2019高中物理第十四章第12節(jié)電磁波的發(fā)現(xiàn)電磁振蕩講義（含解析）新人教版選修

1、電磁波的發(fā)現(xiàn) 電磁振蕩一、偉大的預(yù)言1變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)：如圖所示，在變化的磁場(chǎng)中放一個(gè)閉合電路，電路里就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。麥克斯韋對(duì)該問題的見解：電路里有感應(yīng)電流產(chǎn)生，一定是變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生了電場(chǎng)，自由電荷在電場(chǎng)的作用下發(fā)生了定向移動(dòng)。該現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生了電場(chǎng)。2變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)麥克斯韋大膽地假設(shè)，既然變化的磁場(chǎng)能產(chǎn)生電場(chǎng)，那么，變化的電場(chǎng)也會(huì)在空間產(chǎn)生磁場(chǎng)。注意變化的磁場(chǎng)所產(chǎn)生電場(chǎng)的電場(chǎng)線是閉合的，而靜電場(chǎng)中的電場(chǎng)線是不閉合的。選一選多選某電路的電場(chǎng)隨時(shí)間變化的圖象如圖所示，能產(chǎn)生磁場(chǎng)的電場(chǎng)是()解析：選BCD題圖A中電場(chǎng)不隨時(shí)間變化，不產(chǎn)生磁場(chǎng)；題圖B和題圖C中電場(chǎng)都隨時(shí)

2、間做均勻變化，能產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)；題圖D中電場(chǎng)隨時(shí)間做不均勻的變化，能在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)。二、電磁波1電磁波的產(chǎn)生：變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)向周圍傳播，形成電磁波。2電磁波是橫波：根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，電磁波在真空中傳播時(shí)，它的電場(chǎng)強(qiáng)度與磁感應(yīng)強(qiáng)度互相垂直，而且二者均與波的傳播方向垂直，因此電磁波是橫波。3電磁波的速度：麥克斯韋指出了光的電磁本質(zhì)，他預(yù)言電磁波的速度等于光速。4電磁波的實(shí)驗(yàn)證實(shí)(1)赫茲利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，證實(shí)了電磁波的存在。(2)赫茲的其他實(shí)驗(yàn)成果：赫茲通過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)，觀察到了電磁波的反射、折射、干涉、衍射和偏振等現(xiàn)象，并通過(guò)測(cè)量證明，電磁波在真

3、空中具有與光相同的速度c，證實(shí)了麥克斯韋關(guān)于光的電磁理論。注意電磁波是電磁現(xiàn)象，機(jī)械波是力學(xué)現(xiàn)象，兩者都具有波的特性：干涉、衍射等，但它們具有本質(zhì)的不同，如機(jī)械波的傳播依賴于介質(zhì)的存在，但電磁波的傳播則不需要介質(zhì)。判一判1電磁波在真空和介質(zhì)中傳播速度相同()2只要有電場(chǎng)和磁場(chǎng)，就能產(chǎn)生電磁波()3電磁波在同種介質(zhì)中只能沿直線傳播()三、電磁振蕩的產(chǎn)生1振蕩電流：大小和方向都做周期性迅速變化的電流。2振蕩電路：產(chǎn)生振蕩電流的電路。最簡(jiǎn)單的振蕩電路為L(zhǎng)C振蕩電路。3振蕩過(guò)程：如圖所示，將開關(guān)S擲向1，先給電容器充電，再將開關(guān)擲向2，從此時(shí)起，電容器要對(duì)線圈放電。(1)放電過(guò)程：由于線圈的自感作用，

