2023屆高三物理【新教材】一輪復(fù)習(xí) 13-3 電磁振蕩與電磁波

第3講電磁振蕩與電磁波【必備知識(shí)·自主排查】一、電磁振蕩1．振蕩電流：大小和方向都做________迅速變化的電流．2．振蕩電路：產(chǎn)生________的電路．由電感線圈L和電容C組成最簡(jiǎn)單的振蕩電路，稱為________振蕩電路．3．電磁振蕩中的能量變化(1)放電過(guò)程中電容器儲(chǔ)存的________能逐漸轉(zhuǎn)化為線圈的________能．(2)充電過(guò)程中線圈中的________能逐漸轉(zhuǎn)化為電容器的________能．(3)在電磁振蕩過(guò)程中，電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能會(huì)發(fā)生________的轉(zhuǎn)化．4．電磁振蕩的周期和頻率(1)周期T＝________．(2)頻率f＝________．二、電磁場(chǎng)與電磁波1．麥克斯韋電磁場(chǎng)理論2．電磁波(1)電磁場(chǎng)在空間由近及遠(yuǎn)的傳播，形成________．(2)電磁波的傳播不需要________，可在真空中傳播，在真空中不同頻率的電磁波傳播速度________(都等于光速)．(3)不同頻率的電磁波，在同一介質(zhì)中傳播，其速度是不同的，頻率越高，波速越________．(4)v＝________，f是電磁波的頻率．3．電磁波的發(fā)射(1)發(fā)射條件：________電路和________信號(hào)，所以要對(duì)傳輸信號(hào)進(jìn)行調(diào)制(調(diào)幅或調(diào)頻)．(2)調(diào)制方式①調(diào)幅：使高頻電磁波的________隨信號(hào)的強(qiáng)弱而改變．②調(diào)頻：使高頻電磁波的________隨信號(hào)的強(qiáng)弱而改變．4．無(wú)線電波的接收(1)當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率________時(shí)，接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流________，這就是電諧振現(xiàn)象．(2)使接收電路產(chǎn)生電諧振的過(guò)程叫作________，能夠調(diào)諧的接收電路叫作________電路．(3)從經(jīng)過(guò)調(diào)制的高頻振蕩信號(hào)中“檢”出調(diào)制信號(hào)的過(guò)程，叫作________，檢波是________的逆過(guò)程，也叫作________．5．電視廣播信號(hào)的發(fā)射和接收過(guò)程6．電磁波譜：按照電磁波的________或________大小的順序把它們排列成譜叫作電磁波譜．按波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短排列的電磁波譜為：無(wú)線電波、紅外線、________、紫外線、X射線、γ射線等．三、傳感器1．傳感器的組成(1)敏感元件：能直接感受或響應(yīng)外界被測(cè)________的部分．(2)轉(zhuǎn)換元件：能將敏感元件輸出的信號(hào)直接轉(zhuǎn)換成________的部分．2．傳感器的應(yīng)用模式一般模式可以用如下方框圖表示．【教材拓展】1.[人教版選擇性必修第二冊(cè)P69圖4.1－1](1)電容器放電完畢時(shí)刻，回路中電流最?。?)(2)回路中電流值最大時(shí)刻，回路中磁場(chǎng)能最大．()(3)電容器極板上所帶電荷量最大時(shí)，電場(chǎng)能最大．()(4)回路中電流值最小的時(shí)刻，電容器帶電荷量最大．()2．[人教版選擇性必修第二冊(cè)P75圖4.2－3](1)法拉第預(yù)言了電磁波的存在，并揭示了電、磁、光現(xiàn)象在本質(zhì)上的統(tǒng)一性．()(2)均勻變化的磁場(chǎng)一定產(chǎn)生恒定的電場(chǎng)．()(3)均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng)．()(4)赫茲通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了麥克斯韋關(guān)于光的電磁理論．()(5)電場(chǎng)周圍一定存在磁場(chǎng)，磁場(chǎng)周圍一定存在電場(chǎng)．()(6)電磁波可以在真空中傳播．()3．[人教版選擇性必修第二冊(cè)P78圖4.3－1和P79圖4.3－3](1)要發(fā)射電磁波必須有足夠高的振蕩頻率．