电磁场知识点总结

一、学问网络

18章:电磁场与电磁波电磁振荡

LC回路中电磁振荡过程中电荷、电场。LC电路电流与磁场的变化规律、电场能与磁场能相互变化。分类：阻尼振动和无阻尼振动。LC振荡周期：T2

。转变LC就可以转变T。麦克斯韦电磁电 场理论磁场与电磁电波磁波

变化的电场产生磁场变化的磁场产生电场3.0×108m/s目的：传递信息放射 调制：调幅和调频放射电路：振荡器、调制器和开放电路。原理：电磁波遇到导体会在导体中激起同频率感应电流选台：电谐振接收检波：从接收到的电磁波中“检”出需要的信号。接收电路：接收天线、调谐电路和检波电路应用：电视、雷达。二、重、难点学问归纳振荡电流和振荡电路大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫振荡电流。能够产生振荡电流的电路LC回路。在振荡电路里产生振荡电流的过程中，电容器极板上的电荷，通过线圈的电流以及跟电荷和电流相联系的电场和磁场都发生周期性变化的现象叫电磁振荡。LC电路的振荡过程:在LC电路中会产生振荡电流，电容器放电和充电，电路中的电流强度从小变大，再从大变小，振荡电流的变化符合正弦规律．当电容器上的带电量变小时，电路中的电流变大，当电容器上带电量变大时，电路中的电流变小LC电路中能量的转化:a、电磁振荡的过程是能量转化和守恒的过程．电流变大时，电场能转化为磁场能，电流变小时，磁场能转化为电场能。b、电容器充电完毕时，电容器的极板上的电量最多，电场能最大，磁场能最小；电容器放电完毕时，电容器的极板上的电量为零，电场能最小，磁场能最大．cLCEE磁在转化过程中的总和不变。回路中电流越大时，L中的磁场能越大。极板上电荷量越大时，C中电场能越大〔板间场强越大、两板间电压越高、磁通量变化率越大。LC电路的周期公式及其应用LCLC回路的固有周期和固有频率，与电容器带电量、极板间电压及电路中电流都无关，只取决于线圈的自感系数L及电容器的电容C。LC2π LC频率的打算式：f2π LC2、电磁场麦克斯韦电磁理论:变化的磁场能够在四周空间产生电场(这个电场叫感应电场或涡旋场，与由电荷激发的电场不同，它的电场线是闭合的，它在空间的存在与空间有无导体无关)，变化的电场能在四周空间产生磁场。a、均匀变化的磁场产生稳定的电场，均匀变化的电场产生稳定的磁场；b、不均匀变化的磁场产生变化的电场，不均匀变化的电场产生变化的磁场。c、振荡的(即周期性变化的)磁场。d,称为电磁场。电场和磁场只是这个统一的电磁场的两种具体表现。3、电磁波：的电磁场在空间以肯定的速度传播的过程叫做电磁波。电磁波是横波。E与B的方向彼此垂直，而且都跟波的传播方向垂直，因此电磁波是横波。电磁波的传播不需要靠别的物质作介质，在真空中也能传播。在真空中的波c=3.0×108m/s。振荡电路放射电磁波的过程，同时也是向外辐射能量的过程．电磁波三个特征量的关系：v=λf4、电视和雷达〔1〕电视放射、接收的根本原理a电磁波放射出去．b、接收：天线接收到电磁波后产生感应电流，经过调谐、解调等处理，将得到的图像信号和伴音信号送到显像管和扬声器．c可能大的空间、必需不断地补充能量。〔2〕雷达a、雷达是利用定向放射和接收不连续的无线电波，依据时间间隔测量距离的．b、雷达放射的无线电波是微波，波长短、直线性好、反射性能强．三、典型例题例1、某时刻LC回路中电容器中的电场方向和线圈中的磁场方向如右图18-1所示。则这时电容器正在〔充电还是放电，电流大小正 〔增大还是减小。解析：用安培定则可知回路中的电流方向为逆时针方向，而上极板是正极板，所以这时电容器正在充电；由于充电过程电场能增大，所以磁场能减小，电流在减小。

18-1点拨：此题是一个根底题，考察的是振荡电路中电路电流与磁场的变化规律。小试身手、如下图的图18-2的4个图中，开关先拨向位置1，然后拨向位置2时，电路中能够产生振荡电流的是( )18-2LC量q随时间t变化的图像如图18-3所示，由图可知( A、t1、t3两个时刻电路中电流最大，且方向一样；B、t1、t3两个时刻电路中电流最大，且方向一样

