高考物理一轮复习选择性必修第二册第十一章第3讲电磁振荡与电磁波课件

第3讲电磁振荡与电磁波一、电磁振荡1．振荡电流：大小和方向都做________迅速变化的电流。2．振荡电路：产生__________的电路。由电感线圈L和电容C组成最简单的振荡电路，称为______振荡电路。3.

电磁振荡中的能量变化(1)放电过程中电容器储存的______能逐渐转化为线圈的______能。(2)充电过程中线圈中的______能逐渐转化为电容器的______能。(3)在电磁振荡过程中，电场能和磁场能会发生_________的转化。周期性振荡电流LC电场磁场磁场电场周期性2．电磁波(1)电磁场在空间由近及远地向周围传播，形成________。(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。3．电磁波的发射(1)发射条件：_____电路和________信号，所以要对传输信号进行调制(调幅或调频)。(2)调制方式①调幅：使高频电磁波的_____随信号的强弱而改变。②调频：使高频电磁波的______随信号的强弱而改变。电磁波介质相同小开放高频振荡振幅频率4．无线电波的接收(1)当接收电路的固有频率跟接收到无线电波的频率_____时，激起的振荡电流_____，这就是电谐振现象。(2)使接收电路产生电谐振的过程叫作_____，能够调谐的接收电路叫作_____电路。(3)从经过调制的高频振荡信号中“检”出调制信号的过程，叫作______。检波是______的逆过程，也叫作______。5．电磁波谱(1)按照电磁波的______或______大小的顺序把它们排列成谱叫作电磁波谱。(2)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。相等最强调谐调谐检波调制解调波长频率可见光情境创设

我们能在电视上欣赏到月球车“玉兔号”拍摄的月球表面的高清晰图片，能用智能手机查阅信息、通话、导航……这一切都要归功于电磁波。在我们周围，电磁波无处不在。天空中充满了各种电磁波，它们具有不同的频率，传递不同的信息。除了传递信息，微波炉烹饪美味佳肴、医用CT机检查身体……都离不开电磁波。电磁波在生活生产、科技军事等方面具有重要应用。微点判断

(1)电磁波在真空中和介质中的传播速度相同。

()(2)只要有电场和磁场，就能产生电磁波。

(

)(3)变化的磁场产生的电场的电场线是闭合曲线。

()(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。

()(5)电磁振荡的固有周期与电流的变化快慢有关。

(

)(6)振荡电路的频率越高，发射电磁波的本领越大。

()(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。

()××√√×√√(8)制作天线必须用导体。 ()(9)只有接收电路发生电谐振时，接收电路中才有振荡电流。 ()(10)解调是调制的逆过程。 ()(11)紫外线在真空中的传播速度大于可见光在真空中的传播速度。 ()(12)可利用红外线的荧光效应辨别人民币的真伪。 ()√×√××(一)电磁振荡过程分析(固基点)[题点全练通]1．[LC振荡电路的理解]

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(

)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答案：B

3．[图像的分析](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

(

)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[要点自悟明]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，处于放电过程根据能量判断电场能增加时充电，磁场能增加时放电(二)麦克斯韦电磁场理论的理解与应用(固基点)[题点全练通]1．[麦克斯韦电磁场理论的理解]关于电磁场理论，下列说法正确的是

(

)A．在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场C．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场D．周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场解析：根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场能产生磁场，均匀变化的电场产生稳定的磁场，非均匀变化的电场才能产生变化的磁场，周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场，故D正确。答案：D2．[电磁波的产生]

某电路中电场强度随时间变化的关系图像如图所示，能发射电磁波的是

(

)解析：由麦克斯韦电磁场理论知，当空间出现恒定的电场时(如题图A)，由于它不激发磁场，故无电磁波产生；当出现均匀变化的电场时(如题图B、C)，会激发出磁场，但磁场恒定，不会在较远处激发出电场，故也不会产生电磁波；只有周期性变化的电场(如题图D)，才会激发出周期性变化的磁场，它又激发出周期性变化的电场……如此交替的产生磁场和电场，便会形成电磁波，故D正确。答案：D3．[麦克斯韦电磁场理论的应用]将很多质量为m、带电荷量为＋q可视为质点的绝缘小球，均匀穿在由绝缘材料制成的半径为r的光滑圆轨道上并处于静止状态，轨道平面水平，空间内有分布均匀的磁场，磁场方向竖直向上，如图甲所示。磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，其中B0是已知量。已知在磁感应强度增大或减小的过程中，将产生涡旋电场，其电场线是在水平面内一系列沿顺时针或逆时针方向的同心圆，同一条电场线上各点的场强大小相等。关于绝缘小球的运动情况，下列说法正确的是

