流流出带正电的极板时，电荷量减少，电场能向磁场能转化，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(磁感应强度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。1.(2022·山东青岛期中)在LC振荡电路中，某时刻线圈中的磁场和电容器中的电场如图所示，则此时刻()A.电容器正在放电B.振荡电流正在减小C.线圈中的磁场最强D.磁场能正在向电场能转化2.(2022·北京市房山区第二次模拟)如图所示为LC振荡电路中电容器的一个极板带电荷量q随时间t变化的曲线，下列判断正确的是()A.在b和d时刻，电路中的电流为零B.在O→a时间内，电场能转变为磁场能C.在a和c时刻，电路里的能量全部储存在电容器的电场中D.在O→a和c→d时间内，电容器被充电3.如图甲所示，“救命神器”——自动体外除颤仪(AED)现在已经走入了每个校园，它是一种便携式的医疗设备，可以诊断特定的心律失常，并且给予电击除颤，是可被非专业人员使用的用于抢救心脏骤停患者的医疗设备．其结构如图乙所示，低压直流经高压直流发生器后向储能电容器C充电．除颤治疗时，开关拨到2，将脉冲电流作用于心脏，使患者心脏恢复正常跳动，其他条件不变时，下列说法正确的是()A.脉冲电流作用于不同人体时，电流大小相同B.放电过程中，电流大小不变C.电容C越小，电容器的放电时间越长D.自感系数L越小，电容器的放电时间越短考点二电磁波1.电磁波(1)电磁场在空间由近及远地向周围传播，形成了。(2)电磁波的传播不需要，可在真空中传播，在真空中不同频率的电磁波传播速度(都等于光速)。(3)不同频率的电磁波，在同一介质中传播，其速度是不同的，频率越高，波速越。(4)v＝λf，f是电磁波的频率。2.电磁波的发射示意图（如图所示）3.电磁波接收的方法(1)利用调谐产生电谐振，使接收电路的感应电流最强。(2)利用解调把接收电路中的有用信号分离出来。(3)调谐和解调的区别：调谐就是一个选台的过程，即选携带有用信号的高频振荡电流，在接收电路中产生最强的感应电流的过程；解调是将高频电流中携带的有用信号分离出来的过程。4.电磁波谱：按照电磁波的或的大小顺序把它们排列成谱叫作电磁波谱。按波长由长到短排列的电磁波谱为：无线电波、红外线、、紫外线、X射线、γ射线。5.电磁波谱分析及应用电磁波谱频率/Hz真空中波长/m特性应用递变规律无线电波＜3×1011＞10－3波动性强，易发生衍射无线电技术衍射能力减弱，直线传播能力增强红外线1011～101510－7～10－3热效应红外遥感可见光101510－7引起视觉照明、摄影紫外线1015～101610－8～10－7化学效应、荧光效应、灭菌消毒医用消毒、防伪X射线1016～101910－11～10－8穿透本领强检查、医用透视γ射线＞1019＜10－11穿透本领更强工业探伤、医用治疗6.各种电磁波产生机理无线电波振荡电路中电子周期性运动产生红外线、可见光和紫外线原子的外层电子受激发后产生X射线原子的内层电子受激发后产生γ射线原子核受激发后产生7.电磁波的两点说明(1)波长越长，越容易产生干涉、衍射现象，波长越短穿透能力越强。(2)同频率的电磁波，在不同介质中速度不同。不同频率的电磁波，在同一种介质中传播时，频率越大折射率越大，速度越小。(多选)关于电磁波的发射和接收，下列说法中正确的是()A.音频电流的频率比较低，不能直接用来发射电磁波B.为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，电路必须是闭合的C.当接收电路的固有频率与接收到的电磁波的频率相同时，接收电路产生的振荡电流最强D.要使电视机的屏幕上有图像，必须要有解调过程(2023·上海市模拟)以下关于电磁场和电磁波的说法中正确的是()A.电场和磁场总是同时存在的，统称为电磁场B.电磁波是机械波，传播需要介质C.电磁波的传播速度是3×108m/sD.电磁波是一种物质，可在真空中传播电磁波谱就是电磁波按波长大小的顺序把它们排列成谱，如图所示，由电磁波谱可知()A.微波是不可见光B.红外线可以灭菌消毒C.紫外线的波长比红外线长D.X射线能在磁场中偏转，穿透力较强，可用来进行人体透视1.电磁波与机械波的比较—电磁波机械波产生由周期性变化的电场、磁场产生由质点(波源)的振动产生波的特点横波纵波或横波波速在真空中等于光速(很大)，c＝3×108m/s在空气中不大(如声波波速在空气中一般为340m/s)是否需要介质不需要介质(在真空中仍可传播)必须有介质(真空中不能传播)能量传播电磁能机械能1.“小蜜蜂”是老师上课常用的扩音设备，随着无线电技术的应用，很多老师用上了蓝牙“小蜜蜂”(蓝牙属于电磁波)，麦克风与扩音器不用导线连接，老师拿着麦克风在教室中间说话，放在讲台上的扩音器也能工作。下列说法正确的是()A.“小蜜蜂”直接接收到了来自麦克风的声波信号B.为了将信号发射出去，先要进行解调C.“小蜜蜂”接收电磁波时，要使接收电路中出现电谐振现象，称为调谐D.载波频率越高，经调制后发射出来的电磁波传播的越快2.(多选)(2022·天津高考考前模拟三)在抗击新冠肺炎疫情的战役中，为了发现高危人群中的疑似病人，通常利用红外线测量人体的温度。关于电磁波的应用，下列说法正确的是()A.红外线、