()(2)要發(fā)射電磁波振蕩電路的電場(chǎng)和磁場(chǎng)必須分散到盡可能大的空間．()(3)為了將信號(hào)發(fā)送出去，先要進(jìn)行調(diào)諧．()(4)為了從各個(gè)電臺(tái)發(fā)出的電磁波中將需要的選出來(lái)，就要進(jìn)行調(diào)制．()(5)為了從高頻電流中取出聲音信號(hào)，就要進(jìn)行調(diào)頻．()(6)利用接收天線接收到的信號(hào)可以直接還原成聲音或圖像．()【關(guān)鍵能力·分層突破】考點(diǎn)一電磁振蕩過(guò)程分析1．振蕩電流、極板帶電荷量隨時(shí)間的變化圖像2．LC振蕩電路充、放電過(guò)程的判斷方法(1)根據(jù)電流流向判斷：當(dāng)電流流向帶正電的極板時(shí)，電容器的電荷量增加，磁場(chǎng)能向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化，處于充電過(guò)程；反之，當(dāng)電流流出帶正電的極板時(shí)，電荷量減少，電場(chǎng)能向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化，處于放電過(guò)程．(2)根據(jù)物理量的變化趨勢(shì)判斷：當(dāng)電容器的帶電荷量q(電壓U、場(chǎng)強(qiáng)E)增大或電流i(磁場(chǎng)B)減小時(shí)，處于充電過(guò)程；反之，處于放電過(guò)程．(3)根據(jù)能量判斷：電場(chǎng)能增加時(shí)充電，磁場(chǎng)能增加時(shí)放電．【跟進(jìn)訓(xùn)練】1.[2022·山東青島聯(lián)考]在LC振蕩電路中，某時(shí)刻線圈中的磁場(chǎng)和電容器中的電場(chǎng)如圖所示，則此時(shí)刻()A.電容器正在放電B．振蕩電流正在減小C．線圈中的磁場(chǎng)最強(qiáng)D．磁場(chǎng)能正在向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化2．如圖甲所示的振蕩電路中，電容器極板間電壓隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示，則電路中振蕩電流隨時(shí)間的變化圖像是(振蕩電流以電路中逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?()3．如圖所示，LC振蕩電路中電容器的電容為C，線圈的自感系數(shù)為L(zhǎng)，電容器在圖示時(shí)刻所帶的電荷量為Q.若圖示時(shí)刻電容器正在放電，至放電完畢所需時(shí)間為13πLC；若圖示時(shí)刻電容器正在充電，則充電至電容器所帶電荷量最大所需時(shí)間為(A．12πLC B．13C．16πLC D．23考點(diǎn)二電磁波和電磁波譜1．對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的理解2．電磁波的不同用途無(wú)線電波用于通信和廣播，紅外線用于加熱和遙感技術(shù)，紫外線用于殺菌消毒，X射線應(yīng)用于醫(yī)學(xué)上的X光照片，γ射線檢查金屬部件的缺陷等．3．相近概念的辨析技巧(1)調(diào)頻和調(diào)幅：這是調(diào)制的兩種方式，使電磁波的頻率隨信號(hào)改變的調(diào)制方式叫調(diào)頻；使電磁波的振幅隨信號(hào)改變的調(diào)制方式叫調(diào)幅．(2)調(diào)制和解調(diào)：把低頻電信號(hào)加載到高頻等幅振蕩電流上叫作調(diào)制；把低頻電信號(hào)從高頻載波中還原出來(lái)叫解調(diào)，是調(diào)制的逆過(guò)程．【跟進(jìn)訓(xùn)練】4.(多選)下列關(guān)于電磁波的敘述中，正確的是()A．電磁波是以波動(dòng)的形式由發(fā)生區(qū)域向遠(yuǎn)處傳播的電磁場(chǎng)B．電磁波在任何介質(zhì)中的傳播速度均為3.0×108m/sC．電磁波由真空進(jìn)入介質(zhì)傳播時(shí)，波長(zhǎng)將變短D．電磁波也能產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象5．最新車載GPS導(dǎo)航儀通過(guò)與導(dǎo)航衛(wèi)星互相傳遞信息，確定汽車所處的準(zhǔn)確位置，并在電子地圖上顯示出來(lái)(如圖所示)，為汽車駕駛員導(dǎo)航，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射的電磁波比光的傳播速度慢B．