2025版新教材高考物理全程一輪總復(fù)習第十三章交變電流電磁振蕩與電磁波傳感器第3講電磁振蕩電磁波學(xué)生用書

第3講電磁振蕩電磁波課程標準1.初步了解麥克斯韋電磁場理論的基本思想，了解磁場的統(tǒng)一性與多樣性，體會物理學(xué)對統(tǒng)一性的追求．2.了解電磁振蕩，知道電磁波的放射、傳播和接收．3.相識電磁波譜，知道各個波段的電磁波的名稱、特征和典型應(yīng)用．素養(yǎng)目標物理觀念：(1)理解振蕩電流、振蕩電路及LC電路、調(diào)制、調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)諧、解調(diào)等概念．(2)了解電磁振蕩的周期與頻率．(3)了解麥克斯韋電磁場理論的基本內(nèi)容．(4)能說出電磁波放射、傳播和接收的過程．科學(xué)思維：(1)了解LC回路中振蕩電流的產(chǎn)生過程，會求LC電路的周期與頻率．(2)知道各個波段的電磁波的名稱、特征和典型應(yīng)用．必備學(xué)問·自主落實一、電磁振蕩的產(chǎn)生和能量變更1．振蕩電流：大小和方向都做________快速變更的電流．2．振蕩電路：能產(chǎn)生________的電路．3．振蕩過程：包括充電過程和________過程．如圖所示：4．電磁振蕩的周期與頻率(1)周期：電磁振蕩完成一次周期性變更須要的________．(2)頻率：電磁振蕩完成周期性變更的________與所用時間之比．振蕩電路里發(fā)生無阻尼振蕩時的周期和頻率分別叫作________周期、________頻率．(3)周期和頻率公式：T＝________，f＝________．二、電磁場與電磁波1．電磁場(1)________的磁場產(chǎn)生電場．(2)________的電場產(chǎn)生磁場．2．電磁波(1)電磁波的產(chǎn)生變更的電場和變更的磁場交替產(chǎn)生，由近及遠地向四周傳播，形成________．電磁波傳播不須要介質(zhì)(2)電磁波是橫波．(3)電磁波的速度等于________．三、無線電波的放射和接收1．電磁波的放射(1)放射電磁波的振蕩電路的特點(2)電磁波的調(diào)制調(diào)制在電磁波放射技術(shù)中，使載波隨各種信號而變更的技術(shù)分類調(diào)幅(AM)使高頻電磁波的________隨信號的強弱而變的調(diào)制技術(shù)調(diào)頻(FM)使高頻電磁波的________隨信號的強弱而變的調(diào)制技術(shù)2.電磁波的接收(1)原理電磁波在傳播過程中假如遇到導(dǎo)體，會使導(dǎo)體中產(chǎn)生________，因此，空中的導(dǎo)體可以用來接收電磁波．(2)電諧振與調(diào)諧電諧振：當接收電路的________跟收到的電磁波的________相同時，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強的現(xiàn)象．3．電磁波譜(1)依據(jù)電磁波的________或________大小的依次把它們排列成譜叫作電磁波譜．(2)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射線等．四、傳感器1．傳感器的組成(1)敏感元件：能干脆感受或響應(yīng)外界被測________的部分．(2)轉(zhuǎn)換元件：能將敏感元件輸出的信號干脆轉(zhuǎn)換成________的部分．2．傳感器的應(yīng)用模式一般模式可以用如下方框圖表示．走進生活最新車載GPS導(dǎo)航儀通過與導(dǎo)航衛(wèi)星相互傳遞信息，確定汽車所處的精確位置，并在電子地圖上顯示出來(如圖所示)，為汽車駕駛員導(dǎo)航，則(1)導(dǎo)航衛(wèi)星放射的電磁波比光的傳播速度慢．