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

第69課時(shí)電磁振蕩與電磁波[雙基落實(shí)課]CONTENTS03立足“四層”·夯基礎(chǔ)概念公式定理著眼“四翼”·探考點(diǎn)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(wú)線話筒在人們的日常生活中應(yīng)用廣泛。無(wú)線話筒是LC振蕩電路在

生活中的實(shí)際應(yīng)用。某LC振蕩電路某時(shí)刻磁場(chǎng)方向如圖所示。判斷下列說(shuō)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(huì)變大。

（

×

）（2）若磁場(chǎng)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(shí)電場(chǎng)能正在轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能。

（

×

）××√×02著眼“四翼”·探考點(diǎn)題型規(guī)律方法考點(diǎn)一

電磁振蕩

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

電容器充滿(mǎn)電。t＝0時(shí)開(kāi)關(guān)S打到b端，t＝0.02s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0.02sB.LC回路的電流最大時(shí)電容器中電場(chǎng)能最大C.t＝1.01s時(shí)線圈中磁場(chǎng)能最大D.t＝1.01s時(shí)回路中電流沿順時(shí)針?lè)较?/p>

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

電容器充滿(mǎn)電。t＝0時(shí)如圖（a）所示，電容器兩板間的電勢(shì)差最

大，電容器開(kāi)始放電。t＝0.005s時(shí)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(shí)，回路電流方向與圖（b）中所示電流方向相反C.t＝0.035s時(shí)，線圈中的磁場(chǎng)能最大D.t＝0.040s至t＝0.045s時(shí)，線圈中的電流逐漸減小

3.【根據(jù)i-t圖像分析振蕩過(guò)程】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～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)较蚪馕觯?/p>

O～a階段，電容器正在放電，電流不斷增加，電場(chǎng)能正

在向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；a～b階段，電容器正在充電，電流

逐漸減小，磁場(chǎng)能正在向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；b～c階段，電

容器正在放電，回路中電流沿順時(shí)針?lè)较颍x項(xiàng)C正確；c～d階

段，電容器正在充電，回路中電流沿順時(shí)針?lè)较?，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

LC振蕩過(guò)程中各物理量變化情況（從開(kāi)始放電計(jì)時(shí)）時(shí)刻（時(shí)間）圖像工作過(guò)程放電過(guò)程充電過(guò)程放電過(guò)程充電過(guò)程qqm→00→qmqm→00→qm

時(shí)刻（時(shí)間）圖像工作過(guò)程放電過(guò)程充電過(guò)程放電過(guò)程充電過(guò)程uum→00→umum→00→um

EEm→00→EmEm→00→Em

時(shí)刻（時(shí)間）圖像工作過(guò)程放電過(guò)程充電過(guò)程放電過(guò)程充電過(guò)程i0→imim→00→imim→0

B0→BmBm→00→BmBm→0

時(shí)刻（時(shí)間）圖像工作過(guò)程放電過(guò)程充電過(guò)程放電過(guò)程充電過(guò)程能量E電→E磁E磁→E電E電→E磁E磁→E電

考點(diǎn)二

電磁波和電磁波譜

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

）A.變化的電場(chǎng)一定會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，同樣，變化的磁場(chǎng)一定會(huì)產(chǎn)生

變化的電場(chǎng)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(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了電磁波的存在D.麥克斯韋觀測(cè)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(chǎng)理論可知，均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)

定的磁場(chǎng)，非均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，同樣，均勻變化的

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

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(cuò)誤；麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫

茲通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了電磁波的存在，赫茲觀測(cè)到了電磁波的反射、折

射、干涉和衍射現(xiàn)象，故C正確，D錯(cuò)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(shuō)法中正確的是（

）A.音頻電流的頻率比較低，不能直接用來(lái)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(shí)，接收電路

產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)D.要使電視機(jī)的屏幕上有圖像，必須要有解調(diào)過(guò)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(kāi)

放電路，故B錯(cuò)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(shí)，接收電路產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)，故C正確；解調(diào)就是從

調(diào)頻或調(diào)幅的高頻信號(hào)中把音頻、視頻等調(diào)制信號(hào)分離出來(lái)的過(guò)

程，要使電視機(jī)的屏幕上有圖像，必須要有解調(diào)過(guò)程，故D正確。3.【電磁波譜】電磁波譜就是電磁波按波長(zhǎng)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(jiàn)光B.紅外線可以滅菌消毒C.紫外線的波長(zhǎng)比紅外線長(zhǎng)D.X射線能在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)，穿透力較強(qiáng)，可用來(lái)進(jìn)行人體透視解析：

