高考物理一輪復(fù)習(xí)電磁振蕩電磁波

1、2008高考物理一輪復(fù)習(xí)電磁振蕩電磁波復(fù)習(xí)要點(diǎn). 了解電磁振蕩的產(chǎn)生過程，認(rèn)識電磁振蕩過程的物理本質(zhì)。.掌握LC振蕩電路的振蕩規(guī)律。. 了解麥克斯韋電磁場理論的要點(diǎn).掌握電磁波傳播的簡單規(guī)律二、難點(diǎn)剖析.對LC振蕩過程的認(rèn)識。（1）從振蕩的表象上看：LC振蕩過程實(shí)際上是通過線圈L對電容器C充、放電的過程。（2）從物理本質(zhì)上看：LC振蕩過程實(shí)質(zhì)上是磁場能和電場能之間通過充、放電的形式相互轉(zhuǎn)化的過程。. LC振蕩過程中規(guī)律的表達(dá)。（1）定性表達(dá)。在LC振蕩過程中，磁場能及與磁場能相磁的物理量（如線圈中電流強(qiáng)度、 線圈電流周圍的磁場的磁感強(qiáng)度、穿過線圈的磁通量等）和電場能及與電場能相關(guān)的物理量（如

2、電容器的極板間電壓、 極板間電場的電場強(qiáng)度、 極板上電量等）都隨時間做周期相同的周期性 變化。這兩組量中，一組最大時，另一組恰最?。灰唤M增大時，另一組正減小。這一特征正是 能的轉(zhuǎn)化和襯恒定律所決定的。2）定量表達(dá)。在LC振蕩過程中，盡管磁場能和電場能的變化曲線都比較復(fù)雜，但與之相關(guān)的其他物理量和變化情況卻都可以用簡單的正（余）弱曲線給出定量表達(dá)。以LC振蕩過程中線圈L中的振蕩電流i （與磁場能相關(guān)） 和電容器C的極板間交流電壓 u （與電場能相關(guān)） 為例，其變化曲線分別如圖一 1中的（a）、（b）所示。(a)(b)圖一13. LC振蕩過程中一個周期內(nèi)四個階段的分析。如圖221所示，在O、t2、

3、t4時刻，線圈中振蕩電流i為0,磁場能最小，而電容器極板 間電壓u恰好達(dá)到最大值，電場能最多，在ti、t3時刻則正相反，振蕩電流、磁場能均達(dá)到最大值，而電壓為 0,電場能最少。在 O 一 ti和t2 一 t3階段，電流增強(qiáng)，磁場能增多，而電壓降 低，電場能減小，這是電容器放電把電場能轉(zhuǎn)化為磁場能的階段；在ti-t2和t3-t4階段，電流減弱，磁場能減小，而電壓升高，電場能增多，這是電容器充電把磁場能轉(zhuǎn)化為電場能的階 段。4. LC振蕩過程一個周期內(nèi)的幾個特別狀態(tài)振蕩電路的狀態(tài)01弓J J 1川)E二1111IIC*-J時刻t=0T t=4T t=2t34T電容器極板上的電量取大零取大零取大振蕩

4、電流ii=0正向取大i=0反向取大1=0電場能取大零取大零取大磁場能零取大零取大零5. LC振蕩過程與單擺擺動過程的比較。如把LC振蕩過程中的物理量及各階段與單擺擂動過程中相應(yīng)的物理量及各階段作出如下表所示的對照比較，則可以認(rèn)為LC振蕩與單擺擺動實(shí)際上是極其相似的兩個物理過程：單擺擺動過程實(shí)質(zhì)上是通過擺球的擺動而使擺球動能與擺球勢能相互轉(zhuǎn)化，LC振蕩過程實(shí)質(zhì)上是通過對電容器的充、放電而使磁場能與電場能相互轉(zhuǎn)化（見下表）：過程LC電磁振蕩過程單擺的擺動過程物理量振蕩過程擺球的速度電容器電壓擺球的高度能量磁場能擺球的動能電場能擺球的勢能階段充電階段擺球上升階段放電階段擺球下降階段.對周期公式T=2

