2025高考物理步步高同步练习选修2第四章电磁振荡含答案

2025高考物理步步高同步练习选修2第四章1电磁振荡[学习目标]1.知道什么是振荡电流和振荡电路.2.知道LC振荡电路中振荡电流的产生过程，知道电磁振荡过程中的能量转化情况.3.知道LC电路的周期和频率公式，并会进行相关的计算．一、电磁振荡的产生及能量变化1．振荡电流：大小和方向都做周期性迅速变化的电流．2．振荡电路：能产生振荡电流的电路．最简单的振荡电路为LC振荡电路．3．LC振荡电路电容器的放电、充电过程(1)电容器放电：由于线圈的自感作用，放电电流不会立刻达到最大值，而是由零逐渐增大，同时电容器极板上的电荷逐渐减少．放电完毕时，极板上没有电荷，放电电流达到最大值．该过程电容器的电场能全部转化为线圈的磁场能．(2)电容器充电：电容器放电完毕时，由于线圈的自感作用，电流并不会立即减小为零，而要保持原来的方向继续流动，并逐渐减小，电容器开始充电，极板上的电荷逐渐增多，电流减小到零时，充电结束，极板上的电荷最多．该过程中线圈的磁场能又全部转化为电容器的电场能．4．电磁振荡的实质在电磁振荡过程中，电路中的电流i、电容器极板上的电荷量q、电容器里的电场强度E、线圈里的磁感应强度B，都在周期性地变化着，电场能和磁场能也随着做周期性的转化．二、电磁振荡的周期和频率1．电磁振荡的周期T：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间．2．电磁振荡的频率f：完成周期性变化的次数与所用时间之比，数值等于单位时间内完成的周期性变化的次数．如果振荡电路没有能量损耗，也不受其他外界条件影响，这时的周期和频率叫作振荡电路的固有周期和固有频率．3．LC电路的周期和频率公式：T＝2πeq\r(LC)，f＝eq\f(1,2π\r(LC)).其中：周期T、频率f、电感L、电容C的单位分别是秒(s)、赫兹(Hz)、亨利(H)、法拉(F)．判断下列说法的正误．(1)LC振荡电路的电容器放电完毕时，回路中磁场能最小，电场能最大．(×)(2)LC振荡电路的电容器极板上电荷量最多时，电场能最大．(√)(3)LC振荡电路中电流增大时，电容器上的电荷一定减少．(√)(4)LC振荡电路的电流为零时，线圈中的自感电动势最大．(√)(5)LC振荡电路中，电容器的某一极板，从带最多的正电荷放电到这一极板带最多的负电荷为止，这一段时间为一个周期．(×)一、电磁振荡的产生及能量变化导学探究如图1所示，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关掷向2，图1(1)电容器通过线圈放电过程中，线圈中的电流怎样变化？电容器的电场能转化为什么形式的能？(2)在电容器反向充电过程中，线圈中的电流如何变化？电容器和线圈中的能量是如何转化的？(3)线圈中自感电动势的作用是什么？答案(1)电容器放电过程中，线圈中的电流逐渐增大，电容器的电场能转化为线圈中的磁场能．(2)在电容器反向充电过程中，线圈中的电流逐渐减小，线圈中的磁场能转化为电容器的电场能．(3)线圈中电流变化时，产生的自感电动势阻碍电流的变化．知识深化1．各物理量随时间的变化图像：振荡过程中电流i、极板上的电荷量q、电场能EE和磁场能EB之间的对应关系．(如图2)图22．相关量与电路状态的对应情况电路状态abcde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最多电场能EE最大0最大0最大电流i0正向最大0反向最大0磁场能EB0最大0最大03.(1)在LC振荡回路发生电磁振荡的过程中，与电容器有关的物理量：电荷量q、电场强度E、电场能EE是同步变化的，即q↓→E↓→EE↓(或q↑→E↑→EE↑)．与振荡线圈有关的物理量：振荡电流i、磁感应强度B、磁场能EB也是同步变化的，即i↓→B↓→EB↓(或i↑→B↑→EB↑)．(2)在LC振荡过程中，电容器上的三个物理量q、E、EE增大时，线圈中的三个物理量i、B、EB减小，即q、E、EE↑eq\o(→,\s\up7(异向变化))i、B、EB↓.(多选)图3是LC振荡电路某时刻的情况，以下说法正确的是()图3A．