2025高考物理復(fù)習(xí)電磁振蕩與電磁波課件教案練習(xí)題

第十二章交變電流電磁振蕩與電磁波傳感器第3講電磁振蕩與電磁波課標要求1．初步了解麥克斯韋電磁場理論的基本思想，了解場的統(tǒng)一性與多樣性，體會物理學(xué)對統(tǒng)一性的追求。2．通過實驗，了解電磁振蕩。3．知道電磁波的發(fā)射、傳播和接收。4．認識電磁波譜，知道各個波段的電磁波的名稱、特征和典型應(yīng)用?？键c一電磁振蕩考點二電磁場與電磁波內(nèi)容索引課時測評考點一電磁振蕩1．振蕩電流：大小和方向都做________迅速變化的電流。2．振蕩電路：產(chǎn)生__________的電路。由電感線圈L和電容C組成最簡單的振蕩電路，稱為______振蕩電路。3．電磁振蕩中的能量變化(1)放電過程中電容器儲存的______能逐漸轉(zhuǎn)化為線圈的______能。(2)充電過程中線圈中的______能逐漸轉(zhuǎn)化為電容器的______能。(3)在電磁振蕩過程中，電場能和磁場能會發(fā)生________的轉(zhuǎn)化。4．電磁振蕩的周期和頻率(1)周期T＝________。(2)頻率f＝______。知識梳理周期性振蕩電流LC電場磁場磁場電場周期性自主訓(xùn)練1電磁振蕩過程的分析如圖為某時刻LC振蕩電路所處的狀態(tài)，則該時刻A．振蕩電流i在增大B．電容器上的電荷量增多C．磁場能正在向電場能轉(zhuǎn)化D．電流的變化率增大√題圖所示時刻電流流向負極板，可知電容器在放電，振蕩電流增大，電容器上的電荷量減小，電場能正在向磁場能轉(zhuǎn)化，電流增大得越來越慢，即電流變化率減小。故選A。自主訓(xùn)練2電磁振蕩過程的判斷(2022·山東濱州期末)如圖所示，L為電感線圈，C為電容器，R為定值電阻，線圈及導(dǎo)線電阻均不計。先閉合開關(guān)S，穩(wěn)定后，再將其斷開，并規(guī)定此時t＝0。當(dāng)t1＝0.03s時，LC回路中電容器左極板帶正電荷且電荷量第一次達到最大值。則當(dāng)t2＝0.13s時，下列判斷正確的是A．電容器中的電場能最大B．線圈中的磁場能最大C．電流沿順時針方向，電容器正在充電D．電流沿逆時針方向，電容器正在放電√LC回路中，在一個周期內(nèi)，電容器充電兩次，放電兩次，線圈及導(dǎo)線電阻均不計，先閉合開關(guān)S，穩(wěn)定后，線圈兩端沒有電壓，電容器不帶電，線圈具有磁場能。在t＝0時刻，斷開開關(guān)S，線圈產(chǎn)生自感電動勢，對電容器充電，使右極板帶正電，后開始放電，再充電，當(dāng)t1＝0.03s時，電容器左極板帶正電荷且電荷量第一次達到最大值。此時所經(jīng)時間應(yīng)是

T，則有

T＝0.03s，可得T＝0.04s，此時再經(jīng)T，電容器又放電，完成一次全振蕩。則當(dāng)t2＝0.13s＝3T＋T時，對電容器第7次充電完畢，使電容器右極板帶正電，且電荷量最大，由LC振蕩回路的充放電規(guī)律可知，電容器帶電荷量最大時，電容器中的電場能最大，線圈中的磁場能最小，故A正確，B、C、D錯誤。自主訓(xùn)練3周期公式的應(yīng)用(2023·安徽池州期末)如圖所示，線圈的自感系數(shù)為1mH，電容器的電容為0.4μF，電源內(nèi)阻不計。閉合開關(guān)S，電路穩(wěn)定后斷開開關(guān)S，LC電路中將產(chǎn)生電磁振蕩。下列說法正確的是A．LC振蕩電路中產(chǎn)生的電磁波是縱波B．L或C越小，振蕩電路產(chǎn)生的電磁波的傳播速度越大C．LC振蕩電路中通過線圈L的電流的變化周期為2π×10－5sD．LC振蕩電路中電磁場能量轉(zhuǎn)化的頻率為