18-3C、t2、t4两个时刻电路中电流最大，且方向一样D．t2、t4两个时刻电路中电流最大，且方向相反18-4例2、图18-4所示为LC振荡电路中电容器极板上的电量q随时间t变化的曲线，由图18-418-4At时刻，电路中磁能最小1Bt-t

时刻，电路中电流值不断变小1 2Ct-t

时刻，电容器不断充电2 3Dt时刻，电容器的电场能最小2LCq多的时候，两板间电场的电场能也随之增多；电量q少的时候，两板间电LC电路振荡过程中线圈电阻发热以及向空间辐射量应保持不变。〔〕在t时刻，电容器极板上电量q为最大值，两板间电场能为最大，线圈中磁场能1A〔2〕t~t时刻，电容器极板上电量q从正的峰值降为零值，1 2B〔3〕从t~tq又不断增大，说明电容器正在反向充电。选2 3C〔4〕t时刻，电容器放电完毕，极板上电量为零，电场能也为零，已全部转4化为磁场能。选项D正确。此题选项A、C、D正确。LC电路中能量的转化和电路中电流与磁场的变化规律。小试身手、在LC电路发生电磁振荡的过程中，在电容器放电完毕的时刻〔〕A、电路中的电流为零B．电容器极板间的场强为零C．电场能全部转变为磁场能D．磁场能全部转变为电场能、LC电路发生电磁振荡的过程中，当电感线圈无电流时(工艺)A、电感线圈的磁场能到达最大B．电容器内的电场能为零C．电感线圈的磁场能为零D．电容器所带电量为零2.3．在LC振荡电路中，当电容器的电量最大时( A、电场能开头向磁场能转化B．电场能正在向磁场能转化C．电场能全部转化为磁场能D．磁场能正在向电场能转化例318-5中电容器的电容都是C=4×10-6F，电感都是=×10－HK先接KbK先闭合，稳定后断开。两LCt=3.14×10－4s时刻，C1的上LC极板正在 电,带 电；L2中的电流方向向 ，磁场能正在 。LC

18-5解析：先由周期公式求出T2

1.2104s,

t=3.14×10－4s时刻是开头振荡后的1.2Tq-t图像〔以上极板带正电为正〕和与右图对应的i-t图像〔以LC回路中有逆时针方向电流为正1.2Tq-t充正电；从右图18-6i-t图像看出，L2中的电流向左，正在增大，所以磁场能正在增大。

18-6点拨：此题是一个简洁计算题，考察的是LC电路中能量的转化、电路中电流与磁场的变化规律和电磁振荡的周期。小试身手3.1、无线电放射机的LC振荡电路的电感L固定，当电容器的电容为C时，它产生的振荡电流的周期为T；当电容器的电容调为4C时，它产生的振荡电流的周期变为( )A、4T；B．T/4；C．2T；D．T/2在LC振荡电路中，以下可以使振荡频率增大一倍的方法是( A、自感L和电容C都减小一半B．自感L增大一倍，电容C减小一半C．自感L和电容C都增大一倍D．自感L减小一半，电容C增大一倍一个可变电容器的电容变化范围是5～250PF，用这个电容器和肯定值电感组成振荡回路，其振荡频率的最大值约为最小值的 倍．4mq的粒子，的磁感应强度为B。用LC振荡器作为高频电源对粒子加速，该振荡器的电感L和电容C的乘积应满足什么条件？也不断增大，但粒子做匀速圆周运动的周期未变，这个周期T的大小，可以通过列动力学1LC振荡器作高频电源，其振荡周期TLC的关2系，也可以用LC振荡的周期公式表达出来。盘旋正常工作时，带电粒子在匀强磁场TLC振荡器的周期。据此可以找到振荡器的电感L和电1oC的乘积应当满足的条件。qvB=

r

① T=1

2πr ②vT

=2πm

T=2π ④LC，LC振荡的周期公式为：2LC1 Bq T=T ⑤1 2LC=

m2B2q2答：该振荡器的电感L和电容C的乘积应满足LC=m2/B2q2。点拨：此题是一个综合计算题，主要是考察对LC振荡的周期公式，带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，它的周期T=2πm与粒子的运动速率、轨道半径无关。盘旋就Bq是利用这一运动特性与高频电源奇异协作实现对带电粒子的反复加速。小试身手、依据麦克斯韦电磁理论，以下说法正确的选项是〔〕A、在电场四周肯定产生磁场，在磁场四周肯定产生电场B．在变化的电场四周肯定产生变化的磁场，在变化的磁场四周肯定产生变化电场C．在均匀变化的电场四周肯定产生均匀变化的磁场，在均匀变化的磁场四周肯定产生均匀变化的电场D．在振荡的电场四周，肯定产生同频率的振荡的磁场，在振荡的磁场四周肯定产生同频率的振荡的电场、关于电磁场理论，以下说法正确的选项是〔 〕A、在任何变化的电场四周肯定能产生变化的磁场B．在任何电场的四周空间肯定存在磁场C．均匀变化的电场四周肯定产生均匀变化的磁场D．振荡电场的四周空间产生周期性变化的磁场例5、无线电播送中波段的波长范围为187~560米，为了避开邻台干扰，两个相邻电台的频率至少相差104赫，则在此波段中，最多能容纳的电台数约〔〕A、500个 B、100个 C、187个 D、20个。解析：由v=λf可先得出整个频率范围，f