(

)A．在t＝0到t＝T0时间内，绝缘小球均做匀速圆周运动B．在t＝T0到t＝2T0时间内，绝缘小球均沿顺时针方向做速率均匀增加的圆周运动C．在t＝2T0到t＝3T0时间内，绝缘小球均沿顺时针方向做加速圆周运动D．在t＝3T0到t＝5T0时间内涡旋电场沿顺时针方向所以绝缘小球均沿顺时针方向做速率均匀增加的圆周运动，故B正确；在t＝2T0到t＝3T0时间内，磁感应强度不变，没有涡旋电场产生，绝缘小球均沿顺时针方向做匀速圆周运动，故C错误；根据法拉第电磁感应定律可知在t＝3T0到t＝5T0时间内涡旋电场沿逆时针方向，故D错误。答案：B4．[电磁波与机械波的比较](多选)以下关于机械波与电磁波的说法中，正确的是

(

)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，B、C、D正确。答案：BCD[要点自悟明]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(三)无线电波的发射和接收(释疑点)1．调幅和调频(1)高频电磁波的振幅随信号的强弱而变的调制方式叫调幅，一般电

台的中波、中短波、短波广播以及电视中的图像信号采用调幅波。

如图所示是调幅的作用，其中甲为声音信号的波形；乙为高频等

幅振荡电流的波形；丙为经过调幅的高频振荡电流的波形。(2)

高频电磁波的频率随信号的强弱而变的调制方式叫调频，电台的立

体声广播和电视中的伴音信号，采用调频波。如图所示调频的作用，

其中甲为声音信号的波形；乙为高频等幅振荡电流的波形；丙为经

过调频的高频振荡电流的波形。2．解调和调制

声音、图像等信号频率相对较低，不能转化为电信号直接发射出去，而要将这些低频信号加载到高频电磁波信号上去。将声音、图像信号加载到高频电磁波上的过程就是调制。而将声音、图像信号从高频信号中还原出来的过程就是解调。3．无线电波的分类及应用无线电波按波长的长短不同可分为长波、中波、短波、微波等波段。(1)长波：波长范围为30000～3000m，频率范围为0.01～0.1MHz，主要用于调幅广播及航海导航。(2)中波：波长范围为3000～50m，频率范围为0.1～6MHz，主要用于调幅广播及通信。(3)短波：波长范围为50～10m，频率范围为6～30MHz，主要用于远距离短波通信及调幅广播。(4)微波：波长范围为10～0.001m，频率范围为30MHz～300GHz，主要用于调频广播、电视、卫星导航和雷达，也可用于微波炉加热食物。[多维训练]1．[无线电波的发射](多选)下列对无线电广播要对电磁波进行调制的原因的说法正确的是

(

)A．经过调制后的高频电磁波向外辐射能量的本领更强B．经过调制后的电磁波在空间传播得更快C．经过调制后的电磁波在空间传播波长不变D．经过调制后的电磁波在空间传播波长改变解析：调制是把要发射的信号“加”到高频等幅振荡电流上去，频率越高，传播信息能力越强，A对；电磁波在空气中以接近光速传播，B错；由v＝λf，知波长与波速和传播频率有关，C错，D对。答案：AD2．[无线电波的传播](多选)下列关于无线电波的叙述中，正确的是

(

)A．无线电波是波长从几十千米到几毫米的电磁波B．无线电波在任何介质中的传播速度均为3.0×108m/sC．无线电波不能产生干涉和衍射现象D．无线电波由真空进入介质传播时，波长变短答案：AD

3．[无线电波的接收]

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

(

)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

(四)电磁波谱(释疑点)1．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1011～101510－3～10－7热效应红外遥感可见光101510－7引起视觉照明、摄影紫外线1015～101710－7～10－9化学效应、荧光效应、灭菌消毒医用消毒、防伪X射线1016～101910－8～10－11贯穿本领强检查、医用透视γ射线＞1019＜10－11贯穿本领更强工业探伤、医用治疗2．各种电磁波产生机理3．对电磁波的两点说明(1)不同电磁波的频率或波长不同，表现出不同的特性，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传播速度不同，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。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[多维训练]1．[电磁波谱]根据电磁波谱选出下列各组电磁波，其中频率互相交错重叠，且波长顺序由短到长排列的是

(

)A．微波、红外线、紫外线

B．γ射线、X射线、紫外线C．紫外线、可见光、红外线

D．紫外线、X射线、γ射线解析：红外线与紫外线在电磁波谱中不相邻，更不会频率重叠，A错误。紫外线、可见光、红外线虽相邻，但它们三者间有明确的界线，频率也不相重叠，C错误。在电磁波谱中紫外线、X射线、γ射线有重叠，γ射线波长最短，紫外线波长最长，故B正确，D错误。答案：B

2．[电磁波的特性]关于各种电磁波的性质比较，下列说法中正确的有

(

)A．由于红外线的波长比可见