×105Hz√LC振蕩電路中產(chǎn)生的電磁波是橫波，故A錯誤；振蕩電路產(chǎn)生的電磁波的傳播速度等于光速，與L或C的大小無關(guān)，故B錯誤；LC振蕩電路的振蕩周期T＝2π

＝4π×10－5s，所以通過線圈L的電流的變化周期為4π×10－5s，故C錯誤；振蕩電路中電場與磁場交替產(chǎn)生，電場能增加則磁場能減小，由于能量為標量，所以電磁場能量轉(zhuǎn)化的周期T′＝

＝2π×10－5s，電磁場能量轉(zhuǎn)化的頻率為

×105Hz，故D正確。故選D。LC振蕩電路充、放電過程的判斷方法1．根據(jù)電流流向判斷：當(dāng)電流流向帶正電的極板時，電容器的電荷量增加，磁場能向電場能轉(zhuǎn)化，處于充電過程；反之，當(dāng)電流流出帶正電的極板時，電荷量減少，電場能向磁場能轉(zhuǎn)化，處于放電過程。2．根據(jù)物理量的變化趨勢判斷：當(dāng)電容器的帶電荷量q(電壓U、場強E)增大或電流i(磁感應(yīng)強度B)減小時，處于充電過程；反之，處于放電過程。3．根據(jù)能量判斷：電場能增加時充電，磁場能增加時放電。歸納提升返回考點二電磁場與電磁波1．麥克斯韋電磁場理論知識梳理2．電磁波(1)電磁場在空間由近及遠地傳播，形成________。(2)電磁波的傳播不需要______，可在真空中傳播，在真空中不同頻率的電磁波傳播速度______(都等于光速)。(3)不同頻率的電磁波，在同一介質(zhì)中傳播，其速度是不同的，頻率越高，波速越____。(4)v＝_____，f是電磁波的頻率。電磁波介質(zhì)相同小λf3．電磁波的發(fā)射(1)發(fā)射條件：______電路和__________信號。所以要對傳輸信號進行調(diào)制(調(diào)幅或調(diào)頻)。(2)調(diào)制方式

