第十三章　交變電流　電磁振蕩與電磁波　傳感器 第69課時　電磁振蕩與電磁波　雙基落實課

第69課時電磁振蕩與電磁波[雙基落實課]CONTENTS03立足“四層”·夯基礎(chǔ)概念公式定理著眼“四翼”·探考點題型規(guī)律方法聚焦“素養(yǎng)”·提能力巧學(xué)妙解應(yīng)用01立足“四層”·夯基礎(chǔ)概念公式定理

無線話筒在人們的日常生活中應(yīng)用廣泛。無線話筒是LC振蕩電路在

生活中的實際應(yīng)用。某LC振蕩電路某時刻磁場方向如圖所示。判斷下列說法的正誤：（1）若只增加電容器C的帶電荷量，振蕩電路的周期也會變大。

（

×

）（2）若磁場正在減弱，則電容器上極板帶正電。

（

×

）（3）若電容器正在放電，則電容器上極板帶正電。

（

√

）（4）若電容器上極板帶負(fù)電，則此時電場能正在轉(zhuǎn)化為磁場能。

（

×

）××√×02著眼“四翼”·探考點題型規(guī)律方法考點一

電磁振蕩

[素養(yǎng)自修類]1.【根據(jù)電容器的帶電情況分析振蕩過程】（2020·浙江1月選考8題）如圖所示，單刀雙擲開關(guān)S先打到a端讓

電容器充滿電。t＝0時開關(guān)S打到b端，t＝0.02s時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0.02sB.LC回路的電流最大時電容器中電場能最大C.t＝1.01s時線圈中磁場能最大D.t＝1.01s時回路中電流沿順時針方向

2.【根據(jù)電流的特點分析振蕩過程】如圖所示是由線圈L和電容器C組成的最簡單的LC振蕩電路。先給

電容器充滿電。t＝0時如圖（a）所示，電容器兩板間的電勢差最

大，電容器開始放電。t＝0.005s時如圖（b）所示，LC回路中線圈

上的電流第一次達(dá)到最大值，則（

）A.此LC振蕩電路的周期T＝0.01sB.t＝0.025s時，回路電流方向與圖（b）中所示電流方向相反C.t＝0.035s時，線圈中的磁場能最大D.t＝0.040s至t＝0.045s時，線圈中的電流逐漸減小

3.【根據(jù)i-t圖像分析振蕩過程】如圖甲所示為某一LC振蕩電路，圖乙i-t圖像為LC振蕩電路的電流隨時間變化的關(guān)系圖像。在t＝0時刻，回路中電容器的M板帶正電，下列說法中正確的是（

）A.O～a階段，電容器正在充電，電場能正在向磁場能轉(zhuǎn)化B.a～b階段，電容器正在放電，磁場能正在向電場能轉(zhuǎn)化C.b～c階段，電容器正在放電，回路中電流沿順時針方向D.c～d階段，電容器正在充電，回路中電流沿逆時針方向解析：

O～a階段，電容器正在放電，電流不斷增加，電場能正

在向磁場能轉(zhuǎn)化，選項A錯誤；a～b階段，電容器正在充電，電流

逐漸減小，磁場能正在向電場能轉(zhuǎn)化，選項B錯誤；b～c階段，電

容器正在放電，回路中電流沿順時針方向，選項C正確；c～d階

段，電容器正在充電，回路中電流沿順時針方向，選項D錯誤。

LC振蕩過程中各物理量變化情況（從開始放電計時）時刻（時間）圖像工作過程放電過程充電過程放電過程充電過程qqm→00→qmqm→00→qm

時刻（時間）圖像工作過程放電過程充電過程放電過程充電過程uum→00→umum→00→um

EEm→00→EmEm→00→Em

時刻（時間）圖像工作過程放電過程充電過程放電過程充電過程i0→imim→00→imim→0

B0→BmBm→00→BmBm→0

時刻（時間）圖像工作過程放電過程充電過程放電過程充電過程能量E電→E磁E磁→E電E電→E磁E磁→E電

考點二

電磁波和電磁波譜

[素養(yǎng)自修類]1.【電磁場與電磁波】關(guān)于麥克斯韋電磁場理論，下列說法正確的是（

）A.變化的電場一定會產(chǎn)生變化的磁場，同樣，變化的磁場一定會產(chǎn)生

變化的電場B.光是一種電磁波，在任何介質(zhì)中光速都為3×108m/sC.赫茲通過實驗驗證了電磁波的存在D.麥克斯韋觀測到了電磁波的反射、折射、干涉和衍射等現(xiàn)象解析：

根據(jù)麥克斯韋電磁場理論可知，均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)