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增大D．此时刻自感电动势正在阻碍电流增大答案BCD解析由题图中磁感应强度的方向和安培定则可知，此时电流向着电容器带负电的极板流动，也就是电容器处于放电过程中，这时两极板上的电荷量和电压、电场能正在减少，而电流和线圈中的磁场能正在增加，由楞次定律可知，线圈中的自感电动势正在阻碍电流的增大，故选B、C、D.1．判断电容器是充电还是放电，一般依据电流的方向，电流由正极板流出为放电，向正极板流入为充电．2．判断电场能和磁场能的转化要依据电流的增减或极板上电荷量的增减．3．自感电动势的作用是阻碍电流的增大还是阻碍电流的减小，可依据放电电流不断增大，充电电流不断减小来判断．在如图4甲所示的振荡电路中，电容器极板间电压随时间变化的规律如图乙所示，规定电路中振荡电流逆时针方向为正方向，则电路中振荡电流随时间变化的图像是()图4答案D解析电容器极板间电压U＝eq\f(Q,C)，随电容器极板上电荷量的增大而增大，随电荷量的减小而减小．从题图乙可以看出，在0～eq\f(T,4)这段时间内是充电过程，且UAB＞0，即φA＞φB，A板应带正电，只有顺时针方向的电流才能使A板被充电后带正电，同时考虑到t＝0时刻电压为零，电容器极板上的电荷量为零，电流最大，即t＝0时刻，电流为负向最大，D正确．针对训练(2020·浙江高二期末)如图5甲所示，在LC振荡电路中，其电流变化规律如图乙所示，规定顺时针方向为电流i的正方向，则()图5A．0至0.5s时间内，电容器C在放电B．0.5s至1s时间内，电场能正在减小C．1s至1.5s时间内，磁场能正在减小D．1.5s至2s时间内，P点的电势比Q点的电势低答案A解析0至0.5s时间内，电路中电流顺时针变大，则电容器C在放电，选项A正确；0.5s至1s时间内，电路中电流顺时针减小，则电容器正在充电，电场能正在增加，选项B错误；1s至1.5s时间内，电路中电流逆时针增加，则磁场能正在增加，选项C错误；1.5s至2s时间内，电路中电流逆时针减小，电容器正在充电，此时电容器上极板带正电，即P点的电势比Q点的电势高，选项D错误．二、电磁振荡的周期和频率导学探究如图6所示的电路，(1)如果仅更换电感L更大的线圈，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关掷向2，电容器通过线圈放电，线圈因自感现象产生的自感电动势是否更大？“阻碍”作用是否也更大？由于延缓了振荡电流的变化，振荡周期T会怎样变化？图6(2)如果仅更换电容C更大的电容器，将开关S掷向1，先给电容器充电，电容器的带电荷量是否增大？再将开关掷向2，电容器通过线圈放电，放电时间是否相应地变长？振荡周期T是否变长？答案(1)自感电动势更大，“阻碍”作用更大，周期变长．(2)带电荷量增大，放电时间变长，周期变长．知识深化1．LC电路的周期和频率公式：T＝2πeq\r(LC)，f＝eq\f(1,2π\r(LC)).2．说明：(1)LC电路的周期、频率都由电路本身的特性(L和C的值)决定，与电容器极板上电荷量的多少、板间电压的高低、是否接入电路中等因素无关，所以称为LC电路的固有周期和固有频率．(2)电路中的电流i、线圈中的磁感应强度B、电容器极板间的电场强度E的变化周期就是LC电路的振荡周期T＝2πeq\r(LC)，在一个周期内上述各量方向改变两次；电容器极板上所带的电荷量，其变化周期也是振荡周期T＝2πeq\r(LC)；而电场能、磁场能变化周期是振荡周期的一半，即T′＝eq\f(T,2)＝πeq\r(LC).要想增大LC振荡电路中产生的振荡电流的频率，可采用的方法是()A．增大电容器两极板的间距B．升高电容器的充电电压C．增加线圈的匝数D．在线圈中插入铁芯答案A解析LC振荡电路中产生的振荡电流的频率f＝eq\f(1,2π\r(LC))，要想增大频率，应该减小电容C或减小线圈的自感系数L，再根据C＝eq\f(εrS,4πkd)，增大电容器两极板的间距，电容减小，所以A正确；升高电容器的充电电压，电容不变，B错误；增加线圈的匝数、在线圈中插入铁芯，自感系数均增大，故C、D错误．