4、放電電流不能馬上達(dá)到最大值，而是由零逐漸增大，同時(shí)電容器極板上的電荷逐漸減少。到放電完畢時(shí)，電容器極板上沒有電荷，放電電流達(dá)到最大值。該過(guò)程電容器儲(chǔ)存的電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為線圈的磁場(chǎng)能。(2)充電過(guò)程：電容器放電完畢時(shí)，由于線圈的自感作用，電流并不會(huì)立即減小為零，而會(huì)保持原來(lái)的方向繼續(xù)流動(dòng)，并逐漸減小，電容器開始充電，極板上的電荷逐漸增加，當(dāng)電流減小到零時(shí)，充電結(jié)束，極板上的電荷量達(dá)到最大值。該過(guò)程線圈中的磁場(chǎng)能又轉(zhuǎn)化為電容器的電場(chǎng)能。此后電容器再放電、再充電，周而復(fù)始，于是電路中就有了周期性變化的振蕩電流。(3)實(shí)際的LC振蕩是阻尼振蕩：電路中有電阻，振蕩電流通過(guò)時(shí)會(huì)有熱量產(chǎn)生，另外還會(huì)有一部分能量

5、以電磁波的形式輻射出去。如果要實(shí)現(xiàn)等幅振蕩，必須有能量補(bǔ)充到電路中。說(shuō)明在電磁振蕩過(guò)程中，電容器極板上的電荷量，電路中的電流與振蕩電流相聯(lián)系的電場(chǎng)和磁場(chǎng)都在周期性的變化，電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能周期性的轉(zhuǎn)化。類比單擺擺動(dòng)過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化來(lái)分析電磁振蕩過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化情況：電容器充電時(shí)相當(dāng)于擺球從平衡位置被拉到最高點(diǎn)，電場(chǎng)能相當(dāng)于擺球勢(shì)能，磁場(chǎng)能相當(dāng)于擺球動(dòng)能。電容器在放電過(guò)程中電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能，相當(dāng)于擺球由最高點(diǎn)向平衡位置運(yùn)動(dòng)，擺球勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。電容器放電結(jié)束，電場(chǎng)能全部轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能，相當(dāng)于擺球到達(dá)平衡位置時(shí)擺球勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。選一選多選在LC回路產(chǎn)生電磁振蕩的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A電容

6、器放電完畢時(shí)刻，回路中磁場(chǎng)能最小B回路中電流值最大時(shí)刻，回路中磁場(chǎng)能最大C電容器極板上電荷最多時(shí)，電場(chǎng)能最大D回路中電流值最小時(shí)刻，電場(chǎng)能最小解析：選BC電容器放電完畢時(shí)，q0，但此時(shí)i最大，所以磁場(chǎng)能最大，則A錯(cuò)誤；電流最小i0時(shí)，q最多，極板間電場(chǎng)最強(qiáng)，電場(chǎng)能最大，則D錯(cuò)誤；同理分析，選項(xiàng)B、C正確。四、電磁振蕩的周期和頻率1周期：電磁振蕩完成一次周期性變化需要的時(shí)間。2頻率：1 s內(nèi)完成的周期性變化的次數(shù)。如果振蕩電路沒有能量損失，也不受其他外界影響，這時(shí)的周期和頻率分別叫做固有周期、固有頻率。3周期和頻率公式：T2，f。注意LC振蕩電路的固有頻率只取決于線圈的自感系數(shù)L和電容器的電容C

7、，與電容器帶電多少、極板間的電壓高低和是否接入電路等因素?zé)o關(guān)。選一選要增大LC振蕩電路的頻率，可采取的辦法是()A增大電容器兩極板正對(duì)面積B減少極板帶電荷量C在線圈中放入軟鐵棒作鐵芯D減少線圈匝數(shù)解析：選D根據(jù)LC振蕩電路的頻率公式f和平行板電容器電容公式C知，當(dāng)增大電容器兩極板正對(duì)面積時(shí)，C增大，f減小；減少極板帶電荷量，不影響C，即f不變；在線圈中放入軟鐵棒作鐵芯，L增大，f減?。粶p少線圈匝數(shù)，L減小，f增大，故D正確。1.對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的理解恒定的電場(chǎng)不產(chǎn)生磁場(chǎng)恒定的磁場(chǎng)不產(chǎn)生電場(chǎng)均勻變化的電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)均勻變化的磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)不均勻變化的電場(chǎng)在周圍空間

