高考物理一轮复习讲义63　第十二章　第3节　电磁振荡与电磁波　相对论

这是一份高考物理一轮复习讲义63　第十二章　第3节　电磁振荡与电磁波　相对论，共9页。
2．会利用电磁振荡的周期公式和频率公式进行计算。
3．理解麦克斯韦电磁场理论，知道电磁波的产生、发射、传播和接收过程。
1．电磁振荡
(1)振荡电流：大小和方向都做______迅速变化的电流。
(2)振荡电路：产生________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____振荡电路。
(3)电磁振荡：在LC振荡电路中，电容器不断地____和放电，就会使电容器极板上的电荷量q、电路中的______、电容器内的电场强度E、线圈内的____________发生周期性的变化。
(4)电磁振荡中的能量变化
①放电过程中电容器储存的____能逐渐转化为线圈的____能(电压减小，电流增加)。
②充电过程中线圈中的____能逐渐转化为电容器的____能(电流减小，电压增加)。
③在电磁振荡过程中，电场能和磁场能会发生______的转化。
(5)周期和频率
①周期T＝________。
②频率f＝12πLC。
2．电磁场与电磁波
(1)麦克斯韦电磁场理论
①变化的磁场产生____。
②变化的电场产生____。
(2)电磁波
①电磁场在空间由近及远地向周围传播。
②不需要____，真空中传播速度为___________ m/s。
③同一介质中，频率高的电磁波传播速度______。
④波速与电磁波频率的关系：v＝____。
3．电磁波的发射与接收
(1)发射条件
①____电路。
②________信号。
(2)调制
①调频：高频电磁波的____随信号的强弱而改变。
②调幅：高频电磁波的____随信号的强弱而改变。
(3)接收
①电谐振：接收电路的固有频率等于无线电波的频率。
②检波(解调)：____的逆过程。
4．电磁波谱
(1)按波长由长到短：无线电波、红外线、______、紫外线、X射线、γ射线。
(2)应用：无线电技术、红外遥感、照明摄影、医用消毒、防伪检查、医用透视、工业探伤、医用治疗。
1．易错易混辨析
(1)麦克斯韦预言并证实了电磁波的存在( )
(2)LC振荡电路线圈的自感系数增大为原来的4倍，振荡周期增大为原来的2倍。
( )
(3) LC振荡电路中振荡的电场激发同频率的振荡的磁场，空间将形成电磁波。( )
(4)当接收电路的固有频率和电磁波频率相同时，出现电谐振现象。( )
(5)LC振荡电路的电容器放电完毕时，回路中电流为0。( )
(6)电磁波按照频率由低到高依次是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。( )
2．(人教版选择性必修第二册改编)如图所示，i-t图像表示LC振荡电路的电流随时间变化的图像。在t＝0时刻，回路中电容器的M板带正电。在某段时间里，回路的磁场能在减小，而M板仍带正电，则这段时间对应图像中哪一段( )
A．a段 B．ab段
C．bc段 D．cd段
3．(粤教版选择性必修第二册改编)电磁波包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，电磁波谱如图所示，下列说法正确的是( )
A．只有高温物体才辐射红外线
B．紫外线常用于杀菌消毒，长时间照射可能损害人体健康
C．无线电波的频率比γ射线的频率大
D．红光的波长比X射线小
电磁振荡
1．各物理量随时间的变化图像：振荡过程中电流i、极板上的电荷量q、电场能EE和磁场能EB之间的对应关系。
2．相关量与电路状态的对应情况
[典例1] 如图所示是由线圈L和电容器C组成的最简单的LC振荡电路。先给电容器充满电。t＝0时如图(a)所示，电容器两板间的电势差最大，电容器开始放电。t＝0.005 s时如图(b)所示，LC回路中线圈上的电流第一次达到最大值，则( )
A．此LC振荡电路的周期T＝0.01 s
B．t＝0.025 s时，回路电流方向与图(b)中所示电流方向相反
C．t＝0.035 s时，线圈中的磁场能最大
D．t＝0.040 s至t＝0.045 s时，线圈中的电流逐渐减小
[听课记录]



[典例2] (2025·河北石家庄高三质量检测)在如图甲所示的LC振荡电路中，通过P点的电流i随时间t变化的图线如图乙所示，规定通过P点的电流方向向右为正方向。下列说法正确的是( )
A．0至0.5 ms内，电容器C正在充电
B．0.5 ms至1 ms内，电容器上极板带正电
C．1 ms至1.5 ms内，Q点的电势比P点的电势高
D．若电容器的电容C加倍，则电流的周期将变为4 ms
[听课记录]