1．(电磁振荡的过程分析)(2020·四川三台中学实验学校高二月考)如图7甲所示的LC振荡电路中，t＝0时的电流方向如图中箭头所示，电容器上的电荷量随时间的变化规律如图乙所示，则()图7A．0至0.5s时间内，电容器在放电B．0.5s至1.0s时间内，电容器的下极板的正电荷在减少C．1.0s至1.5s时间内，Q点比P点电势高D．1.5s至2.0s时间内，磁场能正在转变成电场能答案B解析0至0.5s时间内，电容器带电荷量增加，则电容器在充电，下极板带正电，选项A错误；0.5s至1.0s时间内，电容器放电，则下极板的正电荷在减少，选项B正确；1.0s至1.5s时间内，电容器反向充电，上极板带正电，电流方向与图示方向相反，则此时Q点比P点电势低，选项C错误；1.5s至2.0s时间内，电容器反向放电，则电场能正在转变成磁场能，选项D错误．2.(电磁振荡的过程分析)(2020·浙江月考)在LC振荡电路中，某时刻电容器C中的电场方向和线圈L中的磁场方向如图8所示，则此时()图8A．电容器正在放电B．电容器两端电压正在增大C．电场能正在转化为磁场能D．回路中的电流正在变大答案B解析根据右手螺旋定则可得，电路中的电流方向沿逆时针方向，电容器上板带正电，可知电容器正在充电，两端电压正在增大，磁场能正在转化为电场能，回路中的电流正在减小，故选B.3．(电磁振荡的周期)(多选)一个LC振荡电路中，线圈的自感系数为L，电容器电容为C，从电容器上电压达到最大值Um开始计时，则有()A．至少经过πeq\r(LC)，磁场能达到最大B．至少经过eq\f(π,2)eq\r(LC)，磁场能达到最大C．在eq\f(π,2)eq\r(LC)时间内，电路中的平均电流是eq\f(2Um,π)eq\r(\f(C,L))D．在eq\f(π,2)eq\r(LC)时间内，电容器放电电荷量为CUm答案BCD解析LC的振荡电路周期T＝2πeq\r(LC)，电容器电压最大时，开始放电，经eq\f(1,2)πeq\r(LC)时间，放电结束，此时电容器电荷量为零，电路中电流最大，磁场最强，磁场能最大，故A错误，B正确．因为Q＝C·U，所以电容器放电电荷量Q＝CUm，由I＝eq\f(Q,t)，所以eq\x\to(I)＝eq\f(CUm,\f(1,2)π\r(LC))得eq\x\to(I)＝eq\f(2Um,π)eq\r(\f(C,L))，故C、D正确．4.(电磁振荡的周期)如图9所示为振荡电路在某一时刻的电容器带电情况和电感线圈中的磁感线方向情况．由图可知，电感线圈中的电流正在________(填“增大”“减小”或“不变”)．如果电流的振荡周期为T＝10－4s，电容C＝250μF，则线圈的电感L＝________H.图9答案减小10－6解析根据磁感线方向，应用安培定则可判断出电流方向，从而可知电容器在充电，电流正在减小．根据振荡电流的周期公式T＝2πeq\r(LC)，得L＝eq\f(T2,4π2C)≈10－6H.考点一电磁振荡的产生及能量变化1．(多选)在LC振荡电路中，若某个时刻电容器极板上的电荷量正在减少，则()A．电路中的电流正在增大B．电路中的电场能正在增加C．电路中的电流正在减小D．电路中的电场能正在向磁场能转化答案AD解析电荷量减少，则电容器放电，电场能减少，磁场能增大，电流也在增大，故选A、D.2．(多选)关于LC振荡电路中电容器两极板上的电荷量，下列说法正确的是()A．电荷量最大时，线圈中振荡电流最大B．电荷量为零时，线圈中振荡电流最大C．电荷量增大的过程中，电路中的磁场能转化为电场能D．电荷量减少的过程中，电路中的磁场能转化为电场能答案BC解析电容器电荷量最大时，振荡电流为零，A错；电荷量为零时，放电结束，线圈中振荡电流最大，B对；电荷量增大时，磁场能转化为电场能，C对；同理可判断D错．3.(2020·四川三台中学实验学校高二期末)如图1所示，LC振荡电路的导线及自感线圈的电阻不计，在图示状态回路中电流方向如箭头所示，且此时电容器C的极板A带正电荷，则该状态()图1A．电流i正在增大B．电容器带电荷量正在增加C．电容器两极板间电压正在减小D．