定的磁場，非均勻變化的電場產(chǎn)生變化的磁場，同樣，均勻變化的

磁場產(chǎn)生穩(wěn)定的電場，非均勻變化的磁場產(chǎn)生變化的電場，故A錯

誤；光是一種電磁波，在真空中光速為3×108m/s，在其他介質(zhì)中的

傳播速度小于光速，故B錯誤；麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫

茲通過實驗驗證了電磁波的存在，赫茲觀測到了電磁波的反射、折

射、干涉和衍射現(xiàn)象，故C正確，D錯誤。2.【電磁波的發(fā)射與接收】（多選）關(guān)于電磁波的發(fā)射和接收，下列說法中正確的是（

）A.音頻電流的頻率比較低，不能直接用來發(fā)射電磁波B.為了使振蕩電路有效地向空間輻射能量，電路必須是閉合的C.當(dāng)接收電路的固有頻率與接收到的電磁波的頻率相同時，接收電路

產(chǎn)生的振蕩電流最強D.要使電視機(jī)的屏幕上有圖像，必須要有解調(diào)過程解析：

音頻電流的頻率比較低，需放大后搭載到高頻電磁波

上，故A正確；為了使振蕩電路有效地向空間輻射能量，必須是開

放電路，故B錯誤；當(dāng)接收電路的固有頻率與接收到的電磁波的頻

率相同時，接收電路產(chǎn)生的振蕩電流最強，故C正確；解調(diào)就是從

調(diào)頻或調(diào)幅的高頻信號中把音頻、視頻等調(diào)制信號分離出來的過

程，要使電視機(jī)的屏幕上有圖像，必須要有解調(diào)過程，故D正確。3.【電磁波譜】電磁波譜就是電磁波按波長大小的順序把它們排列成譜，如圖所

示，由電磁波譜可知（

）A.微波是不可見光B.紅外線可以滅菌消毒C.紫外線的波長比紅外線長D.X射線能在磁場中偏轉(zhuǎn)，穿透力較強，可用來進(jìn)行人體透視解析：

微波是不可見光，選項A正確；紅外線有熱效應(yīng)，紫外

線可以滅菌消毒，選項B錯誤；紫外線的波長比紅外線短，選項C

錯誤；X射線是電磁波，不帶電，在磁場中不偏轉(zhuǎn)，選項D錯誤。

1.麥克斯韋電磁場理論的理解恒定的電場不產(chǎn)生磁場恒定的磁場不產(chǎn)生電場均勻變化的電場在周圍空間產(chǎn)生

恒定的磁場均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生恒

定的電場不均勻變化的電場在周圍空間產(chǎn)

生變化的磁場不均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生

變化的電場振蕩電場產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場振蕩磁場產(chǎn)生同頻率的振蕩電場2.電磁波的發(fā)射示意圖（如圖所示）3.電磁波接收的方法（1）利用調(diào)諧產(chǎn)生電諧振，使接收電路的感應(yīng)電流最強。（2）利用解調(diào)把接收電路中的有用信號分離出來。（3）調(diào)諧和解調(diào)的區(qū)別：調(diào)諧就是一個選臺的過程，即選攜帶

有用信號的高頻振蕩電流，在接收電路中產(chǎn)生最強的感應(yīng)

電流的過程；解調(diào)是將高頻電流中攜帶的有用信號分離出

來的過程。4.電磁波譜（1）電磁波譜中的各種波的特性及應(yīng)用電磁波譜頻率/Hz真空中波長/m特性應(yīng)用遞變規(guī)律無線電波＜3×1011＞10－3波動性

強，易發(fā)

生衍射無線電技

術(shù)衍射能

力減弱，直

線傳播

能力增

強紅外線1011～101510－7～10－3熱效應(yīng)紅外遙感可見光101510－7引起視覺照明、攝影電磁波譜頻率/Hz真空中波長

/m特性應(yīng)用遞變規(guī)律紫外線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

偽衍射能

力減

弱，直

線傳播

能力增

強X射線1016～101910－11～10－8穿透本領(lǐng)強檢查、

醫(yī)用透

視γ射線＞1019＜10－11穿透本領(lǐng)\更強工業(yè)探

傷、醫(yī)

用治療（2）各種電磁波產(chǎn)生機(jī)理無線電波振蕩電路中電子周期性運動產(chǎn)生紅外線、可見光和紫

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①不同電磁波的頻率或波長不同，表現(xiàn)出不同的特性，波

長越長，越容易產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象，波長越短，穿透能

力越強。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，頻率越高，折射率越大，速

度越小。（3）對電磁波的兩點說明03聚焦“素養(yǎng)”·提能力巧學(xué)妙解應(yīng)用考點一

電磁振蕩1.麥克斯韋在前人研究的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造性地建立了經(jīng)典電磁場理論，