8、產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)不均勻變化的磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生變化的電場(chǎng)振蕩電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場(chǎng)振蕩磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩電場(chǎng)2.對(duì)電磁場(chǎng)的理解(1)電磁場(chǎng)的產(chǎn)生如果在空間某區(qū)域有周期性變化的電場(chǎng)，那么這個(gè)變化的電場(chǎng)在它周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)；這個(gè)變化的磁場(chǎng)又在它周圍空間產(chǎn)生新的周期性變化的電場(chǎng)變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，形成了不可分割的統(tǒng)一體，這就是電磁場(chǎng)。(2)電磁場(chǎng)與靜電場(chǎng)、靜磁場(chǎng)的比較三者可以在某空間混合存在，但由靜電場(chǎng)和靜磁場(chǎng)混合的空間不屬于電磁場(chǎng)。電磁場(chǎng)是電場(chǎng)、磁場(chǎng)相互激發(fā)，相互耦連形成的統(tǒng)一體。電磁場(chǎng)由近及遠(yuǎn)傳播，形成電磁波，如圖所示。 典型例題例1.多選判斷如圖所示的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)(或

9、磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng))的關(guān)系圖象(每個(gè)選項(xiàng)中的上圖表示變化的場(chǎng)，下圖表示變化的場(chǎng)產(chǎn)生的另外的場(chǎng))，其中正確的是()解析A圖中的上圖磁場(chǎng)是穩(wěn)定的，由麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論可知周圍空間不會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，所以下圖錯(cuò)誤；B圖中的上圖是均勻變化的電場(chǎng)，應(yīng)該產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，下圖的磁場(chǎng)是穩(wěn)定的，所以下圖正確；C圖中的上圖是振蕩的磁場(chǎng)，它能產(chǎn)生同頻率的振蕩電場(chǎng)，且相位相差，所以下圖正確；D圖的上圖是振蕩的電場(chǎng)，在其周圍空間產(chǎn)生振蕩的磁場(chǎng)，但是下圖中的圖象與上圖相比較，相位相差應(yīng)為而不是，所以下圖錯(cuò)誤。綜上所述，B、C正確，A、D錯(cuò)誤。答案BC點(diǎn)評(píng)(1)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的兩大支柱：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)；變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)。而

10、產(chǎn)生的電場(chǎng)或磁場(chǎng)如何變化與原磁場(chǎng)或原電場(chǎng)的變化規(guī)律有關(guān)。(2)洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷永不做功，但變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生的感應(yīng)電場(chǎng)可以對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷做功。 即時(shí)鞏固1根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，下列說(shuō)法正確的是()A有電場(chǎng)的空間一定存在磁場(chǎng)，有磁場(chǎng)的空間也一定能產(chǎn)生電場(chǎng)B在變化的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，在變化的磁場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生變化的電場(chǎng)C均勻變化的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng)D周期性變化的磁場(chǎng)周圍空間一定產(chǎn)生周期性變化的電場(chǎng)解析：選D根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，只有變化的電場(chǎng)才能產(chǎn)生磁場(chǎng)，均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，非均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，只有D正確。機(jī)械波電磁波研究對(duì)象力學(xué)現(xiàn)象電磁現(xiàn)象周期性位移隨時(shí)間