()(2)導(dǎo)航儀上的移動電話通過電流傳遞信息．()(3)導(dǎo)航衛(wèi)星放射的電磁波不能在真空中傳播．()(4)導(dǎo)航儀與導(dǎo)航衛(wèi)星通過電磁波傳遞信息．()關(guān)鍵實力·精準突破考點一電磁振蕩過程分析1．振蕩電流、極板帶電荷量隨時間的變更圖像2．LC振蕩電路充、放電過程的推斷方法(1)依據(jù)電流流向推斷：當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，當電流流出帶正電的極板時，電荷量削減，電場能向磁場能轉(zhuǎn)化，處于放電過程．(2)依據(jù)物理量的變更趨勢推斷：當電容器的帶電荷量q(電壓U、場強E)增大或電流i(磁場B)減小時，處于充電過程；反之，處于放電過程．(3)依據(jù)能量推斷：電場能增加時充電，磁場能增加時放電．針對訓(xùn)練1.[2024·山東青島聯(lián)考]在LC振蕩電路中，某時刻線圈中的磁場和電容器中的電場如圖所示，則此時刻()A．電容器正在放電 B．振蕩電流正在減小C.線圈中的磁場最強 D．磁場能正在向電場能轉(zhuǎn)化2．如圖甲所示的振蕩電路中，電容器極板間電壓隨時間的變更規(guī)律如圖乙所示，則電路中振蕩電流隨時間的變更圖像是(振蕩電流以電路中逆時針方向為正)()3．如圖所示，LC振蕩電路中電容器的電容為C，線圈的自感系數(shù)為L，電容器在圖示時刻所帶的電荷量為Q.若圖示時刻電容器正在放電，至放電完畢所需時間為13πLCA．12πLC B．13C．16πLC D．23考點二電磁波和電磁波譜1．對麥克斯韋電磁場理論的理解2．電磁波的放射示意圖(如圖所示)3．電磁波接收的方法(1)利用調(diào)諧產(chǎn)生電諧振，使接收電路的感應(yīng)電流最強．(2)利用解調(diào)把接收電路中的有用信號分別出來．(3)調(diào)諧和解調(diào)的區(qū)分：調(diào)諧就是一個選臺的過程，即選攜帶有用信號的高頻振蕩電流，在接收電路中產(chǎn)生最強的感應(yīng)電流的過程；解調(diào)是將高頻電流中攜帶的有用信號分別出來的過程．4．電磁波的共性(1)它們在本質(zhì)上都是電磁波，它們的行為聽從相同的規(guī)律，各波段之間的區(qū)分并沒有肯定的意義．(2)都遵守公式v＝λf，它們在真空中的傳播速度都是c＝3.0×108m/s.(3)它們的傳播都不須要介質(zhì)．(4)它們都具有反射、折射、衍射和干涉的特性．5．電磁波的特性(1)不同電磁波的頻率或波長不同，表現(xiàn)出不同的特性，波長越長越簡單產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象，波長越短穿透實力越強．(2)同頻率的電磁波，在不同介質(zhì)中速度不同．不同頻率的電磁波，在同一種介質(zhì)中傳播時，頻率越大折射率越大，速度越小．針對訓(xùn)練4.(多選)現(xiàn)在的手機是“數(shù)碼通信”，也就是我們講話的聲音(連續(xù)的類比信號)先由手機轉(zhuǎn)換成不連續(xù)的0與1兩種數(shù)碼信號，再經(jīng)由數(shù)碼調(diào)變轉(zhuǎn)換成電磁波(類比信號載著數(shù)碼信號)，最終從天線傳送出去，原理如圖所示．下面的說法中正確的是()A．電磁波可以傳遞信息，聲波也能傳遞信息B．手機在通話時放射出去的是電磁波C．數(shù)碼信號加載到高頻振動信號上是解調(diào)D．基地臺接收到的電磁波頻率很高，穿透實力強5．[2024·濟南模擬]關(guān)于電磁波譜，下列說法正確的是()A．紅外體溫計的工作原理是人的體溫越高，放射的紅外線越強，有時物體溫度較低，不放射紅外線，導(dǎo)致無法運用B．