[典例3] (2025·江苏南通模拟)如图所示，线圈的自感系数为0.1 H，线圈的阻值忽略不计，电容器的电容为 10 μF，电阻的阻值为2.5 Ω，电源电动势为3 V，内阻为0.5 Ω。闭合开关S，待电路达到稳定状态后断开开关S，LC电路中将产生电磁振荡。如果规定线圈中的电流方向从a到b为正，断开开关的时刻为t＝0，则下列振荡电流I与时间t的图像正确的是( )
A B
C D
[听课记录]



电磁波的特点及应用
1．对麦克斯韦电磁场理论的理解
2．对电磁波的理解
(1)电磁波是横波。电磁波的电场、磁场、传播方向三者两两垂直，如图所示。
(2)电磁波与机械波的比较
3．电磁波的发射示意图(如图所示)
4．电磁波接收的方法
(1)利用调谐产生电谐振，使接收电路的感应电流最强。
(2)利用解调把接收电路中的有用信号分离出来。
[典例4] 关于麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是( )
A．变化的电场一定会产生变化的磁场，同样，变化的磁场一定会产生变化的电场
B．光是一种电磁波，在任何介质中光速都为3×108 m/s
C．赫兹通过实验验证了电磁波的存在
D．麦克斯韦观测到了电磁波的反射、折射、干涉和衍射等现象
[听课记录]



[典例5] 电磁波在生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是( )
A．雷达是利用无线电波中的长波来测定物体位置的
B．太阳辐射在黄绿光附近辐射最强，人眼对黄绿光最敏感
C．在电磁波的发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫调谐
D．紫外线的波长比可见光的波长更长，具有较高的能量，可以用来灭菌消毒
[听课记录]



[典例6] (多选)关于电磁波的发射和接收，下列说法中正确的是( )
A．音频电流的频率比较低，不能直接用来发射电磁波
B．为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，电路必须是闭合的
C．当接收电路的固有频率与接收到的电磁波的频率相同时，接收电路产生的振荡电流最强
D．要使电视机的屏幕上有图像，必须要有解调过程
[听课记录]



1．(多选)(2020·江苏卷)电磁波广泛应用在现代医疗中。下列属于电磁波应用的医用器械有( )
A．杀菌用的紫外灯
B．拍胸片的X光机
C．治疗咽喉炎的超声波雾化器
D．检查血流情况的“彩超”机
2．(多选)(2021·福建卷)以声波作为信息载体的水声通信是水下长距离通信的主要手段。2020年11月10日，中国载人潜水器“奋斗者”号创造了10 909米的深潜纪录。此次深潜作业利用了水声通信和电磁通信等多种通信方式进行指令传输或数据交换，如图所示。下列说法正确的是( )
A．“奋斗者”号与“探索一号”通信的信息载体属于横波
B．“奋斗者”号与“沧海”号通信的信息载体属于横波
C．“探索一号”与通信卫星的实时通信可以通过机械波实现
D．“探索一号”与“探索二号”的通信过程也是能量传播的过程
3．(2021·浙江6月选考)大功率微波对人和其他生物有一定的杀伤作用。实验表明，当人体单位面积接收的微波功率达到250 W/m2时会引起神经混乱，达到1 000W/m2时会引起心肺功能衰竭。现有一微波武器，其发射功率P＝3×107 W。若发射的微波可视为球面波，则引起神经混乱和心肺功能衰竭的有效攻击的最远距离约为( )
A．100 m 25 m B．100 m 50 m
C．200 m 100 m D．200 m 50 m
电路状态
a
b
c
d
e
时刻t
0
T4
T2
3T4
T
电荷量q
最多
0
最多
0
最多
电场能EE
最大
0
最大
0
最大
电流i
0
正向最大
0
反向最大
0
磁场能EB
0
最大
0
最大
0
电磁波
机械波
产生
由周期性变化的电场、磁场产生
由质点(波源)的振动产生
波速
在真空中等于光速c＝3×108 m/s，在介质中与频率有关
与介质有关，与频率无关
是否需要介质
不需要介质(在真空中仍可传播)
必须有介质(真空中不能传播)
能量传播
电磁能
机械能