11、和空間做周期性變化電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間和空間做周期性變化傳播情況傳播需要介質(zhì)，波速與介質(zhì)有關(guān)，與頻率無(wú)關(guān)傳播無(wú)需介質(zhì)，在真空中波速總等于光速c，在介質(zhì)中傳播時(shí)，波速與介質(zhì)及頻率都有關(guān)產(chǎn)生機(jī)理由(波源)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)產(chǎn)生由電磁振蕩(周期性變化的電流)激發(fā)是否橫波可以是是是否縱波可以是否干涉現(xiàn)象滿足干涉條件時(shí)均能發(fā)生干涉現(xiàn)象衍射現(xiàn)象滿足衍射條件時(shí)均能發(fā)生明顯衍射相關(guān)計(jì)算公式vf均適用 典型例題例2.多選以下關(guān)于機(jī)械波與電磁波的說(shuō)法中，正確的是()A機(jī)械波與電磁波本質(zhì)上是一致的B機(jī)械波的波速只與介質(zhì)有關(guān)，而電磁波在介質(zhì)中的波速，不僅與介質(zhì)有關(guān)，還與電磁波的頻率有關(guān)C機(jī)械波可能是縱波，而電磁波必

12、定是橫波D它們都能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象解析機(jī)械波由振動(dòng)產(chǎn)生，電磁波由周期性變化的電場(chǎng)(或磁場(chǎng))產(chǎn)生；機(jī)械波傳播需要介質(zhì)，波速由介質(zhì)決定；電磁波的傳播不需要介質(zhì)，波速由介質(zhì)和本身頻率共同決定；機(jī)械波有橫波，也有縱波，而電磁波一定是橫波，故選項(xiàng)B、C、D正確。答案BCD點(diǎn)評(píng)(1)電磁波和機(jī)械波都遵循波長(zhǎng)、波速、頻率的關(guān)系公式 ，電磁波進(jìn)入介質(zhì)遵循公式n。(2)機(jī)械波的傳播需要介質(zhì)，電磁波的傳播不需要介質(zhì)。 即時(shí)鞏固2類比是一種有效的學(xué)習(xí)方法，通過(guò)歸類和比較，有助于掌握新知識(shí)，提高學(xué)習(xí)效率。在類比過(guò)程中，既要找出共同之處，又要抓住不同之處。某同學(xué)對(duì)機(jī)械波和電磁波進(jìn)行類比，總結(jié)出下列內(nèi)容，其

13、中不正確的是()A機(jī)械波的頻率、波長(zhǎng)和波速三者滿足的關(guān)系，對(duì)電磁波也適用B機(jī)械波和電磁波都能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象C機(jī)械波的傳播依賴于介質(zhì)，而電磁波可以在真空中傳播D機(jī)械波既有橫波又有縱波，而電磁波只有縱波解析：選D波長(zhǎng)、波速、頻率的關(guān)系對(duì)任何波都是成立的，對(duì)電磁波當(dāng)然成立，A正確；干涉和衍射是波的特性，機(jī)械波、電磁波都是波，都具有這些特性，B正確；機(jī)械波是機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中傳播形成的，所以機(jī)械波的傳播需要介質(zhì)，而電磁波是交替變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)由近及遠(yuǎn)的傳播形成的，所以電磁波可以在真空中傳播，C正確；機(jī)械波既有橫波又有縱波，但是電磁波是橫波，其證據(jù)就是電磁波能夠發(fā)生偏振現(xiàn)象，而偏振現(xiàn)象是橫波才有的，D

14、錯(cuò)誤。1.振蕩電流、極板帶電荷量隨時(shí)間的變化圖象2LC振蕩電路中各量間的變化規(guī)律及對(duì)應(yīng)關(guān)系(1)同步同變關(guān)系在LC振蕩電路發(fā)生電磁振蕩的過(guò)程中，電容器上的物理量：電量q、板間電壓U、電場(chǎng)強(qiáng)度E、電場(chǎng)能EE是同步同向變化的，即：qUEEE(或qUEEE)。振蕩線圈上的物理量：振蕩電流i、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁場(chǎng)能EB也是同步同向變化的，即：iBEB(或 iBEB)。(2)同步異變關(guān)系在LC振蕩過(guò)程中，電容器上的三個(gè)物理量q、E、EE與線圈中的三個(gè)物理量i、B、EB是同步異向變化的，即q、E、EE同時(shí)減小時(shí)，i、B、EB同時(shí)增大，且它們的變化是同步的，即q、E、EEi、B、EB。(3)物理量的等式關(guān)系線

