第8.2节 电磁波的产生与发射（原卷版）

第八章·电磁振荡与电磁波第2节电磁波产生与放射◎目标导航学问要点难易度1．电磁振荡（LC振荡电路）2．周期公式T=2πLC3．电磁波产生、放射、接受★★★★★★★◎学问精讲1．LC电路：由线圈和电容器组成的电路，就是最简洁的振荡电路，称为振荡电路。把电压传感器（或示波器）的两端连在电容器的两个极板上。先把开关置于电源一侧，为电容器充电；稍后再把开关置于线圈一侧，使电容器通过线圈放电。观看电脑显示器（或示波器）显示的电压的波形。2．电磁振荡图甲①：当开关掷向线圈的瞬间，也就是电容器刚要放电的瞬间，电路里没有电流，电容器两极板上的电荷最多．此时电容器里的电场最强，电路里的能量全部储存在电容器的电场中．图甲②：电容器开头放电后，由于线圈的自感作用，放电电流不能马上达到最大值，而是由零渐渐增大，同时电容器极板上的电荷渐渐削减．到放电完毕时，电容器极板上没有电荷，放电电流达到最大值．在这个过程中，电容器里的电场渐渐减弱，线圈的磁场渐渐增加，电场能渐渐转化为磁场能．在放电完毕的瞬间，电场能全部转化为磁场能．图甲③：电容器放电完毕时，由于线圈的自感作用，电流并不会马上减小为零，而要保持原来的方向连续流淌，并渐渐减小．电容器在与原来相反的方向重新充电，电容器两极板带上相反的电荷，并且电荷渐渐增多．到反方向充电完毕的瞬间，电流减小为零，电容器极板上的电荷量达到最大值．在这个过程中，线圈的磁场渐渐减弱，电容器里的电场渐渐增加，磁场能渐渐转化为电场能．到反方向充电完毕的瞬间，磁场能全部转化为电场能．图甲④：此后电容器再放电．图甲⑤：此后电容器再充电．这样不断地充电和放电，电路中就消灭了大小、方向都在变化的电流，即消灭了振荡电流．在这个过程中，电容器极板上的电荷量、电路中的电流、电容器里的电场场度、线圈里的磁感应强度，都在周期性地变化着．这种现象就是电磁振荡．在电磁振荡的过程中，电场能和磁场能发生周期性的转化．图乙、丙表示电路中的电流和电容器极板上的电荷量周期性变化的状况．①②③④⑤甲电磁振荡过程乙电流的周期性变化（以图甲中顺时针方向电流为正）①②③④⑤丙电容器极板上电荷量的周期性变化（为图甲中上面极板的电荷量）时刻t0eq\f(T,4)eq\f(T,2)eq\f(3T,4)T电荷量q最多0最多0最多电压u最大0最大0最大电场能E电最大0最大0最大电场强度E最大0最大0最大电流i0最大0最大0磁场能E磁0最大0最大0磁感应强度B0最大0最大03．无阻尼振荡和阻尼振荡（1）振荡电路中，若没有能量损耗，则振荡电流的振幅（）将不变，如图所示，叫做无阻尼振荡（或等幅振荡）（2）阻尼振荡，任何振荡电路中，总存在能量损耗，使振荡电流的振幅渐渐减小，如图所示，这叫做阻尼振荡（或叫减幅振荡），假如用振荡器周期性地给振荡电路补充能量，就可以保持等幅振荡，这类似于受迫振动．4．电磁振动的周期和频率周期公式T=2πLC频率公式LC振荡电路的周期（频率）只由电路本身的特性（、值）打算，所以叫做固有周期和固有频率。5．电磁波的放射①开放电路．②提高振荡电路频率．③对电磁波进行调制(两种方式：调幅、调频)．实际电路由振荡器和开放电路两部分组成。◎例题精讲例1.推断正误A．振荡的电场肯定产生同频率振荡的磁场（）B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波（）C．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消逝（）D．LC振荡电路中，当电流最大时，线圈L中的磁通量变化率最大（）E．电磁波的频率等于激起电磁波的振荡电流的频率 （）例2.如图所示，单刀双掷开关S先打到a端让电容器布满电．t＝0时开关S打到b端，t＝0.02s时LC回路中电容器下极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值．则()A．LC回路的周期为0.02s B．LC回路的电流最大时电容器中电场能最大C．t＝1.01s时线圈中磁场能最大 D．t＝1.01s时回路中电流沿顺时针方向例3.某收音机中的LC电路，由固定线圈和可调电容器组成，能够产生535kHz到1605kHz的电磁振荡。可调电容器的最大电容和最小电容之比是多少？◎巩固练习1.(多选)关于电磁振荡电磁波，下列说法正确的是（）A．当LC电路里有振荡电流时，电路里就产生了电磁振荡B．LC电路里电场能和磁场能的周期性交替变化叫电磁振荡C．只要空间某处的电场或磁场发生了变化，就会在其四周空间产生电磁波D．电磁场在空间的传播叫电磁波2.如图所示为LC振荡电路中振荡电流随时间变化的图象，由图可知，在OA时间内________能转化为________能，在AB时间内电容器处于________(填“充电”或“放电”)过程，在时刻C，电容器带电荷量________(填“为零”或“最大”)．3.如图示，LC回路中电流和电容器电量变化图线，下列相关说法中正确的是()A．0～t1过程，电容器充电，回路中电流增大B．t1～t2过程，电容器放电，回路中电流增大C．t2～t3过程，回路中电场能转化为磁场能D．t3～t4过程，回路中电场能转化为磁场能4.(多选)如图所示，图甲是LC振荡回路中电流随时间的变化关系，若以图乙回路中顺时针方向的电流为正，a、b、c、d均为电场能或磁场能最大的时刻，下列说法正确的是()A．图乙中的a是电场能最大的时刻，对应图甲中的eq\f(3T,4)时刻B．图乙中的b是电场能最大的时刻，此后的eq\f(T,4)内电流方向为正C．图乙中的c是磁场能最大的时刻，对应图甲中的eq\f(T,4)时刻D．图乙中的d是磁场能最大的时刻，此后电容C的下极板将充上正电荷5.(多选)对振荡电路，下列说法正确的是()A．振荡电路中、电容器充电或放电一次所用的时间为πeq\r(LC)B．振荡电路中，电场能与磁场能的转化周期为2πeq\r(LC)C．振荡过程中，电容器极板间电场强度的变化周期为2πeq\r(LC)D．振荡过程中，线圈内磁感应强度的变化周期为2πeq\r(LC)6.试验室里有一水平放置的平行板电容器，知道其电容C＝1μF.在两极板上带有肯定电荷时，发觉一带负电的粉尘恰好静止在两极板间．手头上还有一个电感L＝0.1mH的电感器，现连成如图所示电路，分析以下问题：(重力加速度为g)(1)从S闭合时开头计时，至少经过多长时间电容器电场方向向上？此时粉尘的加速度大小是多少？(2)从S闭合时开头计时，至少经过多长时间线圈中电流最大？此时粉尘的加速度大小是多少？7.如图甲所示的LC电路中，保持L不变，转变电容器的电容，回路中电容器两端的电压变化如图乙所示，则下列说法正确的是（）多选A．图甲时刻回路中的磁场能正在变大B．曲线2对应的电容为曲线1对应的电容的2倍C．曲线2对应的电容器所带最大电荷量与曲线1对应的电容器所带的最大电荷量相等D．曲线2对应的电流最大时，曲线1对应的电流也肯定最大8.某雷达工作时，放射电磁波的波长=20cm，每秒脉冲数n=5000，每个脉冲持续时间t=0.02μs，问电磁波进入海水中的振荡频率为多少？在空气中最大的侦察距离是多少？9.如图所示的LC振荡电路中，已知某时刻电流i的方向指向A板，且正在增大，则（