线圈中电流产生的磁场的磁感应强度正在增大答案B解析根据图示电路知，该LC振荡电路正在充电，电流在减小，磁场能转化为电场能，A错误．电路充电，电容器的带电荷量在增大，根据U＝eq\f(Q,C)得出，电压在增大，B正确，C错误．充电的过程，磁场能转化为电场能，电流在减小，所以线圈中电流产生的磁场的磁感应强度正在减小，D错误．4.(多选)LC回路中电容器两端的电压u随时间t变化的关系图像如图2所示，则()图2A．在t1时刻，电路中的电流最大B．在t2时刻，电路的磁场能最大C．从t2至t3时刻，电路的电场能不断增大D．从t3至t4时刻，电容器的带电荷量不断增多答案BC解析在t1时刻电路中电容器两端的电压最大，故两极板之间的电场最强，电场能最大，可知此时磁场能最小，故在t1时刻电路中的电流为0，故A错误；在t2时刻电路中电容器两端的电压为0，两极板之间的电场强度为0，故电场能为0，可知此时磁场能最大，故B正确．从t2至t3时刻电容器两端的电压逐渐增大，故两极板之间的电场逐渐增强，则电路的电场能不断增大，故C正确；从t3至t4时刻，电容器两端的电压逐渐减小，根据Q＝CU可知电容器的带电荷量不断减小，故D错误．5.(多选)(2020·山西应县一中高三开学考试)如图3所示为LC回路中电流i随时间t变化的图像，可知()图3A．在t1时刻，电路中的电场能最大B．从t1到t2，电容器极板上的电荷逐渐减少C．从t2到t3，电容器放电D．在t2时刻，线圈中的磁场能最小答案CD解析在t1时刻，电路中的i最大，说明放电结束，此时电路中的电场能为0，磁场能最大，故A错误；从t1到t2，电路中的i减小，说明电容器正在充电，极板上的带电荷量不断增加，故B错误；从t2到t3，电路中的电流增大，说明电容器正在放电，故C正确；在t2时刻电路中电流为0，说明充电结束，则磁场能最小，故D正确．考点二电磁振荡的周期和频率6.(2020·河南南阳中学高二期末)如图4所示的LC振荡电路中，已知某时刻电流i的方向指向A板，则()图4A．若i正在减小，线圈两端电压在增大B．若i正在增大，此时A板带正电C．若仅增大线圈的自感系数，振荡频率增大D．若仅增大电容器的电容，振荡频率增大答案A解析若i正在减小，说明磁场能转化为电场能，则线圈两端电压在增大，故A正确；若电流正在增大，则线圈中的电流从下到上，表明电容器正在放电，所以B板带正电，A板带负电，故B错误；LC振荡电路的周期公式为T＝2πeq\r(LC)，若仅增大线圈的自感系数，周期增大，振荡频率减小；若仅增大电容器的电容，周期增大，振荡频率减小，故C、D错误．7．(多选)电子钟是利用LC振荡电路来工作计时的，现发现电子钟每天要慢30s，造成这一现象的原因可能是()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答案BC解析电子钟变慢，说明LC电路的振荡周期变大，根据公式T＝2πeq\r(LC)可知，振荡电路中电容器的电容变大或线圈的电感变大都会导致振荡电路的周期变大，故选B、C.8.(多选)要增大如图5所示振荡电路的频率，下列说法正确的是()图5A．减少电容器所带电荷量B．将开关S从“1”位置拨到“2”位置C．在线圈中插入铁芯D．将电容器的动片旋出些答案BD解析根据公式f＝eq\f(1,2π\r(LC))可知要增大f，必须减小L和C二者之积．C跟电容器所带电荷量无关，减小两极板的正对面积、增大两极板间的距离、从两极板间抽出电介质都可减小电容C，故选项A错误，D正确；线圈匝数越少或抽出铁芯，L越小，故选项B正确，C错误．9.在如图6所示的电路中，L是电阻不计的电感器，C是电容器，闭合开关S，待电路达到稳定状态后，再断开开关S，LC电路中将产生电磁振荡，如果规定电感器L中的电流方向从a到b为正，断开开关的时刻为t＝0，那么下列选项图中能正确表示电感器中的电流i随时间t变化规律的是()图6答案C解析S断开前，电流从b→a，电容器不带电；S断开时，L中产生自感电动势，阻碍电流减小，给电容器C充电，此时电流负向最大；给电容器充电过程，电容器电荷量最大时，电流减为零；此后，LC回路发生电磁振荡形成交变电流．综上所述，选项C正确．10．