進(jìn)一步揭示了電現(xiàn)象與磁現(xiàn)象之間的聯(lián)系。他大膽地假設(shè)：變化的

電場就像導(dǎo)線中的電流一樣，會在空間產(chǎn)生磁場，即變化的電場產(chǎn)

生磁場。以平行板電容器為例：圓形平行板電容器在充、放電的過

程中，板間電場發(fā)生變化，產(chǎn)生的磁場相當(dāng)于一連接兩板的板間直

導(dǎo)線通以充、放電電流時所產(chǎn)生的磁場。如下圖所示，若某時刻連接

電容器的導(dǎo)線具有向上的電流，則下列說法中正確的是（

）123456789101112A.電容器正在放電B.兩平行板間的電場強度E在增大C.該變化電場產(chǎn)生順時針方向（俯視）的磁場D.兩極板間電場最強時，板間電場產(chǎn)生的磁場達(dá)到最大值123456789101112解析：

電容器內(nèi)電場方向向上，下極板帶正電，根據(jù)電流的方

向，正電荷正在流向下極板，因此電容器處于充電過程，選項A錯

誤；電容器的帶電量越來越多，內(nèi)部電場強度越來越大，選項B正

確；該變化電場產(chǎn)生磁場方向等效成向上的電流產(chǎn)生磁場的方向，

根據(jù)右手螺旋定則可知，電場產(chǎn)生的磁場沿逆時針方向（俯視），

選項C錯誤；當(dāng)兩極板間電場最強時，電容器充電完畢，回路的電

流最小，因此產(chǎn)生的磁場最小，選項D錯誤。1234567891011122.金屬探測儀（圖）內(nèi)部的線圈與電容器構(gòu)成LC振蕩電路，當(dāng)探測儀

檢測到金屬物體時，探測儀線圈的自感系數(shù)發(fā)生變化，從而引起振

蕩電路中的電流頻率發(fā)生變化，探測儀檢測到這個變化就會驅(qū)動蜂

鳴器發(fā)出聲響。已知某時刻線圈中的磁感線如圖所示，且電流強度

正在增大，下列說法正確的是（

）A.該時刻電流由a流向b，且電容器正在充電B.該時刻電容器上極板帶正電荷C.該時刻線圈的自感電動勢正在變大D.若探測儀靠近金屬時，其自感系數(shù)增大，則振蕩電流的頻率升高123456789101112

1234567891011123.如圖所示為LC振蕩電路某時刻的情況，此時C上極板帶正電荷，電

流方向如圖所示，以下說法正確的是（

）A.此時電容器中的電場能正在減小B.電容器正在充電C.電感線圈中的磁場能正在減小D.電感線圈中的電流正在減小123456789101112解析：

由題意可知上極板帶正電，電流沿順時針方向，可知電

容器正在放電，此時電容器中的電場能正在減小，A正確，B錯

誤；電容器正在放電，電感線圈中的電流增大，電感線圈中的磁場

能正在增大，C、D錯誤。123456789101112考點二

電磁波和電磁波譜4.（多選）下列說法正確的是（

）A.在均勻變化的電場周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場，在均勻變化的磁場周圍一定產(chǎn)生均勻變化的電場B.電磁場是周期性變化的電場和磁場交替產(chǎn)生而形成的不可分離的統(tǒng)一體C.在電磁波譜中，最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的是γ射線D.機(jī)械波和電磁波都可發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象123456789101112解析：

均勻變化的電場周圍產(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，故A錯誤；根據(jù)麥克斯韋電磁場理論，電

磁場是周期性變化的電場和磁場交替產(chǎn)生而形成的不可分離的統(tǒng)一

體，故B正確；在電磁波譜中，無線電波的波長最長，最容易發(fā)生

衍射現(xiàn)象的是無線電波，故C錯誤；反射、折射、干涉和衍射是波

的特性，機(jī)械波和電磁波它們都可發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)

象，故D正確。1234567891011125.紅外體溫計測量體溫的方法如圖所示。下列說法正確的是（

）A.當(dāng)體溫超過37.3℃時，人體才輻射紅外線B.當(dāng)體溫超過周圍空氣溫度時，人體才輻射紅外線解析：

一切物體都在輻射紅外線，溫度越高，其輻射紅外線的

強度越大，A、B、C錯誤，D正確。C.紅外體溫計是依據(jù)體溫計發(fā)射紅外線來測體

溫的D.紅外體溫計是依據(jù)人體溫度越高，輻射的紅外線

強度越大來測體溫的1234567891011126.（多選）電磁波廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代醫(yī)療中。下列屬于電磁波應(yīng)用的醫(yī)