）A．A板带正电B．线圈L两端电压在增大C．电容器C正在充电D．电场能正在转化为磁场能10.如图所示的LC振荡电路，当开关S转向右边发生振荡后，下列说法中正确的是()A．振荡电流达到最大值时，电容器上的带电荷量为零B．振荡电流达到最大值时，磁场能最大C．振荡电流为零时，电场能为零D．振荡电流相邻两次为零的时间间隔等于振荡周期的一半11．电子钟是利用LC振荡电路来工作计时的，现发觉电子钟每天要慢30s，造成这一现象的缘由可能是（）A．电池用久了B．振荡电路中电容器的电容大了C．振荡电路中线圈的电感大了D．振荡电路中电容器的电容小了12.在LC振荡电路中，电容器极板上的带电荷量从最大值变化到零所需的最短时间是()A.eq\f(π,4)eq\r(LC)B.eq\f(π,2)eq\r(LC)C．πeq\r(LC) D．2πeq\r(LC)13.在LC振荡电路中，当电容器充电完毕尚未开头放电时，下列说法正确的是（）A．电容器中的电场最强B．电路里的磁场最强C．电场能已有一部分转化成磁场能D．磁场能已有一部分转化成电场能14.在LC振荡电路中，电容器放电时间取决于（）A.

充电电压的大小

B.

电容器储电量的多少

C.

自感L和电容C的数值

D.

回路中电流的大小15.在LC振荡电路中，用以下哪种方法可以使振荡频率增大一倍()A.

自感L和电容C都增大一倍

B.

自感L增大一倍，电容C减小一半

C.

自感L减小一半，电容C增大一倍

D.

自感L和电容C都减小一半16.在LC振荡电路中，线圈的自感系数L＝2.5mH，电容C＝4μF.求：(1)该回路的周期多大？(2)设t＝0时，电容器上电压最大，在t＝9.0×10－3s时，通过线圈的电流是增大还是减小，这时电容器是处在充电过程还是放电过程？17.要想增大LC振荡电路中产生的振荡电流的频率，可接受的方法是()A.

增大电容器两极板的间距

B.

上升电容器的充电电压

C.

增加线圈的匝数

D.

在线圈中插入铁芯18.如图所示，单刀双掷开关S先置于a端。当t=0时刻开关S置于b端，若LC振荡电路的周期T=0.04s。下列说法正确的是（）A．t=0.01s时回路中的电流顺时针方向达到最大值B．t=0.02s时电感线圈中的自感电动势值最小C．t=0.01s~0.02s时间内，电容器极板间电场方向竖直向上且渐渐增大D．t=0.04s~0.05s时间内，线圈中的磁场能渐渐减小19.图中是一个振荡电路电流随时间变化图象，下述看法中正确的是：（）A．在时刻电容器两端电压最大B．在时刻电容器带的电荷量为零C．在时刻电路中只有电场能D．在时刻电容器两板间电压最大20.在振荡电路中，当振荡电流等于零的那一瞬间，肯定是（）A．电容器极板间电场最强的瞬间B．电容器开头充电的瞬间C．电场能最小的瞬间D．电容器充电完毕的瞬间21.如图表示LC振荡电路某时刻的状况，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增加C．电感线圈中的电流正在减小D．该时刻自感电动势正在阻碍电流减小22.在LC回路产生电磁振荡的过程中，下列说法正确的是（）A．电容器放电完毕时刻，回路中磁场能最小 B．回路中电流值最大时刻，回路中磁场能最大 C．电容器极板上电荷最多时，电场能最大 D．回路中电流值最小时刻，电场能最小23.如图所示是通过电容器的变化来