①調(diào)幅：使高頻電磁波的______隨信號的強弱而改變。②調(diào)頻：使高頻電磁波的______隨信號的強弱而改變。開放高頻振蕩振幅頻率4．無線電波的接收(1)當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到無線電波的頻率______時，激起的振蕩電流______，這就是電諧振現(xiàn)象。(2)使接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫作______，能夠調(diào)諧的接收電路叫作______電路。(3)從經(jīng)過調(diào)制的高頻振蕩信號中“檢”出調(diào)制信號的過程，叫作______。檢波是______的逆過程，也叫作______。相等最強調(diào)諧調(diào)諧檢波調(diào)制解調(diào)5．電視廣播信號的發(fā)射和接收過程6．電磁波譜：按照電磁波的______大小或______高低的順序把它們排列成的譜叫作電磁波譜。按波長由長到短排列的電磁波譜為：無線電波、紅外線、________、紫外線、X射線、γ射線。波長頻率可見光自主訓(xùn)練1麥克斯韋電磁場理論(多選)應(yīng)用麥克斯韋的電磁場理論判斷如圖所示的電場產(chǎn)生磁場(或磁場產(chǎn)生電場)的關(guān)系圖像中(每個選項中的左圖是表示變化的場，右圖是表示變化的場產(chǎn)生的另外的場)，正確的是√穩(wěn)定的磁場不產(chǎn)生電場，故A錯誤；均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，故B正確；周期性變化的磁場產(chǎn)生周期性變化的電場，周期性變化的電場產(chǎn)生周期性變化的磁場，二者相差四分之一個周期，故C正確，D錯誤?！套灾饔?xùn)練2電磁波的發(fā)射與接收“小蜜蜂”是老師上課常用的擴音設(shè)備，隨著無線電技術(shù)的應(yīng)用，很多老師用上了藍牙“小蜜蜂”(藍牙屬于電磁波)，麥克風(fēng)與擴音器不用導(dǎo)線連接，老師拿著麥克風(fēng)在教室中間說話，放在講臺上的擴音器也能工作。下列說法正確的是A．“小蜜蜂”直接接收到了來自麥克風(fēng)的聲波信號B．為了將信號發(fā)射出去，先要進行解調(diào)C．“小蜜蜂”接收電磁波時，要使接收電路中出現(xiàn)電諧振現(xiàn)象，稱為調(diào)諧D．載波頻率越高，經(jīng)調(diào)制后發(fā)射出來的電磁波傳播得越快√無線麥克風(fēng)含有一個無線電發(fā)射裝置，可以把聲音信號轉(zhuǎn)化成電磁波信號再發(fā)射出去，故A錯誤；為了將信號發(fā)射出去，需要把聲音信號加到高頻電磁波中，這個過程叫作調(diào)制，故B錯誤；“小蜜蜂”接收電磁波時，需要使接收電磁波的LC振蕩電路的固有頻率與電磁波的頻率相同，從而發(fā)生電諧振，這個過程叫作調(diào)諧，故C正確；真空中任何頻率的電磁波傳播速度都等于光速，故D錯誤。自主訓(xùn)練3電磁波的應(yīng)用(多選)(2022·天津高考考前模擬三)關(guān)于電磁波的應(yīng)用，下列說法正確的是A．紅外線、X射線、γ射線中紅外線的波長最短B．銀行的驗鈔機和家用電器的遙控器發(fā)出的光都是紫外線C．微波主要用于廣播及其他信號的傳播D．X射線膠片可以用于診斷病情，γ射線可以摧毀病變的細胞√√紅外線、X射線、γ射線中紅外線的頻率最小，波長最長，故A錯誤；銀行的驗鈔機發(fā)出的光是紫外線，家用電器的遙控器發(fā)出的光是紅外線，故B錯誤；微波不但能加熱物體，而且能傳播信息，故可以用于通信、廣播及其他信號傳輸，故C正確；X射線有很高的穿透本領(lǐng)，常用于醫(yī)學(xué)上透視人體診斷病情。γ射線有極強的穿透能力和很高的能量，可以摧毀病變的細胞，故D正確。1．電磁波與機械波的比較歸納提升比較項目電磁波機械波產(chǎn)生由周期性變化的電場、磁場產(chǎn)生由質(zhì)點(波源)的振動產(chǎn)生波的特點橫波縱波或橫波波速在真空中等于光速(很大)，c＝3×108m/s在空氣中不大(如聲波波速在空氣中一般為340m/s)是否需要介質(zhì)不需要介質(zhì)(在真空中仍可傳播)必須有介質(zhì)(真空中不能傳播)能量傳播電磁能機械能2．電磁波的不同用途

無線電波用于通信和廣播，紅外線用于加熱和遙感技術(shù)，紫外線用于殺菌消毒，X射線用于醫(yī)學(xué)上的X光照片，γ射線用于檢查金屬部件的缺陷等。返回課時測評1．(4分)(2024·廣東惠州聯(lián)考)北京時間2022年5月12日晚9點，事件視界望遠鏡(EHT)合作組織正式發(fā)布了銀河系中心黑洞人馬座A*(SgrA*)的首張照片，如圖所示。該照片利用了射電望遠鏡對電磁波的捕捉。下列關(guān)于波的說法正確的是A．周期性變化的電場和磁場可以相互激發(fā)，形成電磁波B．電磁波是縱波，不能發(fā)生偏振現(xiàn)象C．電磁波和機械波都依賴于介質(zhì)才能傳播D．電磁波在任何介質(zhì)中傳播的速度都相等√周期性變化的電場和磁場可以相互激發(fā)，形成電磁波，故A正確；電磁波是橫波，可以發(fā)生偏振現(xiàn)象，故B錯誤；電磁波的傳播不依賴于介質(zhì)，故C錯誤；電磁波在不同介質(zhì)中傳播的速度不相等，故D錯誤。2．(4分)(2024·安徽蚌埠模擬)關(guān)于電磁波，下列說法正確的是A．電磁波不能在真空中傳播B．電磁波是在空間傳播的周期性變化的電磁場C．電場或磁場隨時間變化時一定會產(chǎn)生電磁波D．麥克斯韋第一次用實驗證實了電磁波的存在√電磁波的傳播不需要介質(zhì)，電磁波能在真空中傳播，故A錯誤；周期性變化的電場產(chǎn)生磁場，周期變化的磁場產(chǎn)生電場，由近及遠地傳播形成電磁波，故B正確；均勻變化的電場(磁場)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(電場)，不能形成電場波，故C錯誤；赫茲第一次用實驗證實了電磁波的存在，故D錯誤。故選B。3．(4分)如圖為LC振蕩電路中電容器的一個極板帶電荷量q隨時間t變化的曲線，下列判斷正確的是A．在b和d時刻，電路中的電流為零B．在O