用器械有（

）A.殺菌用的紫外燈B.拍胸片的X光機(jī)C.治療咽喉炎的超聲波霧化器D.檢查血流情況的“彩超”機(jī)解析：

紫外線和X光從本質(zhì)上說是電磁波，A、B正確；治療

咽喉炎的超聲波霧化器和檢查血流情況的“彩超”機(jī)利用的都是超

聲波，超聲波屬于機(jī)械波，C、D錯誤。1234567891011127.（多選）紫外線殺菌燈是一種用于室內(nèi)物體表面和空氣的殺菌消毒

燈，在防控重點場所可使用一種人體感應(yīng)紫外線殺菌燈。這種燈裝

有紅外線感應(yīng)開關(guān)，人來燈滅，

人走燈亮，為人民的健康保駕護(hù)

航。下列說法正確的是（

）A.紅外線感應(yīng)開關(guān)通過接收到人體輻射的紅外線來控制電路通斷B.紅外線的衍射能力比紫外線強C.紫外線能消殺病菌是因為紫外線具有較高的能量D.紅外線的光子能量比紫外線的大123456789101112解析：

由于人體可以向外輻射紅外線，所以紅外線感應(yīng)開關(guān)

通過接收到人體輻射的紅外線來控制電路的通斷，選項A正確；由

于紅外線的波長比紫外線的波長長，所以紅外線的衍射能力比紫外

線強，選項B正確；紫外線頻率高，則根據(jù)光子能量公式，可知紫

外線具有較高的能量，故可以滅菌消毒，選項C正確；紅外線的頻

率小于紫外線的頻率，則紅外線的光子能量低于紫外線的光子能

量，選項D錯誤。123456789101112

8.如圖所示，將兩塊平行金屬板構(gòu)成的電容為C的電容器（與儲罐外殼絕緣）置于儲罐中，然后向儲罐中注入不導(dǎo)電液體，電容器可通過開關(guān)S與自感系數(shù)為L的線圈或電源相連。當(dāng)開關(guān)從a撥到b時開始計時，線圈與電容器構(gòu)成的回路中產(chǎn)生振蕩電流。下列說法正確的是（

）B.當(dāng)儲罐內(nèi)的液面高度降低時，回路中振蕩電路的頻率增大C.在第一個四分之一周期內(nèi)，線圈的磁場能逐漸減小D.在第二個四分之一周期內(nèi)，電容器極板上的電荷逐漸減小123456789101112解析：

在儲罐中有不導(dǎo)電液體，電容器的電容變大，周期變

大，選項A錯誤；當(dāng)液面降低時，振蕩電路的頻率增大，選項B正

確；第一個四分之一周期是放電過程，磁場能逐漸增大，選項C錯

誤；第二個四分之一周期是充電過程，電容器極板上的電荷逐漸增

加，選項D錯誤。1234567891011129.如圖是電磁波發(fā)射電路中的LC電磁振蕩電路，某時刻電路中正形成

如圖所示方向的電流，此時電容器的上極板帶正電，下極板帶負(fù)

電，則以下說法正確的是（

）A.線圈中的磁場向上且正在增強B.電容器中的電場向下且正在減弱C.若在線圈中插入鐵芯，則發(fā)射電磁波的頻率變大D.若增大電容器極板間的距離，則發(fā)射電磁波的波長變小123456789101112

12345678910111210.圖甲為車輛智能道閘系統(tǒng)的簡化原理圖，預(yù)埋在地面下的地感線

圈L和電容器C構(gòu)成LC振蕩電路，當(dāng)車輛靠近地感線圈時，線圈自

感系數(shù)變大，使得振蕩電流頻率發(fā)生變化，檢測器將該信號發(fā)送

至車牌識別器，從而向閘機(jī)發(fā)送起桿或落桿指令。某段時間振蕩

電路中的電流如圖乙，則下列有關(guān)說法正確的是（

）123456789101112A.t1時刻，電容器間的電場強度為最大值B.t1～t2時間內(nèi)，電容器處于放電過程C.汽車靠近線圈時，振蕩電流頻率變大D.從圖乙波形可判斷汽車正遠(yuǎn)離地感線圈123456789101112

12345678910111211.如圖所示，電源電動勢為3V，單刀雙擲開關(guān)S先置于a端使電路穩(wěn)

定。在t＝0時刻開關(guān)S置于b端，若經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)，t＝0.02s時刻，自

感線圈兩端的電勢差第一次為1.5V。如果不計振蕩過程的能量損

失，下列說法正確的是（

）A