高中物理电磁场和电磁波部分专题讲练.docx

高中物理电磁场和电磁波部分专题讲练 《电磁场与电磁波》专题讲练 一、考纲要求 十二、电磁振荡和电磁波 内 内 容 要求 Ⅰ Ⅰ Ⅰ 说明 电磁场．电磁波．电磁波的周期、频率、波长和波速 无线电波的发射和接收 电视．雷达 本部分内容在高考中很少出现，只要求做简单的了解。一、典例分类评析 1、电磁振荡： ①电磁振荡现象概念：物理上把大小和方向都随时间做周期性变化的电流，叫做振荡电流. 能够产生振荡电流的电路叫做振荡电路.由自感线圈和电容器组成的振荡电路，称为 LC 回路. （如下图是） ②电磁振荡抽象，过程复杂，难以理解，要抓住问题的本质、关键，即电场能和磁场能交替转化。L、C 上的变化情况如下图所示。 放电过程：在放电过程中，q↓、u↓、E ↓→i↑、B↑、E ↑，电容器的电场能 电场能 磁场能 逐渐转变成线圈的磁场能。放电结束时，q=0， E =0，i 最大，E 最大，电场能完全 电场能 磁场能 转化成磁场能。 充电过程：在充电过程中，q↑、u↑、E ↑→I↓、B↓、E ↓，线圈的磁场能向 电场能 磁场能 电容器的电场能转化。充电结束时，q、E 增为最大，i、E 均减小到零，磁场能向电 电场能 磁场能 场能转化结束。 q=0 i=Im③当电容C 中储存电场能最大时(带电量、场强值最大、电压最高) q=0 i=I m q=Q i=0 能 m 为 + + + + L C ―― ―－ 随 着 电 电，电场 q↑ 放 电 L C q↓i↑一个周期 q↓ i↑ 一 个 周 期 化 性 变 充 q↑能 ε 电 充 ( 带电量 Q，电压 逐 渐 电 电 减小，而 i↓ 磁 场 能 i↓ 将 逐 渐 ④ 电 磁 q=0 i=I LC L C  q=Q q↓ q↓ i↑ ε 磁(电流i) 增大。 mL―― ―－C+ + + + m L ―― ―－ C + + + + 1 / 8 高中物理电磁场和电磁波部分专题讲练 LC 回路工作过程具有对称性和周期性，可归结为： ①两个物理过程： 放电过程；电场能转化为磁场能，q↓→ i↑ 充电过程：磁场能转化为电场能，q↑ → i↓ ②两个特殊状态： 放电完毕状态：电场能向磁场能转化完毕，磁场能最大，电场能最小。充电完毕状态：磁场能向电场能转化完毕，电场能最大，磁场能最小。 ⑤电磁振荡的变化规律： ①总能量守恒＝ 电场能 ＋ 磁场能 ＝ 恒量 ②电场能与磁场能交替转化 放电同 电场能 充电 放电 磁场能 同 变变步 电容器电压ｕ 步 变 变 化 电容器带电量ｑ 电路中电流ｉ 化 步 调 相 反 ⑥电磁振荡变化规律的图象描述 iot i o t t 磁场能电场能 磁场能 t o t ⑦无阻尼振荡和阻尼振荡 i 无阻尼振荡：振荡电路中，若没有能量损耗，则振荡电流的 振幅将不变，叫做无阻尼振荡（或等幅振荡），如图所示。 o t 阻尼振荡：任何振荡电路中，总存在能量损耗，使振荡电流 i 的振幅逐渐减少，叫做阻尼振荡（或减幅振荡），如图所示。 o t 2、电磁振荡的周期和频率 电磁振荡的周期和频率 ①周期：电磁振荡完成一次周期性变化所需的时间叫周期，用T 表示.。 ②频率：一秒钟完成周期性变化的次数叫频率，用f 表示。 固有周期和固有频率 ①自由振荡 振荡电路中发生电磁振荡时，如果没有能量损失，也不受其他外界的影响，这样的振荡叫做自由振荡。 ②固有周期和固有频率 2 / 8 高中物理电磁场和电磁波部分专题讲练 自由振荡的周期和频率叫做振荡电路的固有周期和固有频率，简称振荡电路的周期和频率。 固有周期和固有频率由振荡电路本身的特点所决定。 （3）与 LC 回路周期和频率有关的因素 LC 回路的周期和频率与电容器的电容C 和线圈的自感系数L 有关。 电容或电感增加时，周期变长，频率变低；电容或电感减小时，周期变短，频率变高； （4)LC 回路的周期和频率只与电容和自感系数有关. LC1 LC 2LC公式：T=2π f 2 LC 例 1、已知LC 振荡电路中电容器的极板 1 上的电量随时间变化曲线如图所示，则：( ) a、c 两时刻电路中电流最大，方向相同。 a、c 两时刻电路中电流最大，方向相反。 b、d 两时刻电路中电流最大，方向相同。 b、d 两时刻电路中电流最大，方向相反。例 2、下图（a）中LC 振荡回路中电流随时间的变化关系图像，如图（b）所示，在t=0 时刻，电容器 M 板带正电，在某段时间里，电路中的磁场能在减小，M 板仍带正电，则这段时间是图b 中的 Oa 段 B.ab 段 C.bc 段 D.cd 段 例 3、一个LC 回路能够产生 535 kHz 到 1605 kHz 的电磁振荡，如线圈不变，可变电容的最大电容量和最小电容量之比应是（ ） A.3∶1 B.2∶1 C.9∶1 D.4∶1