15、圈上的振蕩電流i，自感電動(dòng)勢(shì)EL，振蕩周期T2。(4)極值、圖象的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖所示，i0時(shí)，q最大，E最大，EE最大，E自(E自為自感電動(dòng)勢(shì))最大。q0時(shí)，i最大，B最大，EB最大，EE0。對(duì)于電場(chǎng)E與磁場(chǎng)B以及電場(chǎng)能EE與磁場(chǎng)能EB隨時(shí)間的變化圖象也有這樣的對(duì)應(yīng)關(guān)系，圖象能直觀地反映同步異變關(guān)系和極值對(duì)應(yīng)關(guān)系。(5)自感電動(dòng)勢(shì)E與i t圖象的關(guān)系由EL知，E是i t圖象上某處曲線切線的斜率k的絕對(duì)值。所以，利用圖象可分析自感電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間的變化和極值。3振蕩電路中相關(guān)量的決定因素(1)振蕩電流i，由極板上電荷量的變化率決定，與電荷量的多少無(wú)關(guān)。(2)兩極板間的電壓U，由極板上的電荷量決定，與電

16、荷量的變化率無(wú)關(guān)。(3)線圈中的自感電動(dòng)勢(shì)EL，由電路中電流的變化率決定，與電流的大小無(wú)關(guān)。 典型例題例3.LC振蕩電路中，某時(shí)刻磁場(chǎng)方向如圖所示，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A若磁場(chǎng)正在減弱，則電容器上極板帶正電B若電容器正在放電，則電容器上極板帶負(fù)電C若電容器上極板帶正電，則線圈中電流正在增大D若電容器正在放電，則自感電動(dòng)勢(shì)正在阻礙電流增大解析該題圖中標(biāo)明了電流的磁場(chǎng)方向，由安培定則可判斷出振蕩電流在線圈中為逆時(shí)針(俯視)流動(dòng)。若該時(shí)刻電容器上極板帶正電，則可知電容器處于充電階段，電流正在減小，A選項(xiàng)正確；若該時(shí)刻電容器上極板帶負(fù)電，則可知電容器正在放電，電流正在增大，B選項(xiàng)正確；由楞次定律知D

17、選項(xiàng)正確；錯(cuò)誤選項(xiàng)只有C。答案C點(diǎn)評(píng)LC振蕩電路中各量的變化規(guī)律時(shí)刻(時(shí)間)工作過(guò)程qEiB能量0放電過(guò)程qm0Em00im0BmE電E磁充電過(guò)程0qm0Emim0Bm0E磁E電放電過(guò)程qm0Em00im0BmE電E磁T充電過(guò)程0qm0Emim0Bm0E磁E電 即時(shí)鞏固3多選如圖甲所示的LC振蕩電路中，通過(guò)P點(diǎn)的電流變化規(guī)律如圖乙所示(圖中周期為2.0 s)?，F(xiàn)規(guī)定電路中沿順時(shí)針方向的電流方向?yàn)檎?，則()A0.5 s至1.0 s時(shí)間內(nèi)，電容器充電B0.5 s至1.0 s時(shí)間內(nèi)，電容器上極板帶的是正電C1.0 s至1.5 s時(shí)間內(nèi)，磁場(chǎng)能正在轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能D1.0 s至1.5 s時(shí)間內(nèi)，下極板的電

