物理學(xué)案（新教材魯科版）第十三章交變電流電磁波傳感器第3講電磁振蕩與電磁波

第3講電磁振蕩與電磁波目標(biāo)要求1.了解LC振蕩電路中振蕩電流的產(chǎn)生過(guò)程及電磁振蕩過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化情況.2.掌握電磁振蕩的周期公式和頻率公式.3.理解麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，了解電磁波的產(chǎn)生、發(fā)射、傳播和接收過(guò)程．考點(diǎn)一電磁振蕩1．振蕩電路：產(chǎn)生大小和方向都做____________迅速變化的電流(即________________)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_(kāi)_______振蕩電路．2．電磁振蕩：在LC振蕩電路中，電容器不斷地________和________，就會(huì)使電容器極板上的電荷量q、電路中的________、電容器內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度E、線圈內(nèi)的________________________發(fā)生周期性的變化，這種現(xiàn)象就是電磁振蕩．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＝eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC)).1．LC振蕩電路中，電容器放電完畢時(shí)，回路中電流最小．()2．LC振蕩電路中，回路中的電流最大時(shí)回路中的磁場(chǎng)能最大．()3．電磁振蕩的固有周期與電流的變化快慢有關(guān)．()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、電場(chǎng)強(qiáng)度E)增大或電流i(磁感應(yīng)強(qiáng)度B)減小時(shí)，處于充電過(guò)程；反之，處于放電過(guò)程根據(jù)能量判斷電場(chǎng)能增加時(shí)充電，磁場(chǎng)能增加時(shí)放電例1(2023·北京八十中模擬)如圖甲所示為某一LC振蕩電路，圖乙i－t圖像為L(zhǎng)C振蕩電路的電流隨時(shí)間變化的關(guān)系圖像．在t＝0時(shí)刻，回路中電容器的M板帶正電，下列說(shuō)法中正確的是()A．O～a階段，電容器正在充電，電場(chǎng)能正在向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化B．a(chǎn)～b階段，電容器正在放電，磁場(chǎng)能正在向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化C．b～c階段，電容器正在放電，回路中電流沿順時(shí)針?lè)较駾．c～d階段，電容器正在充電，回路中電流沿逆時(shí)針?lè)较蚵?tīng)課記錄：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________例2(多選)(2023·福建省龍巖第一中學(xué)月考)LC振蕩電路在某一時(shí)刻的電場(chǎng)和磁場(chǎng)方向如圖所示．下列說(shuō)法中正確的是()A．電容器正在充電B．電路中電場(chǎng)能在增大C．電路中電流在增大D．電路中電流沿逆時(shí)針?lè)较蚵?tīng)課記錄：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________例3(2020·浙江1月選考·8)如圖所示，單刀雙擲開(kāi)關(guān)S先打到a端讓電容器充滿電．t＝0時(shí)開(kāi)關(guān)S打到b端，t＝s時(shí)LC回路中電容器下極板帶正電荷且電荷量第一次達(dá)到最大值．則()A．LC回路的周期為sB．LC回路的電流最大時(shí)電容器中電場(chǎng)能最大C．t＝s時(shí)線圈中磁場(chǎng)能最大D．t＝s時(shí)回路中電流沿順時(shí)針?lè)较蚵?tīng)課記錄：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________例4某LC電路的振蕩頻率為520kHz，為能提高到1040kHz，以下說(shuō)法正確的是()A．調(diào)節(jié)可變電容，使電容增大為原來(lái)的4倍B．調(diào)節(jié)可變電容，使電容減小為原來(lái)的eq\f(1,4)C．調(diào)節(jié)電感線圈，使線圈匝數(shù)增加到原來(lái)的4倍D．調(diào)節(jié)電感線圈，使線圈電感變?yōu)樵瓉?lái)的eq\f(1,2)聽(tīng)課記錄：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

考點(diǎn)二電磁波的特點(diǎn)及應(yīng)用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)地向周圍傳播，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________．(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．(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收到的無(wú)線電波的頻率________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．電磁波譜：按照電磁波的________大小或________高低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．1．振蕩電路的頻率越高，發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越大．()2．要將傳遞的聲音信號(hào)向遠(yuǎn)距離發(fā)射，必須以高頻電磁波作為載波．()3．只有接收電路發(fā)生電諧振時(shí)，接收電路中才有振蕩電流．()4．解調(diào)是調(diào)制的逆過(guò)程．()1．電磁波譜分析及應(yīng)用電磁波譜頻率/Hz真空中波長(zhǎng)/m特性應(yīng)用遞變規(guī)律無(wú)線電波＜3×1011＞10－3波動(dòng)性強(qiáng)，易發(fā)生衍射無(wú)線電技術(shù)衍射能力減弱，直線傳播能力增強(qiáng)紅外線1011～101510－7～10－3熱效應(yīng)紅外遙感可見(jiàn)光101510－7引起視覺(jué)照明、攝影紫外線1015～101610－8～10－7化學(xué)效應(yīng)、熒光效應(yīng)、滅菌消毒醫(yī)用消毒、防偽X射線1016～101910－11～10－8穿透本領(lǐng)強(qiáng)檢查、醫(yī)用透視γ射線＞1019＜10－11穿透本領(lǐng)更強(qiáng)工業(yè)探傷、醫(yī)用治療2.各種電磁波產(chǎn)生機(jī)理無(wú)線電波振蕩電路中電子周期性運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生紅外線、可見(jiàn)光和紫外線原子的外層電子受激發(fā)后產(chǎn)生X射線原子的內(nèi)層電子受激發(fā)后產(chǎn)生γ射線原子核受激發(fā)后產(chǎn)生3.對(duì)電磁波的兩點(diǎn)說(shuō)明(1)不同電磁波的頻率或波長(zhǎng)不同，表現(xiàn)出不同的特性，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，越容易產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象，波長(zhǎng)越短，穿透能力越強(qiáng)．(2)同頻率的電磁波在不同介質(zhì)中傳播速度不同，不同頻率的電磁波在同一種介質(zhì)中傳播時(shí)，頻率越高，折射率越大，速度越小．例5某電路中電場(chǎng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖像如圖所示，能發(fā)射電磁波的是()聽(tīng)課記錄：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________例6(2023·上海市模擬)以下關(guān)于電磁場(chǎng)和電磁波的說(shuō)法中正確的是()A．電場(chǎng)和磁場(chǎng)總是同時(shí)存在的，統(tǒng)稱為電磁場(chǎng)B．電磁波是機(jī)械波，傳播需要介質(zhì)C．電磁波的傳播速度是3×108m/sD．電磁波是一種物質(zhì)，可在真空中傳播聽(tīng)課記錄：______________________________________________________________________________________________________________________________________例7(多選)關(guān)于電磁波譜，下列說(shuō)法正確的是()A．在真空中各種電磁波的傳播速度都相同B．γ射線是波長(zhǎng)最短的電磁波，它比X射線的頻率還要高C．紫外線比紫光更容易發(fā)生干涉和衍射D．在電磁波譜中，最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的是γ射線聽(tīng)課記錄：______________________________________________________________________________________________________________________________________例8(多選)(2020·江蘇卷·13B