微波是不可見(jiàn)光，選項(xiàng)A正確；紅外線有熱效應(yīng)，紫外

線可以滅菌消毒，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；紫外線的波長(zhǎng)比紅外線短，選項(xiàng)C

錯(cuò)誤；X射線是電磁波，不帶電，在磁場(chǎng)中不偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

1.麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的理解恒定的電場(chǎng)不產(chǎn)生磁場(chǎng)恒定的磁場(chǎng)不產(chǎn)生電場(chǎng)均勻變化的電場(chǎng)在周?chē)臻g產(chǎn)生

恒定的磁場(chǎng)均勻變化的磁場(chǎng)在周?chē)臻g產(chǎn)生恒

定的電場(chǎng)不均勻變化的電場(chǎng)在周?chē)臻g產(chǎn)

生變化的磁場(chǎng)不均勻變化的磁場(chǎng)在周?chē)臻g產(chǎn)生

變化的電場(chǎng)振蕩電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場(chǎng)振蕩磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩電場(chǎng)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(qiáng)。（2）利用解調(diào)把接收電路中的有用信號(hào)分離出來(lái)。（3）調(diào)諧和解調(diào)的區(qū)別：調(diào)諧就是一個(gè)選臺(tái)的過(guò)程，即選攜帶

有用信號(hào)的高頻振蕩電流，在接收電路中產(chǎn)生最強(qiáng)的感應(yīng)

電流的過(guò)程；解調(diào)是將高頻電流中攜帶的有用信號(hào)分離出

來(lái)的過(guò)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(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、攝影電磁波譜頻率/Hz真空中波長(zhǎng)

/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(qiáng)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。（3）對(duì)電磁波的兩點(diǎn)說(shuō)明03聚焦“素養(yǎng)”·提能力巧學(xué)妙解應(yīng)用考點(diǎn)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(chǎng)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(chǎng)就像導(dǎo)線中的電流一樣，會(huì)在空間產(chǎn)生磁場(chǎng)，即變化的電場(chǎng)產(chǎn)

生磁場(chǎng)。以平行板電容器為例：圓形平行板電容器在充、放電的過(guò)

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

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

電容器的導(dǎo)線具有向上的電流，則下列說(shuō)法中正確的是（

）123456789101112A.電容器正在放電B.兩平行板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E在增大C.該變化電場(chǎng)產(chǎn)生順時(shí)針?lè)较颍ǜ┮暎┑拇艌?chǎng)D.兩極板間電場(chǎng)最強(qiáng)時(shí)，板間電場(chǎng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)達(dá)到最大值123456789101112解析：

電容器內(nèi)電場(chǎng)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(guò)程，選項(xiàng)A錯(cuò)

誤；電容器的帶電量越來(lái)越多，內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度越來(lái)越大，選項(xiàng)B正

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

根據(jù)右手螺旋定則可知，電場(chǎng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)沿逆時(shí)針?lè)较颍ǜ┮暎?/p>

選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)兩極板間電場(chǎng)最強(qiáng)時(shí)，電容器充電完畢，回路的電

流最小，因此產(chǎn)生的磁場(chǎng)最小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。1234567891011122.金屬探測(cè)儀（圖）內(nèi)部的線圈與電容器構(gòu)成LC振蕩電路，當(dāng)探測(cè)儀

檢測(cè)到金屬物體時(shí)，探測(cè)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(cè)儀檢測(cè)到這個(gè)變化就會(huì)驅(qū)動(dòng)蜂

鳴器發(fā)出聲響。已知某時(shí)刻線圈中的磁感線如圖所示，且電流強(qiáng)度

正在增大，下列說(shuō)法正確的是（

）A.該時(shí)刻電流由a流向b，且電容器正在充電B.該時(shí)刻電容器上極板帶正電荷C.該時(shí)刻線圈的自感電動(dòng)勢(shì)正在變大D.若探測(cè)儀靠近金屬時(shí)，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L(zhǎng)C振蕩電路某時(shí)刻的情況，此時(shí)C上極板帶正電荷，電

流方向如圖所示，以下說(shuō)法正確的是（

）A.此時(shí)電容器中的電場(chǎng)能正在減小B.電容器正在充電C.電感線圈中的磁場(chǎng)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(shí)針?lè)较颍芍?/p>

容器正在放電，此時(shí)電容器中的電場(chǎng)能正在減小，A正確，B錯(cuò)

