2024届高考物理总复习：电磁振荡与电磁波教师用书.docVIP

第3讲　电磁振荡与电磁波 一、电磁振荡 1．振荡电流：大小和方向都做周期性迅速变化的电流。 2．振荡电路：产生振荡电流的电路。由电感线圈L和电容C组成最简单的振荡电路，称为LC振荡电路。 3.电磁振荡中的能量变化 (1)放电过程中电容器储存的电场能逐渐转化为线圈的磁场能。 (2)充电过程中线圈中的磁场能逐渐转化为电容器的电场能。 (3)在电磁振荡过程中，电场能和磁场能会发生周期性的转化。 4．电磁振荡的周期和频率 (1)周期T＝2πeq \r(LC)。 (2)频率f＝eq \f(1,2π\r(LC))。 二、电磁场与电磁波 1．麦克斯韦电磁场理论 2．电磁波 (1)电磁场在空间由近及远地向周围传播，形成电磁波。 (2)电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播，在真空中不同频率的电磁波传播速度相同(都等于光速)。 (3)不同频率的电磁波，在同一介质中传播，其速度是不同的，频率越高，波速越小。 (4)v＝λf，f是电磁波的频率。 3．电磁波的发射 (1)发射条件：开放电路和高频振荡信号，所以要对传输信号进行调制(调幅或调频)。 (2)调制方式 ①调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变。 ②调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变。 4．无线电波的接收 (1)当接收电路的固有频率跟接收到无线电波的频率相等时，激起的振荡电流最强，这就是电谐振现象。 (2)使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐，能够调谐的接收电路叫作调谐电路。 (3)从经过调制的高频振荡信号中“检”出调制信号的过程，叫作检波。检波是调制的逆过程，也叫作解调。 5．电磁波谱 (1)按照电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱叫作电磁波谱。 (2)按波长由长到短排列的电磁波谱为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。 eq \a\vs4\al(情境创设)　 “旅行者1号”探测器是目前离地球最远的人造天体，它通过电磁波给我们发回了上万张神秘宇宙的照片。1990年2月14日，已经完成主要任务的“旅行者1号”在距离地球60亿千米之外接到了来自地球的指示，调转照相机，朝着地球的方向拍摄了一组照片。在传回地球的照片中，我们的地球是一个极小的暗淡蓝点，看不出与其他星球的区别。截至2023年1月，我们仍然能够接收到237亿千米之外“旅行者1号”发来的信息。 微点判断　 (1)电磁波在真空中和介质中的传播速度相同。(×) (2)只要有电场和磁场，就能产生电磁波。(×) (3)变化的磁场产生的电场的电场线是闭合曲线。(√) (4)LC振荡电路中，回路中的电流值最大时回路中的磁场能最大。(√) (5)电磁振荡的固有周期与电流的变化快慢有关。(×) (6)振荡电路的频率越高，发射电磁波的本领越大。(√) (7)要将传递的声音信号向远距离发射，必须以高频电磁波作为载波。(√) (8)制作天线必须用导体。(√) (9)只有接收电路发生电谐振时，接收电路中才有振荡电流。(×) (10)解调是调制的逆过程。(√) (11)紫外线在真空中的传播速度大于可见光在真空中的传播速度。(×) (12)可利用红外线的荧光效应辨别人民币的真伪。(×) (一) 电磁振荡过程分析(固基点) [题点全练通] 1．[LC振荡电路的理解]如图所示，表示LC振荡电路某时刻的情况，以下说法正确的是(　 ) A．电容器正在充电 B．电感线圈中的磁场能正在减小 C．电感线圈中的电流正在减小 D．此时自感电动势正在阻碍电流的增加 解析：选D　根据磁感线的方向可以判断电流方向是逆时针，再根据电容器极板上带电的性质可以判断电容器在放电，A错误；电容器在放电，所以电流在增加，磁场能在增加，自感电动势正在阻碍电流的增加，B、C错误，D正确。 2．[周期公式的应用]在LC振荡电路中，电容器上的带电荷量从最大值变化到零所需的最短时间是(　 ) A．eq \f(π,4)eq \r(LC) B．eq \f(π,2)eq \r(LC) C．πeq \r(LC) D．2πeq \r(LC) 解析：选B　LC振荡电路的周期T＝2πeq \r(LC)，其电容器上的带电荷量从最大值变化到零的最短时间t＝eq \f(T,4)，故t＝eq \f(π,2)eq \r(LC)。 3．[图像的分析](多选)如图(a)所示，在LC振荡电路中，通过P点的电流变化规律如图(b)所示，且把通过P点向右的方向规定为电流i的正方向，则(　 ) A．0.5～1 s时间内，电容器C在放电 B．0.5～1 s时间内，电容器C的上极板带正电 C．1～1.5 s时间内，Q点的电势比P点的电势高 D．1～1.5 s时间内，电场能正在转变成磁场能 解析：选CD　0.5～1 s时间内，振荡电流是充电电流，充电电流是由负极板流向正极板，故A、B错误；1～1.5 s时间内，振