(2020·湖北期末)如图7甲所示为LC振荡电路，不计回路电阻及电磁辐射，从0时刻开始，电容器极板间电压Uab与时间t的图像如图乙所示，已知线圈的自感系数L＝10－5H，取π2＝10，下列说法正确的是()图7A．1×10－8～2×10－8s，电路中的电场能转化为磁场能B．电容器的电容为4×10－12FC．2×10－8s时刻穿过线圈的磁通量最大D．3×10－8s时刻穿过线圈的磁通量变化率最大答案B解析由题图乙知1×10－8～2×10－8s，电容器两极间的电压增大，是充电过程，电路中的磁场能转化成电场能，故A错误；由T＝2πeq\r(LC)可得，电容C＝eq\f(T2,4π2L)＝eq\f(4×10－82,4×π2×10－5)F＝4×10－12F，故B正确；2×10－8s时，电容器两极板间的电压最大，是充电刚结束的时刻，此时电流为零，穿过线圈的磁通量为零，故C错误；3×10－8s时，电容器两极板间的电压为零，是放电刚结束的时刻，此时电流最大，此时磁通量最大，穿过线圈的磁通量的变化率最小，故D错误．2电磁场与电磁波3无线电波的发射和接收[学习目标]1.知道电磁场的概念及产生.2.知道有效发射电磁波的两个条件.3.了解无线电波的特点及传播规律.4.了解调制(调幅、调频)、电谐振、调谐、解调在电磁波发射、接收过程中的作用．一、电磁场1．变化的磁场产生电场(1)实验基础：如图1所示，在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里就会产生感应电流．图1(2)麦克斯韦的见解：电路里能产生感应电流，是因为变化的磁场产生了电场，电场促使导体中的自由电荷做定向运动．(3)实质：变化的磁场产生了电场．2．变化的电场产生磁场麦克斯韦假设，既然变化的磁场能产生电场，那么变化的电场也会在空间产生磁场．二、电磁波1．电磁波的产生：变化的电场和磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成电磁波．2．电磁波的特点(1)电磁波在空间传播不需要介质．(2)电磁波是横波：电磁波中的电场强度与磁感应强度互相垂直，而且二者均与波的传播方向垂直．(3)电磁波能产生反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象．3．电磁波具有能量电磁场的转换就是电场能量与磁场能量的转换，电磁波的发射过程是辐射能量的过程，传播过程是能量传播的过程．三、无线电波的发射1．要有效地发射电磁波，振荡电路必须具有的两个特点：(1)要有足够高的振荡频率，频率越高，发射电磁波的本领越大．(2)振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，因此采用开放电路．2．实际应用中的开放电路，线圈的一端用导线与大地相连，这条导线叫作地线；线圈的另一端与高高地架在空中的天线相连．3．电磁波的调制：在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术．调制分为调幅和调频．(1)调幅(AM)：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变的调制方法．(2)调频(FM)：使高频电磁波的频率随信号的强弱而变的调制方法．四、无线电波的接收1．接收原理：电磁波在传播时如果遇到导体，会使导体中产生感应电流，空中的导体可以用来接收电磁波，这个导体就是接收天线．2．电谐振：当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，这种现象叫作电谐振，相当于机械振动中的共振．(1)调谐：使接收电路产生电谐振的过程．(2)解调：把声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程．调幅波的解调也叫检波．五、电视广播的发射和接收1．电视广播信号是一种无线电信号，实际传播中需要通过载波将信号调制成高频信号再进行传播．2．高频电视信号的三种传播方式：地面无线电传输、有线网络传输以及卫星传输．3．电视信号的接收：电视机接收到的高频电磁波信号经过解调将得到的电信号转变为图像信号和伴音信号．