18、勢(shì)高解析：選AD由振蕩電流的圖象可知，在0.51.0 s的時(shí)間內(nèi)，電流的方向?yàn)檎较颍译娏髦嫡跍p小，由題意可知，此時(shí)間內(nèi)電路中的電流是沿順時(shí)針方向的，而且電容器C正在充電，由于充電電流是由電容器C的負(fù)極板流出，流向正極板，可知在0.51.0 s的時(shí)間內(nèi)電容器C的上極板帶負(fù)電，下極板帶正電，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；再由振蕩電流的圖象知，在1.01.5 s 的時(shí)間內(nèi)，電流的方向?yàn)樨?fù)方向，且電流值正在增大，由題意可知，此時(shí)間內(nèi)電路中的電流是沿逆時(shí)針方向的，所以下極板的電勢(shì)高，而且由于電流值正在增大，所以電場(chǎng)能正在轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。1多選下列關(guān)于電磁波與聲波的說(shuō)法正確的是()A電磁波是

19、電磁場(chǎng)由發(fā)生的區(qū)域向遠(yuǎn)處傳播，聲波是聲源的振動(dòng)向遠(yuǎn)處傳播B電磁波的傳播不需要介質(zhì)，聲波的傳播有時(shí)也不需要介質(zhì)C由空氣進(jìn)入水中傳播時(shí)，電磁波的傳播速度變小，聲波的傳播速度變大D由空氣進(jìn)入水中傳播時(shí)，電磁波的波長(zhǎng)不變，聲波的波長(zhǎng)變小解析：選AC由電磁波和聲波的概念可知A正確；電磁波可以在真空中傳播，而聲波屬于機(jī)械波，它的傳播需要介質(zhì)，在真空中不能傳播，B錯(cuò)誤；電磁波在空氣中的傳播速度大于在水中的傳播速度，在真空中的傳播速度最大，聲波在氣體、液體、固體中的傳播速度依次增大，C正確；無(wú)論是電磁波還是聲波，從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)頻率都不變，所以由波長(zhǎng)及它們?cè)诓煌橘|(zhì)中的速度可知，由空氣進(jìn)入水中時(shí)，電磁

20、波的波長(zhǎng)變短，聲波的波長(zhǎng)變長(zhǎng)，D錯(cuò)誤。2如圖所示是一個(gè)LC振蕩電路中電流的變化圖線，下列說(shuō)法正確的是()At1時(shí)刻電感線圈兩端電壓最大Bt2時(shí)刻電容器兩極板間電壓為零Ct1時(shí)刻電路中只有電場(chǎng)能Dt1時(shí)刻電容器所帶電荷量為零解析：選D振蕩過(guò)程中由于電感和電容的存在，電路不是純電阻電路，故不滿足歐姆定律的適用條件。由i t圖象可知t1時(shí)刻電流i最大，t2時(shí)刻電流i為零，誤認(rèn)為i與u滿足歐姆定律I，A、B錯(cuò)誤；電流i最大時(shí)，說(shuō)明磁場(chǎng)最強(qiáng)，磁場(chǎng)能最大，電場(chǎng)能為零，電容器電壓、電荷量均為零，C錯(cuò)誤，D正確。3關(guān)于LC回路，下列說(shuō)法正確的是()A一個(gè)周期內(nèi)，電容器充、放電各一次B電容器極板上電壓最大時(shí)，線

21、圈中的電流最強(qiáng)C電容器開始充電時(shí)，線圈中的磁場(chǎng)能最強(qiáng)D電容器開始充電時(shí)，電場(chǎng)能最大解析：選C電容器從開始充電到放電完畢才經(jīng)歷半個(gè)周期，一個(gè)周期內(nèi)，電容器應(yīng)充、放電各兩次，A錯(cuò)誤；電容器上的電壓最大時(shí)，電場(chǎng)能最大，此時(shí)磁場(chǎng)能為零，線圈中電流為零，B錯(cuò)誤；電容器開始充電時(shí)，電場(chǎng)能為零，線圈中磁場(chǎng)能最大，所以C正確，D錯(cuò)誤。4多選如圖所示的LC振蕩回路，當(dāng)開關(guān)S轉(zhuǎn)向右邊發(fā)生振蕩后，下列說(shuō)法中正確的是()A振蕩電流達(dá)到最大值時(shí)，電容器上的電荷量為零B振蕩電流達(dá)到最大值時(shí)，磁場(chǎng)能最大C振蕩電流為零時(shí)，電場(chǎng)能為零D振蕩電流相鄰兩次為零的時(shí)間間隔等于振蕩周期的一半解析：選ABD由LC電路電磁振蕩的規(guī)律知，振