紫外線的頻率比可見光低，醫(yī)學(xué)中常用于殺菌消毒，長時間照耀人體可能損害健康C．X射線、γ射線頻率越高，波動性較強，粒子性較弱，較難發(fā)生光電效應(yīng)D．手機通信運用的是無線電波，其波長較長，更簡單視察到衍射現(xiàn)象6．(多選)賓館酒店大部分都安裝了自動門，當有人靠近時，門會實現(xiàn)自動打開，人走后自動關(guān)閉，但是假如人站著不動，自動門并沒有反應(yīng)．這類自動門事實上是安裝了雷達波感應(yīng)器．雷達波感應(yīng)器不停地放射雷達波，依據(jù)多普勒效應(yīng)，被人反射回來的雷達波的頻率隨之發(fā)生變更，而變更量與人移動的速率成正比．雷達波感應(yīng)器中的接收器敏銳地捕獲到這一變更，并將這一變更轉(zhuǎn)換成相對應(yīng)的電信號的變更，該信號經(jīng)放大以后輸入至經(jīng)過編程的微限制器，限制器限制門的打開和關(guān)閉．下面的說法中正確的是()A．當有人靠近自動門時，雷達波感應(yīng)器接收到的雷達波的頻率變大B.當有人遠離自動門時，雷達波感應(yīng)器接收到的雷達波的頻率變大C．當有人站著不動時，雷達波感應(yīng)器接收到的雷達波的頻率不變D．被人反射回來的雷達波的傳播速度變快7．(多選)圖為小羅同學(xué)用手機收聽“FM97.5衢州交通音樂廣播”的軟件界面截圖，下列說法正確的是()A．FM97.5電磁波的波長約為3mB．真空中107.5MHz的電磁波比97.5MHz的電磁波傳播速度更快C．FM97.5在信號調(diào)制的過程中載波的振幅不變D．為了能接收到FM107.5的信號，在其他條件不變的狀況下須要增大接收模塊的電容第3講電磁振蕩電磁波必備學(xué)問·自主落實一、1．周期性2．振蕩電流3．放電4．(1)時間(2)次數(shù)固有固有(3)2πLC二、1．(1)變更(2)變更2．(1)電磁波(3)光速三、1．(2)振幅頻率2．(1)感應(yīng)電流(2)固有頻率頻率3．(1)波長頻率(2)可見光四、1．(1)非電學(xué)量(2)電信號走進生活答案：(1)×(2)×(3)×(4)√關(guān)鍵實力·精準突破1．解析：由線圈中的磁場方向，結(jié)合安培定則可知，電流從上向下流過線圈．分析電容器中電場強度方向可知，電容器上極板帶正電，則電容器正在放電，A正確；依據(jù)電磁振蕩規(guī)律可知，電容器放電時，振蕩電流增大，電場能向磁場能轉(zhuǎn)化，磁場漸漸增加，B、C、D錯誤．答案：A2．解析：電容器極板間的電壓U＝QC，隨電容器帶電荷量的增加而增大，隨電容器帶電荷量的削減而削減．從題圖乙可以看出，在0～T4這段時間內(nèi)電容器充電，且UAB>0，即UA>UB，A板應(yīng)帶正電，只有順時針方向的電流才能使A板被充電后帶正電，同時考慮到t＝0時刻，電壓為零，電容器帶電荷量為零，電流最大，可知答案：D3．解析：LC振蕩電路在一個周期內(nèi)電容器會充電兩次、放電兩次，每次充電或放電的時間均為14T＝π2LC.依據(jù)題意，電容器所帶的電荷量由Q減小到零所需時間為13πLC＝16T，說明電容器所帶的電荷量由最大放電到Q所需時間為14T－16T＝112T＝16π答案：C4．解析：電磁波可以傳遞信息，如電視信號；聲波也可以傳遞信息，如人說話，故A正確．手機用電磁波傳遞信息，故B正確．數(shù)碼信號加載到高頻振動信號上是調(diào)制，故C錯誤．手機通信利用的電磁波是無線電波，無線電流的穿透實力很差，D錯誤．答案：AB5．解析：有溫度的物體都會放射紅外線，A錯誤；紫外線的頻率比可見光高，醫(yī)學(xué)中常用于殺菌消毒，長時間照耀人體可能損害健康，B錯誤；X射線、γ射線頻率較高，波動性較弱，粒子性較強，較易發(fā)生光電效應(yīng)，C錯誤；手機通信運用的是無線電波