判断下列说法的正误．(1)在变化的磁场周围一定会产生变化的电场．(×)(2)电磁波不能在真空中传播．(×)(3)电磁波是横波．(√)(4)各种频率的电磁振荡都能辐射电磁波，振荡周期越大，越容易辐射电磁波．(×)(5)为了有效地向外辐射电磁波，振荡电路必须采用开放电路，同时提高振荡频率．(√)(6)当处于电谐振时，只有被接收的电磁波才能在接收电路中产生感应电流．(×)(7)调幅就是使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变．(√)(8)解调就是把声音或图像信号从高频电流中还原出来．(√)一、电磁场对麦克斯韦电磁场理论的理解(1)变化的磁场产生电场①均匀变化的磁场产生恒定的电场．②非均匀变化的磁场产生变化的电场．③周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场．(2)变化的电场产生磁场①均匀变化的电场产生恒定的磁场．②非均匀变化的电场产生变化的磁场．③周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场．关于麦克斯韦电磁场理论，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答案D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恒定的磁场，周期性变化的电场周围产生周期性变化的磁场．针对训练1用麦克斯韦电磁场理论判断如图所示的四组电场产生的磁场(或磁场产生的电场)随时间t的变化规律，其中错误的是()答案C解析恒定的电场不产生磁场，选项A正确；均匀变化的电场产生恒定的磁场，选项B正确；周期性变化的磁场产生同频率周期性变化的电场，产生的电场的电场强度与磁场的磁感应强度的变化率成正比，对于正弦曲线，t＝0时，磁场的磁感应强度的变化率最大，故产生的电场的电场强度最大，选项C错误，D正确．二、电磁波导学探究如图2所示的实验装置，当接在高压感应圈上的两金属球间有电火花时，导线环上两小球间也会产生电火花，这是为什么？这个实验证实了什么问题？图2答案当A、B两金属球间产生电火花时就会产生变化的电磁场，这种变化的电磁场传播到导线环时，在导线环中激发出感应电动势，使导线环上两小球间也产生电火花．这个实验证实了电磁波的存在．知识深化电磁波的特点(1)电磁波是横波，在传播方向上的任一点，E和B彼此垂直且均与传播方向垂直．如图3所示．图3(2)电磁波的传播不需要介质，在真空中电磁波的传播速度跟光速相同，即v真空＝c＝3.0×108m/s.(3)电磁波具有波的共性，能产生干涉、衍射、反射、折射和偏振等现象，电磁波也是传播能量的一种形式．(4)电磁波波速c、波长λ及频率f之间的关系为c＝λf.(多选)下列关于电磁波的叙述中，正确的是()A．电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播B．电磁波在任何介质中的传播速度均为3×108m/sC．电磁波由真空进入介质传播时，波长变短D．电磁波具有波的一切特征答案ACD解析由电磁波的定义可知A项正确；电磁波只有在真空中传播时，其速度为3×108m/s，故B项错误；电磁波在传播过程中其频率f不变，由波速公式v＝λf知，由于电磁波在介质中的传播速度比在真空中的传播速度小，所以可得此时波长变短，故C正确；电磁波是一种波，具有波的一切特性，能产生干涉、衍射等现象，故D项正确．针对训练2(2020·湖北十堰期末)下列关于电磁波的说法正确的是()A．均匀变化的磁场能够在空间产生电场B．电磁波在真空和介质中传播速度相同C．只要有电场和磁场，就能产生电磁波D．电磁波在同种介质中只能沿直线传播答案A解析均匀变化的磁场产生恒定的电场，故A正确；电磁波在真空中以光速c传播，而在介质的传播速度小于光速，故B错误；恒定的电场不能产生磁场，恒定的磁场不能产生电场，所以有电场和磁场不一定能产生电磁波，故C错误；电磁波在同一均匀介质中沿直线匀速传播，当介质不均匀时可以发生折射和反射，故传播方向可以改变，故D错误．