第十三章 第3講 電磁振蕩與電磁波

第十三章交變電流電磁振蕩與電磁波傳感器第3講電磁振蕩與電磁波Contents考點1電磁振蕩考點2電磁波03練習幫練透好題精準分層01Loremipsumdolorsitamet,consecteturadipisicingelit.目錄課標要求1.通過實驗，了解電磁波，知道電磁場的物質(zhì)性.2.通過實例，了解電磁波的應(yīng)用及其帶來的影響.3.初步了解麥克斯韋電磁場理論的基本思想，初步了解場的統(tǒng)一性與多樣性，體會

物理學對統(tǒng)一性的追求.4.通過實驗，了解電磁振蕩.5.知道電磁波的發(fā)射、傳播和接收.6.認識電磁波譜.知道各個波段的電磁波的名稱、特征和典型應(yīng)用.核心考點五年考情電磁振蕩2020：浙江1月T8電磁波2021：福建T5；2020：北京T3，江蘇T12(1)，天津T3，浙江7月T4核心素養(yǎng)對接1.物理觀念：知道電磁場和電磁波的概念，認識電磁波譜.2.科學思維：通過類比法明確相關(guān)概念的異同，促進理解.運用圖像法描述LC電磁

振蕩規(guī)律，建構(gòu)電磁波產(chǎn)生及傳播模型，培養(yǎng)科學思維.3.科學探究：通過實驗，觀察振蕩電路中電壓隨時間變化的波形.通過實驗演示，

探究電磁波的存在，證實赫茲實驗現(xiàn)象，體會實驗證據(jù)對新理論的支持作用.4.科學態(tài)度與責任：領(lǐng)會在發(fā)現(xiàn)電磁波的過程中所蘊含的科學精神和科學研究方

法，體會赫茲實驗證明電磁波存在的重大意義.了解發(fā)現(xiàn)電磁波的歷史背景，知道

麥克斯韋對電磁學的偉大貢獻.領(lǐng)會物理實驗對物理學發(fā)展的基礎(chǔ)意義.命題分析預(yù)測高考中主要考查電磁波的特性與應(yīng)用，題型以選擇題為主，

難度較小.預(yù)計2025年高考可能會圍繞電磁振蕩、電磁波在現(xiàn)

實生活中的應(yīng)用進行考查，電磁波譜、電磁波與生活實際和

科技前沿的結(jié)合應(yīng)引起重視.

考點1電磁振蕩

2.電磁振蕩中能量的變化放電過程－電流逐漸增大，磁場逐漸增強，極板上的電荷量逐漸減小，電場逐漸減

弱，[3]

逐漸轉(zhuǎn)化為[4]

?充電過程－電流逐漸減小，磁場逐漸減弱，極板上的電荷量逐漸增加，電場逐漸增

強，[5]

逐漸轉(zhuǎn)化為[6]

?在電磁振蕩過程中電場能和磁場能發(fā)生周期性的變化.電場能磁場能磁場能電場能3.無阻尼振蕩和阻尼振蕩(1)無阻尼振蕩：沒有能量損耗的振蕩.無阻尼振蕩必是等幅振蕩，如圖甲所示.(2)阻尼振蕩：有能量損耗的振蕩，若能量得不到補充，振幅會逐漸減小，如圖

乙所示.

1無線話筒是振蕩電路的一個典型應(yīng)用，在LC振蕩電路中，某時刻磁場方向如圖所

示，且電容器上極板帶正電，判斷下列說法的正誤.(1)電容器正在放電

(?)(2)振蕩電流正在增大

(?)(3)電路中電流沿順時針方向

(

√

)(4)磁場能正在向電場能轉(zhuǎn)化

(

√

)??√√2在教材演示實驗中，LC振蕩電路通過給電容器充電起振，請同學們想一想該電路

是否可以通過電感線圈感應(yīng)起振，如果可以，電容器極板上的電荷量和電路中的電

流隨時間如何變化？[答案]可以.如題圖所示，閉合開關(guān)，電感線

圈中出現(xiàn)電流，待電路穩(wěn)定后，斷開開關(guān)，

電路開始進行電磁振蕩，電容器極板上的電

荷量q隨時間t按正弦規(guī)律變化，電路中的電流

i隨時間t按余弦規(guī)律變化，圖像分別如圖甲、

乙所示.命題點1電磁振蕩過程的分析1.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到最大值.則(

C

)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C

命題點2對LC振蕩電路周期和頻率公式的理解2.在LC振蕩電路中，電容器上的電荷量從最大值變化到零所需的最短時間是

(

B

)