→a時間內(nèi)，電場能轉(zhuǎn)變?yōu)榇艌瞿蹸．在a和c時刻，電路里的能量全部儲存在電容器的電場中D．在O

→a和c→d時間內(nèi)，電容器充電√在b和d時刻，q為0，但q隨t的變化率最大，電流最大，不為零，故A錯誤；在O

→a時間內(nèi)，q從0逐漸增大至最大值，而電流從最大值減小至0，電容器充電，磁場能轉(zhuǎn)變?yōu)殡妶瞿?，故B錯誤；在a和c時刻，電容器均完成充電過程，電路里的能量全部儲存在電容器的電場中，故C正確；在O

→a時間內(nèi)，電容器充電，在c→d時間內(nèi)，電容器放電，故D錯誤。4．(4分)(2023·安徽六安統(tǒng)考)如圖所示，i-t圖像表示LC振蕩電路的電流隨時間變化的圖像，在t＝0時刻，回路中電容器的M板帶正電，在某段時間里，回路的磁場能在減小，而M板仍帶正電，則這段時間對應(yīng)圖像中的A．bc段

B．cd段

C．Oa段

D．a(chǎn)b段√某段時間里，回路的磁場能在減小，說明回路中的電流在減小，電容器充電，而此時M板帶正電，則充電電流方向為順時針方向。在t＝0時，電容器開始放電，且M極板帶正電，結(jié)合i-t圖像可知，電流以逆時針方向為正方向，因此這段時間內(nèi)電流為負且正在減小，符合條件的只有圖像中的cd段。故選B。5．(5分)(多選)(2024·安徽馬鞍山月考)用電感L和電容C組成如圖所示的電路，開關(guān)S斷開，電容器上帶有一定的電荷量。閉合開關(guān)S形成LC振蕩電路，振蕩周期為T，記開關(guān)S閉合瞬間為t＝0時刻，則A．t＝

時，回路中電流為最大B．t＝

時，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大C．t＝

時，電容器兩極板間的電場強度最大D．若增大電容器兩極板的間距，振蕩周期增大√√根據(jù)題意可知，開關(guān)S閉合瞬間為t＝0時刻，電容器開始放電，電流增大，電流—時間圖像呈現(xiàn)正弦式變化，當(dāng)t＝

時，回路中放電電流達到最大值，故A正確；在

內(nèi)，電容器處于反向充電狀態(tài)，電流減小，由于電流—時間圖像呈現(xiàn)正弦式變化，圖像斜率的絕對值表示感應(yīng)電動勢的大小，在t＝

時，電流為0，電流—時間圖像斜率的絕對值達到最大值，可知t＝

時，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大，故B正確；根據(jù)上述可知，t＝

時，充電結(jié)束，電容器又開始放電，電流反向增大，t＝

時，電容器放電結(jié)束，電流達到最大，電容器極板所帶電荷量最小，電容器兩極板間的電場強度最小，故C錯誤；根據(jù)T＝2π

，C＝

，可知，若增大電容器兩極板的間距，電容器的電容減小，則振蕩周期減小，故D錯誤。故選AB。6．(4分)如圖甲為電容器上極板電量q隨時間t在一個周期內(nèi)的變化圖像，如圖乙為LC振蕩電路的某一狀態(tài)，則A．t1時刻線圈中自感電動勢為零B．t1～t2時間內(nèi)回路內(nèi)的電流為順時針C．t2～t3中某時刻與圖乙狀態(tài)相對應(yīng)D．圖乙中電容器極板間電場能逐漸減小√在t1時刻，上極板電量q達到最大值，電流達到最小值，電流變化率達到最大，此時自感電動勢達到最大，故A錯誤；t1～t2時間內(nèi)，上極板電量為正，且減小，回路內(nèi)的電流為逆時針，故B錯誤；t2～t3時間內(nèi)，上極板電量為負，下極板電量為正，