22、蕩電流最大時(shí)，即是放電剛結(jié)束時(shí)，電容器上電荷量為0，A正確；回路中電流最大時(shí)螺線管中磁場(chǎng)最強(qiáng)，磁場(chǎng)能最大，B正確；振蕩電流為零時(shí)充電結(jié)束，極板上電荷量最大、電場(chǎng)能最大，C錯(cuò)誤；電流相鄰兩次為零的時(shí)間間隔恰好等于半個(gè)周期，D正確。5如圖所示，L為一電阻可忽略的線圈，D為一燈泡，C為電容器，開關(guān)S閉合，燈泡D正常發(fā)光；將S突然斷開，并開始計(jì)時(shí)，請(qǐng)畫出LC回路中電流i及電容器右極板所帶電荷量q隨時(shí)間t變化的圖象(規(guī)定LC回路中電流順時(shí)針方向?yàn)檎较?。解析：開關(guān)閉合時(shí)，電容器上所帶電荷量為零，電流沿線圈自左向右，當(dāng)斷開開關(guān)后，線圈和電容器構(gòu)成振蕩電路，沿順時(shí)針方向的電流逐漸減小，根據(jù)LC振蕩電流的變

23、化規(guī)律，可得電流和電容器右極板所帶電荷量隨時(shí)間變化的圖象分別如圖甲、乙所示。答案：見解析圖 基礎(chǔ)練一、選擇題1多選關(guān)于電磁波與機(jī)械波，下列說(shuō)法正確的是()A電磁波傳播不需要介質(zhì)，機(jī)械波傳播需要介質(zhì)B電磁波在任何介質(zhì)中傳播速率都相同，機(jī)械波在同一種介質(zhì)中傳播速率都相同C電磁波和機(jī)械波都不能發(fā)生干涉D電磁波和機(jī)械波都能發(fā)生衍射解析：選AD電磁波傳播不需要介質(zhì)，其波速與介質(zhì)和頻率都有關(guān)，而機(jī)械波傳播需要介質(zhì)，其傳播速度只與介質(zhì)有關(guān)，A正確，B錯(cuò)誤；電磁波和機(jī)械波都具有波的一些特性，包括干涉和衍射，D正確，C錯(cuò)誤。2(2016漯河高二檢測(cè))如圖所示為某時(shí)刻LC振蕩電路所處的狀態(tài)，則該時(shí)刻()A振蕩電流

24、i在增大B電容器正在放電C磁場(chǎng)能正在向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化D電場(chǎng)能正在向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化解析：選C從圖中電容器兩極板的帶電情況和電流方向可知電容器正在充電，故磁場(chǎng)能正在向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化，C正確。3如圖所示，閉合開關(guān)S，待電容器充電結(jié)束后，再打開開關(guān)S，用絕緣工具使電容器兩極板距離稍稍拉開一些，在電容器周圍空間()A會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)B會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)C不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)D會(huì)產(chǎn)生振蕩的磁場(chǎng)解析：選C兩平行板電容器接入直流電源后兩極板間的電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì)，斷開電源后，電容器帶電荷量不變，由電容器定義式和平行板電容器公式可得兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度E，當(dāng)用絕緣工具將兩極板距離稍稍拉開一些，電容器兩板間的電場(chǎng)不發(fā)生變化，所以不會(huì)產(chǎn)生磁