B考點2電磁波

1.麥克斯韋電磁場理論的理解恒定電場變化的電場同頻率麥克斯韋電磁場理論恒定磁場變化的磁場同頻率麥克斯韋電磁場理論2.電磁波3.電磁波譜按照電磁波的[13]

或波長的大小順序把它們排列成譜.按波長由長到短排列

的電磁波譜為：無線電波、紅外線、[14]

、紫外線、X射線、γ射線.如圖

所示.頻率可見光

3北京航天飛行控制中心可以同在天和核心艙執(zhí)行任務(wù)的航天員通話，如圖所示.相

距萬里的通話是利用了電磁波的傳輸.判斷下列說法的正誤.(1)電磁波在同種介質(zhì)中只能沿直線傳播

(?)(2)電磁場由發(fā)生區(qū)域向遠處傳播形成電磁波

(

√

)(3)電場或磁場隨時間變化時一定會產(chǎn)生電磁波

(?)(4)麥克斯韋第一次用實驗證實了電磁波的存在

(?)?√??(5)電磁波譜中最不容易發(fā)生明顯衍射的是無線電波

(?)?

4某雷達站正在跟蹤一架飛機，此時飛機正朝著雷達站方向勻速飛來.某一時刻雷

達發(fā)出一個無線電脈沖，經(jīng)200μs后收到反射波；隔0.8s后再發(fā)出一個脈沖，經(jīng)198

μs后收到反射波.求飛機的飛行速度.[答案]

375m/s

命題點1電磁場理論3.某電路中電場強度隨時間變化的關(guān)系圖像如圖所示，能發(fā)射電磁波的是(

D

)D[解析]由麥克斯韋電磁場理論知，當空間出現(xiàn)恒定的電場時(如題圖A)，由于它不

激發(fā)磁場，故無電磁波產(chǎn)生；當空間出現(xiàn)均勻變化的電場時(如題圖B、C)，會激發(fā)

出磁場，但磁場恒定，不會在較遠處激發(fā)出電場，故也不會產(chǎn)生電磁波；當空間出

現(xiàn)周期性變化的電場時(如題圖D)，會激發(fā)出周期性變化的磁場，它又激發(fā)出周期性

變化的電場……如此不斷激發(fā)，便會形成電磁波，故D正確.命題點2電磁波的發(fā)射和接收4.關(guān)于電磁波的發(fā)射和接收，下列說法不正確的是(

B

)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.要使電視機的屏幕上有圖像，必須要有解調(diào)過程B[解析]音頻電流的頻率比較低，需經(jīng)放大后搭載到高頻電磁波上發(fā)射出去，A正

確；為了使振蕩電路有效地向空間輻射能量，電路必須是開放電路，B錯誤；當接

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，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，要使電視機的屏幕上有圖像，必須要有解調(diào)過程，D正確.命題點3各種電磁波的應(yīng)用5.[2021福建/多選]以聲波作為信息載體的水聲通信是水下長距離通信的主要手

段.2020年11月10日，中國載人潛水器奮斗者號創(chuàng)造了10909米深潛紀錄.此次深潛作

業(yè)利用了水聲通信和電磁通信等多種通信方式進行指令傳輸或數(shù)據(jù)交換，如圖所示.

下列說法正確的是(

BD

)A.奮斗者號與探索一號通信的信息載體屬于橫波B.奮斗者號與滄海號通信的信息載體屬于橫波C.探索一號與通信衛(wèi)星的實時通信可以通過機械波實現(xiàn)D.探索一號與探索二號的通信過程也是能量傳播的過程BD[解析]根據(jù)題述，奮斗者號與探索一號的通信方式是以聲波作為信息載體的水聲