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(chǎng)

能正在增大，C、D錯(cuò)誤。123456789101112考點(diǎn)二

電磁波和電磁波譜4.（多選）下列說(shuō)法正確的是（

）A.在均勻變化的電場(chǎng)周?chē)欢óa(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng)，在均勻變化的磁場(chǎng)周?chē)欢óa(chǎn)生均勻變化的電場(chǎng)B.電磁場(chǎng)是周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)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(chǎng)周?chē)a(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，均勻變化的磁

場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)，故A錯(cuò)誤；根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，電

磁場(chǎng)是周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)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(wú)線電波的波長(zhǎng)最長(zhǎng)，最容易發(fā)生

衍射現(xiàn)象的是無(wú)線電波，故C錯(cuò)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(jì)測(cè)量體溫的方法如圖所示。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?chē)諝鉁囟葧r(shí)，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(qiáng)度越大，A、B、C錯(cuò)誤，D正確。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(shuō)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(cuò)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(diǎn)場(chǎng)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(kāi)關(guān)，人來(lái)燈滅，

人走燈亮，為人民的健康保駕護(hù)

航。下列說(shuō)法正確的是（

）A.紅外線感應(yīng)開(kāi)關(guān)通過(guò)接收到人體輻射的紅外線來(lái)控制電路通斷B.紅外線的衍射能力比紫外線強(qiáng)C.紫外線能消殺病菌是因?yàn)樽贤饩€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(kāi)關(guān)

通過(guò)接收到人體輻射的紅外線來(lái)控制電路的通斷，選項(xiàng)A正確；由

于紅外線的波長(zhǎng)比紫外線的波長(zhǎng)長(zhǎng)，所以紅外線的衍射能力比紫外

線強(qiáng)，選項(xiàng)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(xiàng)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(xiàng)D錯(cuò)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(chǔ)罐外殼絕緣）置于儲(chǔ)罐中，然后向儲(chǔ)罐中注入不導(dǎo)電液體，電容器可通過(guò)開(kāi)關(guān)S與自感系數(shù)為L(zhǎng)的線圈或電源相連。當(dāng)開(kāi)關(guān)從a撥到b時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，線圈與電容器構(gòu)成的回路中產(chǎn)生振蕩電流。下列說(shuō)法正確的是（

）B.當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)的液面高度降低時(shí)，回路中振蕩電路的頻率增大C.在第一個(gè)四分之一周期內(nèi)，線圈的磁場(chǎng)能逐漸減小D.在第二個(gè)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(chǔ)罐中有不導(dǎo)電液體，電容器的電容變大，周期變

大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)液面降低時(shí)，振蕩電路的頻率增大，選項(xiàng)B正

確；第一個(gè)四分之一周期是放電過(guò)程，磁場(chǎng)能逐漸增大，選項(xiàng)C錯(cuò)

誤；第二個(gè)四分之一周期是充電過(guò)程，電容器極板上的電荷逐漸增

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

如圖所示方向的電流，此時(shí)電容器的上極板帶正電，下極板帶負(fù)

電，則以下說(shuō)法正確的是（

）A.線圈中的磁場(chǎng)向上且正在增強(qiáng)B.電容器中的電場(chǎng)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(zhǎng)變小123456789101112

12345678910111210.圖甲為車(chē)輛智能道閘系統(tǒng)的簡(jiǎn)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(chē)輛靠近地感線圈時(shí)，線圈自

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

至車(chē)牌識(shí)別器，從而向閘機(jī)發(fā)送起桿或落桿指令。某段時(shí)間振蕩

電路中的電流如圖乙，則下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（

）123456789101112A.t1時(shí)刻，電容器間的電場(chǎng)強(qiáng)度為最大值B.t1～t2時(shí)間內(nèi)，電容器處于放電過(guò)程C.汽車(chē)靠近線圈時(shí)，振蕩電流頻率變大D.從圖乙波形可判斷汽車(chē)正遠(yuǎn)離地感線圈123456789101112

12345678910111211.如圖所示，電源電動(dòng)勢(shì)為3V，單刀雙擲開(kāi)關(guān)S先置于a端使電路穩(wěn)

定。在t＝0時(shí)刻開(kāi)關(guān)S置于b端，若經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，t＝0.02s時(shí)刻，自

感線圈兩端的電勢(shì)差第一次為1.5V。如果不計(jì)振蕩過(guò)程的能量損

失，下列說(shuō)法正確的是（

）A