5、兀vTC的定性分析。L對T的影響：L越大，振蕩過程中因自感現(xiàn)象產(chǎn)生的自感電動勢就越大，楞次定律中所說的“阻礙”作用也就將越大，從而延緩著振蕩電流的變化，使振蕩周期T變長。C對T的影響：C越大，振蕩過程中無論是充電階段將C充至一定電壓，或是放電階段一定電壓下的 C中的電放完，其時間都應(yīng)當(dāng)相應(yīng)地變長，從而使振蕩周期T變長。.麥克斯韋電磁場理論的要點(diǎn)（1）變化的磁（電）場將產(chǎn)生電（磁）場。（2）變化的磁（電）場所產(chǎn)生的電（磁）場取決于磁（電）場的變化率。具體地說，均勻變化的磁（電）場將產(chǎn)生恒定的電（磁）場，非均勻變化的磁 （電）場將產(chǎn)生變化的電（磁） 場，周期性變化的磁（電）場將產(chǎn)生周期相同的周期性

6、變化的電（磁）場。（3）變化的磁場和變化的電場互相聯(lián)系著，形成一個不可分離的統(tǒng)一體 電磁場。.電磁波傳播規(guī)律。電磁波在真空（空氣）中傳播速度為C=3X 108m/s其波長入，頻率f與波速C間的關(guān)系為C=入 f.三、典型例題例1 . 如圖一2所示為LC振蕩電路某時刻的情況下,以下說法正確的是A .電容器正在充電B .電感線圈中的磁場能正在增加C.電感線圈中的電流正在增大D.此時刻線圈中的自感電動勢正在阻礙電流增大圖一2上極板（填帶正電、帶負(fù)電或不帶電）而自感電動勢正阻礙放電電流的分析：從所給磁場方向和電容器極板所帶電的性質(zhì)即可判斷振蕩過程所處的階段。解答：由圖一2B的方向及電容器極板上帶電性質(zhì)可

7、判斷電流方向，進(jìn)而知電容器正處在 放電階段，于是又出可知磁場能正在增加放電電流正在增強(qiáng), 增強(qiáng)。即應(yīng)選BCD。例2. 如圖一3所示的LC振蕩回路中振蕩電流的周 期為2X10-2s。自振蕩電流沿逆時針方向達(dá)最大值時開始狀態(tài)計時，當(dāng)t=3.4X 1023s時，電容器正處于（填充電、放電、充電完畢或放電完畢）。這時電容器的為分析某時刻t （tT）振蕩情況，可由下列變換式t=nT+Mn為正整數(shù)，0/?。D(zhuǎn)而分析Y時刻品的振蕩狀態(tài)。設(shè) t=3.4X 10 2s=2 X 10 s+1.4X10 s=T+t1 則 T/2 t/(1T y3T/4, t時刻與V時刻電路振蕩狀態(tài)相同。作出振蕩電流i隨圖一3分析

8、：把握住LC振蕩過程的周期性特征即可得出正確解答。解答：電磁振蕩過程是電路中振蕩電流、極板帶電量等物理量周期性變化的過程,時間變化圖象如圖一4所示，t軸上方圖線表示蕩電流沿逆時針方向。在 T/23T/4時間內(nèi)，振蕩電流不斷減小，磁場能不斷減小，電場能不斷增加，因此電容器處于充電狀態(tài)。圖一4從圖線處于t軸下方可右，電路中振蕩電流沿順時針方向，故上極板應(yīng)帶正電。即應(yīng)依次填充：充電；帶正電。例3.有一 LC振蕩電路，能產(chǎn)生一定波長的電磁波，若要產(chǎn)生波長比原來短些的電磁波，可用的措施為A .增加線圈匝數(shù)B.在線圈中插入鐵芯C.減小電容器極板正對面積D.減小電容器極板間距離分析：解答的基礎(chǔ)有二：波長、頻

9、率、波速間關(guān)系；影響頻率的因素。解答：由于電磁波傳播過程中波速U =入f恒定，因此欲使波長 入變短，必須使頻率f升高。而由于頻率卜 12 二 LC所以：增加線圈匝數(shù)和在線圈中插入鐵芯境外將由于使線圈自感系數(shù)L增大而降低頻率f;減小電容器極板間距將由于使電容C增大而降低頻率f;減小電容器極板正對面積將由于電容C減小而升高頻率fo可見：此例應(yīng)選 Co例4.按照麥克斯韋的電磁場理論，以下說法中正確的是A.恒定的電場周圍產(chǎn)生恒定的磁場，恒定的磁場周圍產(chǎn)生恒定的電場B.變化的電場周圍產(chǎn)生磁場，變化的磁場周圍產(chǎn)生電場C.均勻變化的電場周圍產(chǎn)生均勻變化的磁場，均勻變化的磁場周圍產(chǎn)生均勻變化的電場D.均勻變化