三、无线电波的发射1．有效发射电磁波的条件要有效地向外发射电磁波，振荡电路必须具有的两个特点：(1)要有足够高的振荡频率．频率越高，振荡电路发射电磁波的本领越大，如果是低频信号，要用高频信号运载才能将其更有效地发射出去．(2)采用开放电路．采用开放电路可以使振荡电路的电磁场分散到尽可能大的空间，如图4.图42．调制(1)概念：把要传递的信号“加”到高频等幅振荡电流上，使载波随各种信号而改变.(2)调制的分类①调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变的调制技术，如图5所示．图5②调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变的调制技术，如图6所示．图6为了增大无线电台向空间发射无线电波的能力，对LC振荡电路的结构可采用下列哪些措施()A．增大电容器极板的正对面积B．增大电容器极板的间距C．增大自感线圈的匝数D．提高供电电压答案B解析要增大无线电波向空间发射电磁波的能力，必须提高其振荡频率，即减小L或减小C.要减小L，可通过减小线圈匝数、向外抽铁芯的方法；要减小C，可采用增大板间距、减小极板正对面积、减小介电常数的办法，故B正确．实际发射无线电波的过程如图7甲所示，高频振荡器产生高频等幅振荡如图乙所示，人对着话筒说话时产生低频信号如图丙所示．则发射出去的电磁波图像应是()图7答案B解析使电磁波随各种信号而改变的技术，叫作调制．调制共有两种方式：一种是调幅，即通过改变电磁波的振幅来实现信号加载；另一种是调频，即通过改变频率来实现信号加载，由各选项的图形可知，该调制波为调幅波，即发射信号的振幅随声音信号振幅的变化而变化．故选B.四、无线电波的接收1．无线电波的接收原理利用电磁感应在接收电路产生和电磁波同频率的电流．2．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．调节收音机的调谐回路时，可变电容器的动片从全部旋入到完全旋出仍接收不到某较高频率的电台信号，为接收到该电台信号，则应()A．加大电源电压B．减小电源电压C．增加谐振线圈的圈数D．减少谐振线圈的圈数答案D解析由于f＝eq\f(1,2π\r(LC))，C越小、L越小，f越大．动片旋出，正对面积S减小，C减小，S调到最小，即C最小时，f还未达到高频率f0，则必须调节L减小，即减少谐振线圈的圈数，选项C错误，D正确；频率f与电源电压无关，选项A、B错误．调谐电路的调节，要特别注意以下问题1．调节方向：由题中情景准确判断出电路的固有频率应该调大还是调小．2．频率公式f＝eq\f(1,2π\r(LC))，根据(1)中的调节方向，可进一步准确判定电容C和电感L是该调大还是调小．针对训练3在如图8所示的电路中，C1＝200pF，L1＝40μH，L2＝160μH，怎样才能使回路2与回路1发生电谐振？发生电谐振的频率是多少？图8答案改变可变电容器C2的电容，使得C2为50pF1．78MHz解析发生电谐振时两电路的固有频率相同．为使回路发生电谐振，可以改变可变电容器C2，使f2＝f1，即eq\f(1,2π\r(L2C2))＝eq\f(1,2π\r(L1C1))C2＝eq\f(L1C1,L2)＝eq\f(40×200,160)pF＝50pF.发生电谐振时的频率f1＝eq\f(1,2π\r(L1C1))≈1.78×106Hz＝1.78MHz.1．(电磁场)下列说法中正确的是()A．任何变化的磁场都要在周围空间产生变化的电场，振荡磁场在周围空间产生同频率的振荡电场B．任何电场都要在周围空间产生磁场，振荡电场在周围空间产生同频率的振荡磁场C．任何变化的电场都要在周围空间产生磁场，振荡电场在周围空间产生同频率的振荡磁场D．电场和磁场总是相互联系着，形成一个不可分割的统一体，即电磁场答案C解析根据麦克斯韦电磁场理论，如果电场(磁场)的变化是均匀的，产生的磁场(电场)是恒定的；如果电场(磁场)的变化是不均匀的，产生的磁场(电场)是变化的；振荡电场(磁场)在周围空间产生同频率的振荡磁场(电场)；周期性变化的电场和周期性变化的磁场总是相互联系着，形成一个不可分割的统一体，即电磁场，故选C.2．