=C/λ

=3×108/560=5.357×105Hz,f

=C/λ=3×108/187=16.043×105Hz,min

min

max

max故可容纳电台数N=(f答案：B

－fmax

)/104=108个min点拨：此题是一个简洁计算题，考察对电磁波三个量之间的关系。.v=λf也是我们要求把握的公式。小试身手、建立完整的电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学家是〔 〕A、法拉第；B．奥斯特；C．麦克斯韦；D．楞次、关于电磁场和电磁波，以下说法中正确的选项是〔 〕A、磁场在它四周空间能产生电场，电场也能在它四周空间产生磁场B．电磁波必需依靠介质来传播C．放射电磁波的两个重要条件是承受高频和开放性LC电路D．只有非均匀变化的电场，才能产生变化的磁场；只有非均匀变化的磁场，才能产生变化的电场5.3．电磁波在真空中的传播速度是〔 〕A．频率越高，传播速度越大B．波长越长，传播速度越大C．电磁波能量越大，传播速度越大D．频率、波长、能量都不影响电磁波在真空中的传播速度5.4．为使放射的电磁波的波长增加为原来的两倍，可以将振荡电路的电容〔 〕A、变为原来的两倍；B．变为原来的一半C．变为原来的四倍；D．变为原来的四分之一例6、某防空雷达放射的电磁波频率为f=3×103MHz，屏幕上尖形波显示，从放射到承受经受时间Δt=0.4ms，那么被监视的目标到雷达的距离为 km。该雷达发出的电磁波的波长为m。解析：由s=cΔt=1.2×105m=120km。这是电磁波来回的路程，所以目标到雷达的距离为60kmc=fλ可得λ=0.1m答案：120km、0.1m.c=fλ的计算和记忆.。小试身手6.1、以下关于电视放射原理的说法正确的选项是〔〕A．电视节目的光信号是通过电子枪扫描而转换成电信号B．电视节目的声信号是通过电子枪扫描而转换成电信号C．电视放射天线放射的是包括声、光信号的电磁波D．电视放射天线放射的电磁波只包括光信号6.2．以下说法正确的选项是〔〕A雷达是利用微波无线电脉冲测定物体位置或测距的无线电设备B．雷达测量遥远物体的时候，放射的是长波无线电脉冲C．雷达是利用物体对于无线电波的反射来测得物体距离和方位的D．雷达可以探测飞机、舰艇、、台风、雷雨云和不明飞行物等6.3以下关于电视接收原理的说法，正确的选项是〔〕A．电视接收天线接收到的电磁波中包括有图像信号和伴音信号B．电视接收天线接收到电磁波经过处理复原成图像，无线上并不产生感应电流C．电视接收机通过电子枪的扫描显示电视节目的图像信号D．电视接收机通过电子枪的扫描后，经扬声器得到电视节目的伴音信号四、章节练习一、填空题电磁波可以通过电缆、进展有线传播，也可以实现传输。电磁波在真空中的传播速度大小为 ｍ/ｓ；地球上一放射器向月球放射电磁波，需经 ｓ的时间才能承受到反射波〔地球与月球间的距离为3.84×15k。3.600kHz1.5MHz的电磁波其波长由m到m．4.一列真空中的电磁波波长为=30ｍ，它的频率是波速变为原来的3/4，此时它的频率是Hz。Hz。当它进入水中后，把声音、图像等信号加载到高频电磁波上的过程，称为 。信号的调制方式有调幅信号和 两种方式。其中 信号由于抗干扰力量强，操作性强，因此高质量的音乐和语言节目，电视伴音承受这种信号调制方式。18-7LC振荡电路中，电容为C，线圈自感系数为L，电容器在图示时LC刻的电荷量为Q，假设这时电容器正在放电电荷量放至为零时所需时间为1 ，LC3假设图示时刻电容器正在充电,则充电至最大电荷量的时间为 ．18-8所示，M是通电螺线管，通以如下图的沟通电.N为环t 形铝圈，与螺线管共轴放置，图中表示电流i的箭头所指方向为正，那么在 ~ 时间内，铝圈受到向 的t 1 2力．(填左、右)