導(dǎo)航儀上的移動(dòng)電話通過(guò)電流傳遞信息C．導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射的電磁波不能在真空中傳播D．導(dǎo)航儀與導(dǎo)航衛(wèi)星通過(guò)電磁波傳遞信息6．在抗擊新冠病毒的過(guò)程中，廣泛使用了紅外體溫計(jì)測(cè)量體溫，如圖所示．下列說(shuō)法正確的是()A．當(dāng)體溫超過(guò)37.3℃時(shí)人體才輻射紅外線B．當(dāng)體溫超過(guò)周圍空氣溫度時(shí)人體才輻射紅外線C．紅外體溫計(jì)是依據(jù)體溫計(jì)發(fā)射紅外線來(lái)測(cè)體溫的D．紅外體溫計(jì)是依據(jù)人體溫度越高，輻射的紅外線強(qiáng)度越大來(lái)測(cè)體溫的7．實(shí)際發(fā)射無(wú)線電波如圖所示，高頻振蕩器產(chǎn)生高頻等幅振蕩，如圖甲所示，人對(duì)著話筒說(shuō)話產(chǎn)生低頻振蕩，如圖乙所示，根據(jù)這兩個(gè)圖像，可知經(jīng)過(guò)調(diào)幅的振蕩電流的波形圖像應(yīng)是下列選項(xiàng)中的()第3講電磁振蕩與電磁波必備知識(shí)·自主排查一、1．周期性2．振蕩電流LC3．(1)電場(chǎng)磁場(chǎng)(2)磁場(chǎng)電場(chǎng)(3)周期性4．(1)2πLC(2)1二、1．恒定變化振蕩恒定變化同頻率2．(1)電磁波(2)介質(zhì)相同(3)小(4)λf3．(1)開放高頻振蕩(2)振幅頻率4．(1)相同最強(qiáng)(2)調(diào)諧調(diào)諧(3)檢波調(diào)制解調(diào)6．波長(zhǎng)頻率可見光三、1．(1)非電學(xué)量(2)電信號(hào)教材拓展1．答案：(1)×(2)√(3)√(4)√2．答案：(1)×(2)√(3)×(4)√(5)×(6)√3．答案：(1)√(2)√(3)×(4)×(5)×(6)×關(guān)鍵能力·分層突破1．解析：由線圈中的磁場(chǎng)方向，結(jié)合安培定則可知，電流從上向下流過(guò)線圈．分析電容器中電場(chǎng)強(qiáng)度方向可知，電容器上極板帶正電，則電容器正在放電，A正確；根據(jù)電磁振蕩規(guī)律可知，電容器放電時(shí)，振蕩電流增大，電場(chǎng)能向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化，磁場(chǎng)逐漸增強(qiáng)，B、C、D錯(cuò)誤．答案：A2．解析：電容器極板間的電壓U＝QC，隨電容器帶電荷量的增加而增大，隨電容器帶電荷量的減少而減少．從題圖乙可以看出，在0～T4這段時(shí)間內(nèi)電容器充電，且UAB>0，即UA>UB，A板應(yīng)帶正電，只有順時(shí)針?lè)较虻碾娏鞑拍苁笰板被充電后帶正電，同時(shí)考慮到t＝0時(shí)刻，電壓為零，電容器帶電荷量為零，電流最大，可知t＝0時(shí)刻，電流為負(fù)向最大，D答案：D3．解析：LC振蕩電路在一個(gè)周期內(nèi)電容器會(huì)充電兩次、放電兩次，每次充電或放電的時(shí)間均為14T＝π2LC.根據(jù)題意，電容器所帶的電荷量由Q減小到零所需時(shí)間為13πLC＝16T，說(shuō)明電容器所帶的電荷量由最大放電到Q所需時(shí)間為14T－16T＝112T＝16πLC，答案：C4．解析：電場(chǎng)、磁場(chǎng)相互激發(fā)并以波動(dòng)的形式向外傳播，形成電磁波，A正確；電磁波只有在真空中傳播時(shí)波速才為3×108m/s，在其他介質(zhì)中波速均小于3×108m/s，B錯(cuò)誤；根據(jù)λ＝vf及電磁波從真空進(jìn)入介質(zhì)中時(shí)，頻率不變，波速減小，可知電磁波在介質(zhì)中的波長(zhǎng)λ減小，C正確；電磁波具有波的一切性質(zhì)，能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象，D正確答案：ACD5．解析：電磁波和光的傳播速度是一樣的，A錯(cuò)誤；導(dǎo)航儀上的移動(dòng)電話也是通過(guò)電磁波來(lái)傳遞信息的，B錯(cuò)誤；電磁波可以在真空中傳播，C錯(cuò)誤；導(dǎo)航儀和導(dǎo)航衛(wèi)星是通過(guò)電磁波來(lái)傳遞信息的，D正確．答案：D6．解析：物體在任何時(shí)候都會(huì)發(fā)出紅外線，溫度越高，輻射紅外線的能力越強(qiáng)，所以人體在任何時(shí)候都會(huì)輻射紅外線，故A、B錯(cuò)誤；紅外體溫計(jì)是依據(jù)人體發(fā)射紅外線