25、場(chǎng)，C正確。4有一LC振蕩電路，能產(chǎn)生一定波長(zhǎng)的電磁波，若要產(chǎn)生波長(zhǎng)比原來(lái)短些的電磁波，可采取的措施為()A增加線圈的匝數(shù)B在線圈中插入鐵芯C減小電容器極板間的距離D減小電容器極板正對(duì)面積解析：選DLC振蕩電路產(chǎn)生的電磁波的頻率為f，再由vf，解得2v，所以減小波長(zhǎng)的方法是減小自感系數(shù)L或電容C；選項(xiàng)A、B都是增大L或C的措施，A、B錯(cuò)誤；對(duì)電容有C，可知，C錯(cuò)誤，D正確。二、非選擇題5如圖所示，是通過(guò)電容器電容的變化來(lái)檢測(cè)容器內(nèi)液面高低的儀器原理圖，容器中裝有導(dǎo)電液體，是電容器的一個(gè)電極，中間的導(dǎo)電芯柱是電容器的另一個(gè)電極，芯柱外面套有絕緣管作為電介質(zhì)，電容器的這兩個(gè)電極分別用導(dǎo)線與一個(gè)線圈

26、的兩端相連，組成LC振蕩電路，根據(jù)其振蕩頻率的高低(用與該電路相連的頻率計(jì)顯示)就可知道容器內(nèi)液面位置的高低。(1)如果頻率計(jì)顯示該振蕩電路的振蕩頻率變大了，則液面是升高還是降低(并說(shuō)明理由)?(2)容器內(nèi)的導(dǎo)電液體與大地相連，若某一時(shí)刻線圈內(nèi)磁場(chǎng)方向向右，且正在增強(qiáng)，則此時(shí)導(dǎo)電芯柱的電勢(shì)正在升高還是降低(并說(shuō)明理由)?解析：(1)根據(jù)頻率公式f可知，若使振蕩頻率變大，則電容C減??；由C可知，若使電容減小，則正對(duì)面積S減小，即液面降低。(2)線圈內(nèi)磁場(chǎng)方向向右且增強(qiáng)，則線圈內(nèi)電流沿順時(shí)針方向(從左向右看)增大，是放電過(guò)程。導(dǎo)電芯柱所帶負(fù)電正逐漸減少，其電勢(shì)是負(fù)值，兩極板的電勢(shì)差逐漸減小，所以導(dǎo)

27、電芯柱的電勢(shì)正在升高。答案：(1)降低理由見解析(2)升高理由見解析提能練一、選擇題1如圖所示是空間磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化圖象，在它周圍空間產(chǎn)生的電場(chǎng)中某一點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)E應(yīng)是()A逐漸增強(qiáng) B逐漸減弱C不變 D無(wú)法確定解析：選C由題圖可知，磁場(chǎng)均勻增強(qiáng)，根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)，故E不變，C正確。2有關(guān)電磁場(chǎng)和電磁波，下列說(shuō)法中正確的是()A麥克斯韋首先預(yù)言并證明了電磁波的存在B變化的電場(chǎng)一定產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)C使用空間波來(lái)傳播信息時(shí)主要是應(yīng)用無(wú)線電波波長(zhǎng)大、衍射現(xiàn)象明顯，即可以繞過(guò)地面上的障礙物D頻率為750 kHz的電磁波在真空中傳播時(shí)，其波長(zhǎng)為400 m解析：選D赫茲用實(shí)驗(yàn)證明了電磁波的存在，A錯(cuò)誤；均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，B錯(cuò)誤；空間波沿直線傳播，C錯(cuò)誤； m400 m，D正確。3為了增大LC振蕩電路的固有頻率，下列辦法中可采取的是()A增大電容器兩極板的正對(duì)面積并在線圈中放入鐵芯B減小電容器兩極板間的距離并增加線圈的匝數(shù)C減小電容器兩極板間的距離并在線圈中放入鐵芯D減小電容器兩極板的正對(duì)面積并減少線圈的匝數(shù)解析：選D根據(jù)公式f，要增大頻率，必須使LC的乘積變小，減