10、的電場周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，均勻變化的磁場周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的電場解答：麥克斯韋電磁場理論的核心內(nèi)容是：變化的電場產(chǎn)生磁場； 變化的磁場主產(chǎn)生電場。對此理論全面正確理解為：不變化的電場周圍不產(chǎn)生磁場；變化的電場可以產(chǎn)生變化的磁場，也可產(chǎn)生不變化的磁場； 均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場；周期性變化的電場產(chǎn)生同頻率的周期性變化的磁場。由變化的磁場產(chǎn)生電場的規(guī)律與上似同。由此可知：此例應(yīng)選B、Do分析：此例所考查的是對麥克斯韋電磁場理論要點(diǎn)的把握。-fI例5.如圖22-5 （甲）電路中，L是電阻不計的電感器，二口 L b sC是電容器，閉合電鍵 S,待電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，再打開電鍵S, LC電路中將產(chǎn)生電磁振

11、蕩，如果規(guī)定電感器L中的電流方向從a到b為正，打開電鍵的時刻為 t=0,那么圖一5 （乙）圖一5 （甲）中能正確表示電感器中的電流隨時間t變化規(guī)律的是EU口圖一5 （乙）分析：要正確理解電磁振蕩過程中線圈中電流和兩端壓（即電容器電極板間電壓）的變化關(guān)系，一定要注意克服由歐姆定律所形成的電阻中電流和其兩端電壓成正比的思維定 勢。解答：從下面幾點(diǎn)考慮：S斷開前ab段短路，電容器不帶電；S斷開時，ab中產(chǎn)生自感電動勢，阻礙電流減小給電容C充電，此時電流正向最大；（3）給電容器充電過程，電容器充電量最大時，ab中電流減零。此后 LC發(fā)生電磁振蕩形成交變電流。綜上所述：應(yīng)選Bo單元檢測一、選擇題.要使L

12、C振蕩電路的周期增大一倍?？刹捎玫霓k法是（）A.自感系數(shù)L和電容C都增大一倍B.自感系數(shù)L和電容C都減小一半C.自感系數(shù)L增大一倍，而電容 C減小一半D.自感系數(shù)L減小一半，而電容 C增大一倍.關(guān)于電磁場和電磁波，正確的說法（）A ,只有不均勻變化的磁場，才能在其周圍空間產(chǎn)生電場B.電磁波的頻率等于激起電磁波的振蕩電流的頻率C.電磁波脫離電荷而獨(dú)立存在D.電磁波的傳播速度一定是 3X 108m/s.若發(fā)現(xiàn)無線電發(fā)射機(jī)發(fā)射的電磁波的波長比標(biāo)準(zhǔn)值稍大，為了調(diào)準(zhǔn)發(fā)射波長，則下面 的辦法中，可行的是將 LC振蕩電路（）A.電容器的電容C適當(dāng)調(diào)小B.電容器的電容C適當(dāng)調(diào)大C.電感線圈的電感 L適當(dāng)調(diào)小D

13、.電感線圈的電感 L適當(dāng)調(diào)大.圖（a）所示的LC振蕩電路中電容器極板 1上的電量隨時間變化的 q-t曲線如圖一6 所示，則（）1 qA . ti、t3兩個時刻電路中電流最大，且方向相同匚 八 八/1ti、t3兩個時刻電路中電流最大，且方向相反t2、t4兩個時刻電路中電流最大，且方向相同圖一6t2、t4兩個時刻電路中電流最大，且方向相反.欲在磁場周圍空間產(chǎn)生電場強(qiáng)度E隨時間t如圖一7所示曲線變化的電場，則磁場的磁感強(qiáng)度B隨時間t應(yīng)如圖一8所示的哪種曲線變化（）圖一7圖一8.收音機(jī)調(diào)諧電路由線圈和一個20pF-180pF的可變電容器組成，當(dāng)電容器旋至 20pF時，接收到的電磁波的波長為30m,若旋

14、至180pF時，接收到的電磁波的波長是（）A. 10mb. 10m C. 90m D. 270m3.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面積，并在線圈中放入鐵芯.減小電容器兩極板的距離，并增加線圈的匝數(shù)C.減小電容器兩極板的距離，并在線圈中放放鐵芯D.減小電容器兩極板正對面積，并減少線圈的匝數(shù)8.電子鐘是利用LC振蕩電路來工作計時的，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)電子鐘每天要慢30s,造成這一現(xiàn)象的原因可能是（A .電池用久了B.振蕩電路中電容器的電容大了C.振蕩電路中線圈的電感大了9.如圖一9所示的電路中，L是不計電阻的電感器，C是電容器，閉合電鍵 K,待電路達(dá)到穩(wěn)定

