2025年高考物理一輪總復(fù)習(xí)課件 第13章 第33講 電磁振蕩與電磁波

第十三章交變電流電磁振蕩和電磁波傳感器第33講電磁振蕩與電磁波知識梳理·易錯辨析核心考點·重點突破提能訓(xùn)練練案[66]知識梳理·易錯辨析一、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。周期性振蕩電流LC3．電磁振蕩：在LC振蕩電路中，電容器不斷地_______和______，就會使電容器極板上的電荷量q、電路中的__________、電容器內(nèi)的電場強度E、線圈內(nèi)的________________發(fā)生周期性的變化，這種現(xiàn)象就是電磁振蕩。4．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。充電放電電流I磁感應(yīng)強度B電場磁場磁場電場周期性5．電磁振蕩的周期和頻率(1)周期T＝_________。(2)頻率f＝________。二、電磁場與電磁波1．麥克斯韋電磁場理論：變化的磁場產(chǎn)生________，變化的電場產(chǎn)生________(如圖所示)。2．電磁場：變化的電場和磁場總是相互聯(lián)系的，形成一個____________統(tǒng)一的電磁場。電場磁場不可分割3．電磁波(1)產(chǎn)生：變化的電場和磁場由近及遠地向周圍傳播，形成了電磁波。(2)電磁波是橫波，在空間傳播__________介質(zhì)。(3)電磁波的波速：真空中電磁波的波速與光速相同，c＝_________m/s。(4)v＝λf對電磁波____________。(5)電磁波能產(chǎn)生反射、折射、________、偏振和衍射等現(xiàn)象。(6)________在人類歷史上首先捕捉到了電磁波，并證實了麥克斯韋的電磁場理論。不需要3×108同樣適用干涉赫茲4．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5．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還原出調(diào)制信號的過程，叫作________。這個過程是________的逆過程。調(diào)幅波的解調(diào)也叫作________。相同最強調(diào)諧調(diào)諧解調(diào)調(diào)制檢波6．電磁波譜按照電磁波的____________或____________的順序把它們排列成譜叫作電磁波譜。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。波長大小頻率高低可見光1．電磁波在真空中和介質(zhì)中的傳播速度相同。()2．變化的磁場產(chǎn)生的電場的電場線是閉合曲線。()3．LC振蕩電路中，回路中的電流值最大時回路中的磁場能最大。()4．電磁振蕩的固有周期與電流的變化快慢有關(guān)。()5．振蕩電路的頻率越高，發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越大。()6．制作天線必須用導(dǎo)體。()7．只有接收電路發(fā)生電諧振時，接收電路中才有振蕩電流。()×√√×√√×核心考點·重點突破1電磁振蕩(能力考點·深度研析)振蕩電流、極板帶電荷量隨時間的變化圖像注意：電容器面板間電勢差u、板間電場強度E、電路中的磁場能自感電動勢E規(guī)律與q－t圖像相對應(yīng)；磁感應(yīng)強度B電路中的電場能規(guī)律與i－t圖像相對應(yīng)。?考向1電磁振蕩各物理量的變化規(guī)律(2024·山東省沂南高三階段練習(xí))如圖所示是由線圈L和電容器C組成的最簡單的LC振蕩電路，先把電容器充滿電，t＝0時如圖甲所示，電容器中的電場強度最大，電容器開始放電，t＝0.02s時如圖乙所示，LC回路中線圈中的電流第一次達到最大值，則()A．此LC振蕩電路的周期T＝0.04sB．t＝0.05s時，回路電流方向與圖乙中所示電流方向相同C．t＝0.06s時，線圈中的磁場能最大D．t＝0.10s時，電容器中的電場能最大CLC振蕩電路充、放電過程的判斷方法根據(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、電場強度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，處于放電過程根據(jù)能量判斷電場能增加時充電，磁場能增加時放電?考向2振蕩電路中的圖像問題

如圖甲所示的振蕩電路中，電容器極板間電壓隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示，則電路中振蕩電流隨時間的變化圖像是(振蕩電流以電路中逆時針方向為正)()D?考向3電磁振蕩的周期和頻率(多選)如圖所示，要增大該振蕩電路的頻率，下列說法正確的是()A．減少電容器所帶電荷量B．將開關(guān)S從“1”位置撥到“2”位置C．在線圈中插入鐵芯D．將電容器的動片旋出些BD2麥克斯韋電磁場理論的理解與應(yīng)用(基礎(chǔ)考點·自主探究)1．對麥克斯韋電磁場理論的理解2．電磁波的發(fā)射示意圖(如圖所示)【跟蹤訓(xùn)練】(麥克斯韋電磁場理論的理解)(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(每個選項中的上圖是表示變化的場，下圖是表示變化的場產(chǎn)生的另外的場)，正確的是()BC[解析]

穩(wěn)定的磁場不產(chǎn)生電場，A項錯誤；均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，B項正確；周期性變化的磁場產(chǎn)生周期性變化的電場，C項正確；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，D項錯誤。(麥克斯韋電磁場理論的應(yīng)用)(多選)如圖所示，在內(nèi)壁光滑、水平放置的玻璃圓環(huán)內(nèi)，有一直徑略小于玻璃圓環(huán)內(nèi)徑的帶正電的小球，正以速率v0沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動。若在此空間突然加上方向豎直向上、磁感應(yīng)強度B隨時間成正比例增加的變化磁場，設(shè)運動過程中小球所帶電荷量不變，那么()A．小球?qū)ΣＡA環(huán)的壓力不斷增大B．小球受到的磁場力不斷增大C．小球先沿逆時針方向做減速運動，過一段時間后，沿順時針方向做加速運動D．磁場力對小球一直不做功CD[解析]