(电磁波)(多选)下列关于机械波与电磁波的说法中，正确的是()A．机械波和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，而且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、干涉和衍射现象答案BCD解析机械波由振动产生，电磁波由周期性变化的电场(或磁场)产生；机械波是能量波，传播需要介质，速度由介质决定；电磁波是物质波，波速由介质和自身的频率共同决定；机械波有横波，也有纵波，而电磁波一定是横波，它们都能发生反射、折射、干涉和衍射等现象，故选项A错误，B、C、D正确．3．(无线电波的发射)(多选)关于调制的作用，下列说法正确的是()A．调制的作用是把低频信号的信息加载到高频电磁波上去B．调幅的作用是把低频信号的信息加载到高频电磁波的振幅上去C．调频的作用是把低频信号的信息加载到高频电磁波的频率上去D．调频的作用是将低频信号变成高频信号，再放大后直接发射出去答案ABC4.(无线电波的接收)在如图9所示的LC振荡电路中，已知线圈的电感不变，电容器为可调电容器，开始时电容器的电容为C0，要发生电谐振应使振荡电路的固有频率加倍．则电容器的电容应变为()图9A．4C0 B．2C0C.eq\f(1,2)C0 D.eq\f(1,4)C0答案D解析由题意，固有频率变为原来的2倍，即周期变为原来的eq\f(1,2)，由T＝2πeq\r(LC)知，L不变，只有C＝eq\f(1,4)C0时符合要求，D正确.考点一电磁场1．在下图所示的四种磁场情况中能产生恒定的电场的是()答案C解析A中磁场不变，则不会产生电场，故A错误；B中磁场方向变化，而大小不变，则不会产生恒定的电场，故B错误；C中磁场随时间均匀变化，则会产生恒定的电场，故C正确；D中磁场随时间做非均匀变化，则会产生非均匀变化的电场，故D错误．2.如图1所示是空间磁感应强度B随时间t的变化图像，在它周围空间产生的电场中的某一点场强E应()图1A．逐渐增强B．逐渐减弱C．不变D．无法确定答案C解析由题图可知，磁场均匀增强，根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的磁场产生恒定的电场，故场强E不变，选项C对．考点二电磁波3．下列关于电磁波的说法，正确的是()A．只要有电场和磁场，就能产生电磁波B．电场随时间变化时，一定产生电磁波C．做非匀变速运动的电荷可以产生电磁波D．麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在答案C解析只有周期性变化的电场和磁场，才能激发电磁波，而稳定的电场和磁场不能产生电磁波，A错误；均匀变化的电场，产生恒定的磁场，但是恒定的磁场不能产生电场，故不能产生电磁波，B错误；做非匀变速运动的电荷可以在空间产生变化的电磁场，形成电磁波，C正确；赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，D错误．4．(多选)下列关于电磁波的说法中正确的是()A．只要电场或磁场发生变化，就能产生电磁波B．电磁波传播需要介质C．赫兹用实验证实了电磁波的存在D．电磁波具有能量，电磁波的传播是伴随有能量向外传递的答案CD解析如果电场(或磁场)是均匀变化的，产生的磁场(或电场)是稳定的，就不能再产生新的电场(或磁场)，也就不能产生电磁波；电磁波不同于机械波，它的传播不需要介质；赫兹用实验证实了电磁波的存在；电磁波具有能量，它的传播是伴随有能量传递的．故选C、D.考点三无线电波的发射5．(多选)为了有效地把能量以电磁波形式发射到尽可能大的空间，除了使用开放电路，还可以()A．增大电容器极板间的距离B．减小电容器极板的正对面积C．减少线圈的匝数D．采用低频振荡电流答案ABC解析实行开放电路和提高发射频率是提高电磁波发射能力的两种有效方法；由f＝eq\f(1,2π\r(LC))、C＝eq\f(εrS,4πkd)可知，选项A、B、C正确，D错误．6．电台将播音员的声音转换成如图2甲所示的电信号，再加载到如图乙所示的高频载波上，