18-7有些动物在夜间几乎什么都看不到，而猫头鹰在夜间却有很好的视力，这是由于它能对某个波段的光线产生视觉。依据热

18-8辐射理论，物体发出光的最大波长 与物体确实定温度T满足关系式T =2.9×103m mｍ·Ｋ，假设猫头鹰的猎物——蛇在夜间体温是27℃，则它发出光的最大波长为ｍ，属于 波段。二、选择题建立完整的电磁场理论并预言电磁波存在的科学家是 ( )A．法拉第 B．奥斯特 C．赫兹 D．麦克斯韦关于电磁场和电磁波的正确说法是 ( )电场和磁场总是相互联系的，它们统称为电磁场B．电磁场由发生的区域向远处的传播形成电磁波C．在电场四周肯定产生磁场，磁场四周肯定产生电场D．电磁波是一种波，声波也是一种波，理论上它们是同种性质的波动依据麦克斯韦电磁理论，如下说法正确的选项是( A．变化的电场肯定产生变化的磁场B．均匀变化的电场肯定产生均匀变化的磁场C．稳定的电场肯定产生稳定的磁场D．振荡交变的电场肯定产生同频率的振荡交变磁场以下有关在真空中传播的电磁波的说法正确的选项是( )A．频率越大，传播的速度越大B．频率不同，传播的速度一样C．频率越大，其波长越大D．频率不同,传播速度也不同假设你认真看书，就会觉察机械波和电磁波有很多可比之处，小王同学对此作了一番比较后，得到如下结论，你认为是错误的选项是 ( )A．机械波的传播依靠于介质，而电磁波可以在真空中传播B．机械波可能是纵波，也可能是横波，电磁波肯定是横波C．机械波和电磁波都能产生反射、折射、干预和衍射现象D．当机械波和电磁波从空气中进入水中时，频率不变，波长和波速都变小电磁波在传播过程中，保持不变的物理量是 ( )频率 B．波长 C．振幅 D．波速如图18-9所示，先把开关S拨到b，电容器充电，再把开关拨到在电磁振荡过程中以下说法中正确的选项是( )A、电容器开头放电时，电路中电流最大B．电容器放电完毕时，电路中电流为零C．电路中电流最大时，磁场能最小D．电容器开头充电时，磁场能最大18-10LC振荡电路的固有周期为T，现将开关

18-9S先接至b，待电容器充电后，再将S接至a，经T/2，则( )A、电容器内电场最强。强方向向下线圈L电容器C内的电场能全部转化为L假设开头充电较多，则放电时间将变长

18-10要增加LC振荡电路的固有周期，以下方法中可行的是( )A、增加电容器两板电压 B．减小振荡电路中的电容C．减小振荡线圈的截面积 D．振荡线圈中插入铁芯〔〕两极板间的电压和场强都将渐渐减小B.两极板间的电压不变，场强渐渐减小C.两极板间将产生顺时针方向的磁场D.两极板间将产生逆时针方向的磁场19、转换电视频道，选择自己宠爱的电视节目，称为 ( A．调幅 B．调频 C．调制 D．调谐203×108ｍ/ｓ，50ｍ的无线电波，那么收音机接收这个电台时调谐的频率应工作在 ( )A．150MHz B．500MHz C．6.00MHz D．3.00MHz21.关于电磁波的放射与接收，以下说法中正确的选项是 ( )A．调频与调幅都是用高频载波发送信号，原理一样，无本质区分B．解调是将低频信号加载到高频电磁波上进展放射传送的过程C．手持移动与其他用户通话时，要靠较大的固定的无线电台转送D．调谐就是将接收电路的振幅调至与电磁载波的振幅一样用遥控器调换电视机的频道的过程实际上就是传感器把光信号转化为电信号的过程。以下属于这类传感器的是 ( )红外报警装置 B．走廊照明灯的声控开关C．自动洗衣机中的压力传感装置 D．电饭煲中掌握加热和保温的温控器一个电子合同号一个固定不变的质子运动的过程中，则〔〕有可能放射电磁波B．不行能放射电磁波C．电子和质子组成的系统能量肯定守恒D．电子和质子组成的系统动量肯定守恒三、计算题某振荡电路承受可变电容器390pF520kHz,当电容器电容调到39pF时，其振荡频率是多少?该振荡电路的波长范围是多少?一长波的波长是30km，该波从地球传到月球约需1.3s，则在这一段距离内可排满几个波长？18-11C，与自感系LLCK1CK2(1)再过多少时间，