通信，而聲波在水中傳播時屬于縱波，A錯誤；奮斗者號與滄海號的通信方式是以

無線藍綠光作為信息載體的電磁通信，而電磁波屬于橫波，B正確；由于探索一號

與太空中的通信衛(wèi)星相距很遠，聲波不能在真空中傳播，所以探索一號與通信衛(wèi)星

的實時通信只能通過電磁波實現(xiàn)，C錯誤；探索一號與探索二號間利用的是水面無

線通信，其通信過程也是能量傳播的過程，D正確.1.如圖所示，LC振蕩電路的L不變，C可調(diào)，要使振蕩的頻率從700Hz變?yōu)?400

Hz，則可以采用的辦法有(

D

)A.把電容增大到原來的4倍B.把電容增大到原來的2倍

D12345672.[電磁波在生活中的應(yīng)用/多選]關(guān)于如下現(xiàn)象的表述正確的是(

AC

)A.驗鈔筆利用紫外線辨別人民幣真?zhèn)蜝.醫(yī)院放射科利用β射線照射人體進行透視C.汽車夜視系統(tǒng)利用了紅外線D.蝙蝠和雷達均利用超聲波定位[解析]紫外線具有熒光效應(yīng)，驗鈔筆利用紫外線辨別人民幣真?zhèn)?，選項A正確；醫(yī)

院放射科利用穿透力較強的X射線照射人體，不是利用β射線，故B錯誤；汽車夜視

系統(tǒng)是利用不可見光中的紅外線，選項C正確；蝙蝠利用超聲波定位，雷達用電磁

波定位，選項D錯誤.AC12345673.一個電容為C的電容器，充電至電壓等于U以后，與電源斷開并通過一個自感系數(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，下列判斷錯誤的是(

B

)A.振蕩電流一直在增大B.振蕩電流先增大后減小D.磁場能一直在增大B1234567

12345674.[2023江蘇亭湖中學期中]利用所學物理知識，可以初步了解常用的公交一卡通(IC

卡)的工作原理.IC卡內(nèi)部有一個由電感線圈L和電容C構(gòu)成的LC振蕩電路，公交卡上

的讀卡機(刷卡時“嘀”地響一聲的機器)向外發(fā)射某一特定頻率的電磁波.刷卡時，

IC卡內(nèi)的線圈L中產(chǎn)生感應(yīng)電流，給電容器C充電，達到一定的電壓后，驅(qū)動卡內(nèi)芯

片進行數(shù)據(jù)處理和傳輸.下列說法正確的是(

B

)A.IC卡工作所需要的能量來源于卡內(nèi)的電池B.僅當讀卡機發(fā)射該特定頻率的電磁波時，IC卡才能有效工作C.若讀卡機發(fā)射的電磁波偏離該特定頻率，則線圈L中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流D.IC卡只能接收讀卡機發(fā)射的電磁波，而不能向讀卡機傳輸自身的數(shù)據(jù)信息B1234567[解析]讀卡機發(fā)射的電磁波，被IC卡內(nèi)部的LC振蕩電路接收，使IC卡充電，因此

IC卡工作所需要的能量源于讀卡機發(fā)射的電磁波，A錯誤；僅當讀卡機發(fā)射的電磁

波頻率與該IC卡內(nèi)的LC振蕩電路的固有頻率相等時，才發(fā)生電諧振，IC卡才能有效

工作，B正確；若讀卡機發(fā)射的電磁波偏離該特定頻率，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律

可知，線圈L中仍會產(chǎn)生感應(yīng)電流，C錯誤；由題意知，IC卡內(nèi)的線圈L中產(chǎn)生感應(yīng)

電流，給電容器C充電，達到一定電壓后，驅(qū)動卡內(nèi)芯片進行數(shù)據(jù)處理和傳輸，故

IC卡能向讀卡機傳輸自身的數(shù)據(jù)信息，D錯誤.1234567

5.[無線電波的發(fā)射和接收]如圖所示為電視接收信號過程示意圖，其工作過程順序

正確的是(

C

)A.解調(diào)→放大→調(diào)諧→顯示B.調(diào)諧→放大→解調(diào)→顯示C.調(diào)諧→解調(diào)→放大→顯示D.放大→調(diào)諧→解調(diào)→顯示C1234567[解析]電視接收電磁波時，首先要從諸多的信號中把需要的信號選擇出來，并將

電磁波信號轉(zhuǎn)換為電流信號，這一步是通過調(diào)諧來實現(xiàn)的；然后需要把電流信號還

原為需要的聲音和圖像信號，這一步是通過解調(diào)來實現(xiàn)的；解調(diào)之后得到了原來的

信號，經(jīng)過放大就可以在揚聲器中發(fā)出聲音、在顯示器中顯示圖像了.所以工作過程

的順序應(yīng)為調(diào)諧→解調(diào)→放大→顯示，故選C.12345676.如圖所示為某時刻LC振蕩電路所處的狀態(tài)，則該時刻(

B

)A.振蕩電流i在增大B.電流的變化率在增加C.電場能正在向磁場能轉(zhuǎn)化