玻璃圓環(huán)所在處有均勻變化的磁場，在周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的渦旋電場，對帶正電的小球做功。由楞次定律可判斷感生電場方向為順時針方向。在電場力作用下，小球先沿逆時針方向做減速運動，后沿順時針方向做加速運動。小球在水平面內(nèi)沿玻璃圓環(huán)半徑方向受兩個力作用：環(huán)的彈力FN和磁場的洛倫茲力F＝Bqv，而且兩個力的矢量和時刻等于小球做圓周運動的向心力?？紤]小球速度大小、方向以及磁場強弱的變化，彈力FN和洛倫茲力F不一定始終在增大。磁場力始終與小球做圓周運動的線速度方向垂直，所以磁場力對小球不做功。故選CD。(電磁波的反射和接收)關(guān)于電磁波的發(fā)射和接收，下列說法中不正確的是()A．音頻電流的頻率比較低，不能直接用來發(fā)射電磁波B．為了使振蕩電路有效地向空間輻射能量，電路必須是閉合的C．當(dāng)接收電路的固有頻率與接收到的電磁波的頻率相同時，接收電路產(chǎn)生的振蕩電流最強D．要使電視機的屏幕上有圖像，必須要有解調(diào)過程B[解析]

音頻電流的頻率比較低，需放大后搭載到高頻電磁波上，故A正確，不符合題意；為了使振蕩電路有效地向空間輻射能量，必須是開放電路，故B錯誤，符合題意；當(dāng)接收電路的固有頻率與接收到的電磁波的頻率相同時，接收電路產(chǎn)生的振蕩電流最強，故C正確，不符合題意；解調(diào)就是從調(diào)頻或調(diào)幅的高頻信號中把音頻、視頻等調(diào)制信號分離出來的過程，要使電視機的屏幕上有圖像，必須要有解調(diào)過程，故D正確，不符合題意。本題選錯誤的，故選B。3電磁波的特點及應(yīng)用(基礎(chǔ)考點·自主探究)1．幾種電磁波的產(chǎn)生機理、主要特性和用途電磁波譜無線電波紅外線可見光紫外線X射線γ射線波長大于1mm760～1×106nm400～760nm5～370nm波長更短波長最短宏觀產(chǎn)生機理LC振蕩電路一切物體都不停地發(fā)射紅外線太陽或光源高溫物體發(fā)出的光含有紫外線高速粒子流撞擊固體物質(zhì)時產(chǎn)生核輻射電磁波譜無線電波紅外線可見光紫外線X射線γ射線微觀產(chǎn)生機理振蕩電路中的電子運動原子的外層電子受到激發(fā)原子內(nèi)層電子受到激發(fā)原子核受到激發(fā)

主要特性波動性強，易衍射熱作用強引起視覺、感光作用化學(xué)作用、熒光效應(yīng)穿透能力強穿透能力最強電磁波譜無線電波紅外線可見光紫外線X射線γ射線主要用途通信、廣播、導(dǎo)航加熱、遙測、遙感、紅外攝影、夜視照明、照相日光燈、滅菌消毒檢查、探測、透視探測、醫(yī)療2．對電磁波譜的三點說明(1)波長不同的電磁波，表現(xiàn)出不同的特性。其中波長較長的無線電波和紅外線等，易發(fā)生干涉、明顯衍射現(xiàn)象；波長較短的紫外線、X射線、γ射線等，穿透能力較強。(2)電磁波的能量隨頻率的增大而增大。(3)同頻率的電磁波在不同介質(zhì)中傳播速度不同，不同頻率的電磁波在同一種介質(zhì)中傳播時，頻率越高，折射率越大，速度越小。3．電磁波與機械波的比較【跟蹤訓(xùn)練】(電磁波的產(chǎn)生與傳播)關(guān)于電磁波，下列說法正確的是()A．只要空間某處的電場或磁場發(fā)生變化，就會在其周圍產(chǎn)生電磁波B．電磁波在真空中自由傳播時，其傳播方向與電場強度、磁感應(yīng)強度均垂直C．利用電磁波傳遞信號可以實現(xiàn)無線通信，但電磁波不能通過電纜、光纜傳輸D．電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生，若波源的電磁振蕩停止，空間的電磁波隨即消失B[解析]

均勻變化的電(磁)場產(chǎn)生恒定的磁(電)場，恒定的磁(電)場不會產(chǎn)生電(磁)場，也就不會產(chǎn)生電磁波，A錯誤；變化的電場和磁場相互激發(fā)，且相互垂直，形成的電磁波的傳播方向與電場和磁場均垂直，B正確；電磁波可以通過電纜、光纜傳播，C錯誤；電磁振蕩停止后，電磁波可以在空間繼續(xù)傳播，直到能量消耗完為止，D錯誤。(電磁波的特性)(多選)中國的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)已經(jīng)進入5G時代，5G即第五代移動通信技術(shù)，采用3300～5000MHz頻段，相比于4G(即第四代移動通信技術(shù)，采用1880～2635MHz頻段)技術(shù)而言，具有更大的優(yōu)勢。5G信號與4G信號相比，下列說法不正確的是()A．5G信號比4G信號在真空中的傳播速度快B．4G信號波動性更顯著C．4G和5G信號都是縱波D．5G信號更容易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象E．5G信號能量比4G信號能量更大ACD[解析]

任何電磁波在真空中的傳播速度均為光速，故5G信號和4G信號的傳播速度相同，故A錯誤；4G信號頻率較低，波動性更顯著，故B正確；電磁波均為橫波，故C錯誤；因5G信號的頻率高，則波長小，故4G信號更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象，故D錯誤；5G信號的頻率更高，所以能量更大，故E正