2025年高考物理一轮复习知识点精讲和高考模拟同步训练专题100电磁波（原卷版）.docxVIP

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第十六章交变电流、传感器和电磁波

专题100电磁波

第一部分知识点精讲

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：能够产生振荡电流的电路。

3．LC振荡电路：由电感线圈L和电容器C组成的电路，是最简单的振荡电路，称为LC振荡电路。如图所示。

4．电磁振荡：在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量q，电路中的电流i，电容器里面的电场强度E、线圈里的磁感应强度B，都在周期性地变化着。这种现象就是电磁振荡。

5．电磁振荡中的能量变化

(1)能量转化：电容器放电过程中，电场能向磁场能转化。电容器充电过程中，磁场能向电场能转化。

(2)无能量损失时，振荡电路做等幅振荡。

(3)实际振荡电路中有能量损失，通过适时补充能量给振荡电路，可使振荡电路做等幅振荡。

6.描述电磁振荡的物理量．

（1）周期：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间。

（2）频率：周期的倒数，数值等于单位时间内完成的周期性变化的次数。

如果振荡电路没有能量损失，也不受其他外界影响，这时的周期和频率叫作振荡电路的固有周期和固有频率。

LC电路的周期和频率公式：T＝2πeq\r(LC)，f＝eq\f(1,2π\r(LC))。其中周期T、频率f、电感L、电容C的单位分别是秒(s)、赫兹(Hz)、亨利(H)、法拉(F)。

实际电路中的晶体振荡器：其工作原理与LC振荡电路的原理基本相同。

7．振荡电流、极板带电荷量随时间的变化图像

8．LC电路振荡过程中各物理量的对应关系

带电荷量q

电场强度E

电压u

电场能E电

电流i

磁感应强度B

磁场能E磁

0→eq\f(T,4)电容器放电

减小

减小

减小

减小

增大

增大

增大

t＝eq\f(T,4)时刻

0

0

0

0

最大

最大

最大

eq\f(T,4)→eq\f(T,2)反向充电

增大

增大

增大

增大

减小

减小

减小

t＝eq\f(T,2)时刻

最大

最大

最大

最大

0

0

0

eq\f(T,2)→eq\f(3T,4)反向放电

减小

减小

减小

减小

增大

增大

增大

t＝eq\f(3T,4)时刻

0

0

0

0

最大

最大

最大

eq\f(3T,4)→T电容器充电

增大

增大

增大

增大

减小

减小

减小

9.LC振荡电路充、放电过程的判断方法

(1)根据电流流向判断：当电流流向带正电的极板时，电容器的电荷量增加，磁场能向电场能转化，处于充电过程；反之，当电流流出带正电的极板时，电荷量减少，电场能向磁场能转化，处于放电过程。

(2)根据物理量的变化趋势判断：当电容器的带电荷量q(电压U、场强E)增大或电流i(磁感应强度B)减小时，处于充电过程；反之，处于放电过程。

(3)根据能量判断：电场能增加时充电，磁场能增加时放电。

10.对“LC振荡电路”固有周期和固有频率的理解

(1)LC振荡电路的周期、频率都由电路本身的特性(L和C的值)决定，与电容器极板上电荷量的多少、极板间电压的高低、是否接入电路中等因素无关，所以称为LC振荡电路的固有周期和固有频率。

(2)使用周期公式时，一定要注意单位，T、L、C、f的单位分别是秒(s)、亨利(H)、法拉(F)、赫兹(Hz)。

(3)电感L和电容C在LC振荡电路中既是能量的转换器，又决定着这种转换的快慢，L或C越大，能量转换时间也越长，故固有周期也越长。

(4)电路中的电流i、线圈中的磁感应强度B、电容器极板间的电场强度E的变化周期等于LC电路的振荡周期，即T＝2πeq\r(LC)，在一个周期内上述各量方向改变两次；电容器极板上所带的电荷量，其变化周期也等于振荡周期，即T＝2πeq\r(LC)，极板上电荷的电性在一个周期内改变两次；电场能、磁场能也在做周期性变化，但是它们的变化周期是振荡周期的一半，即T′＝eq\f(T,2)＝πeq\r(LC)。

二、电磁波

1．麦克斯韦电磁场理论

变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场。

2．电磁波及其传播

(1)电磁场在空间由近及远的传播，形成电磁波。电磁波是eq\a\vs4\al(横)波。

(2)电磁波的传播不需要介质，在真空中不同频率的电磁波传播速度都等于光速。但在同一介质中，不同频率的电磁波传播速度是不同的，频率越高，波速越小(可联系v＝eq\f(c,n)理解记忆)。

(3)波速公式：v＝λf，f是电磁波的频率。

3．电磁波的发射与接收

(1)发射电磁波需要开放的高频振荡电路，并对电磁波根据信号的强弱进行调制(两种方式：调幅、调频)。

(2)接收电磁波需要能够产生电谐振的调谐电路，再把信号从高频电流中解调出来。调幅波的解调也叫检波。

4．电磁波谱

按照电磁波的频率或波长的