15、狀態(tài)后，再斷開 電鍵K、LC電路中將產(chǎn)生電磁振蕩。如果規(guī)定電感L中的電流方向從a到b為正，打開電鍵的時刻為 t=0,那么下列 四個圖中（圖一10）能正確表示電感中的電流 i隨時間變圖一9化規(guī)律的是（）iCi圖一10.下述關(guān)于電磁場的說法中正確的是（）A .只要空間某處有變化的電場或磁場，就會在其周圍產(chǎn)生電磁場，從而形成電磁波B.任何變化的電場周圍一定有磁場C.振蕩電場和振蕩磁場交替產(chǎn)生，相互依存，形成不可分離的統(tǒng)一體，即電磁場D.電磁波的理論在家先，實(shí)驗證明在后.下列關(guān)于電磁波的敘述中，正確的是（）A.電磁波是電磁場由發(fā)生區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播B.電磁波在任何介質(zhì)中的傳播速度均為3.00X 108m

16、/sC.電磁波由真空進(jìn)入介質(zhì)傳播時，波長將變短D.電磁波不能產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象.無線電廣播中波段的波長范圍為187560m,為了避免鄰臺干擾，在一定范圍內(nèi)有兩個相鄰電臺的頻率至少應(yīng)相差10kHz,則在此波段中，能夠容納電臺的個數(shù)約為（）A . 5000 個B. 100 個 C. 187 個 D. 20 個. LC回路中電容兩端的電壓U隨時間t變化的關(guān)系如圖一11所示（A .在時刻ti,電路中電流最大B.在時刻t2,電路中的磁場能最大圖一11C.從時刻t2至t3,電路中的電場能不斷增大D.從時刻t3至t4,電容的帶電量不斷增大).如圖一12所示，LC振蕩電路某時刻的情況，下面說法中錯誤的是（A.

17、電容器正在充電B.電感線圈的磁場能在增加圖一12C.電容器兩板間電壓正在減少D.此時刻自感電動勢正在阻礙電流增大、填充題. 一臺收音機(jī)中，用一可變電容器與兩組不同線圈構(gòu)成產(chǎn)生中波和短波的兩個波段的振 蕩電路，其中細(xì)導(dǎo)線密繞的一組線圈屬于 波段，粗導(dǎo)線疏繞的一組線圈屬于 波段。.如圖一13所示，圖（a）為某LC振蕩 電路，圖（b）為其振蕩電流隨時間變化的圖線。若 電流的正方向如圖（a）所示，則在t=T/8時，P板 的電勢 于Q板電勢；在t2=7T/8時，P板圖一13電勢 于Q板電勢。（填“高”或“低”）.在LC振蕩電路中，已知電容器的電容為C,振蕩電流i=lmsincot,則此電路中線圈的自感系

18、數(shù)L為;若該電路發(fā)射的電磁波在某種介質(zhì)中的波長為入，則電磁波在這種介質(zhì)中傳播的波速為 。.如圖一14所示，LC回路中電容器的電容 為C,線圈的自感系數(shù)為 L,直流電源的電動勢為 E, 先把單刀雙擲開關(guān) S接a,對電容器充電，然后S接圖一14b,充電后的電容器通過線圈放電，在第一次順 時針放電的過程中，放電的電量是 , 放電的平均電流強(qiáng)度為 。.圖一15所示是LC振蕩電路中振蕩電流 在一個周期內(nèi)的圖象。(1)在0T/4內(nèi)，電容器電，電場能由 變?yōu)?線圈中磁場能由 變?yōu)? (2) 在 T/4T/2內(nèi)，電容器,電場能由圖一15變?yōu)?線圈中磁場能由 變?yōu)? 一只電容為 C的電容器，充電到兩極板間的電壓為U,然后斷開電源讓它通過一只自感系數(shù)為L的線圈放電，從開始放電到第一次放電完畢的過程中，流過電路的平均數(shù)電流 強(qiáng)度為.三、計算題.從地球向月球發(fā)射電磁波，經(jīng)過2.56s收到它的反射波，月球、地球之間的距離是多少千米？.無線電廣播的中波段波長的范圍是187560m,為了避免鄰近電臺干擾，兩個電臺的頻率范圍至少應(yīng)差104Hz,則在此波段中最多所容納的電臺數(shù)約為多少個？II1I 1 1.如