第3讲　电磁振荡与电磁波

第3讲电磁振荡与电磁波第十二章交变电流1.了解LC振荡电路中振荡电流的产生过程及电磁振荡过程中能量转化情况。2.掌握电磁振荡的式和频率公式。3.理解麦克斯韦电磁场理论，了解电磁波的产生、发射、传播和接收过程。学习目标目

录CONTENTS夯实必备知识01研透核心考点02提升素养能力03夯实必备知识11.振荡电流LC充电电流i磁感应强度B电场磁场磁场电场

电场2.磁场介质3×108小λf开放3.高频振荡频率振幅调制可见光4.1.思考判断(1)LC振荡电路中，电容器放电完毕时，回路中电流最小。()(2)LC振荡电路中，回路中的电流最大时回路中的磁场能最大。()(3)电磁振荡的固有电流的变化快慢有关。()(4)振荡电路的频率越高，发射电磁波的本领越大。()(5)要将传递的声音信号向远距离发射，必须以高频电磁波作为载波。()(6)只有接收电路发生电谐振时，接收电路中才有振荡电流。()(7)解调是调制的逆过程。()×√×√√×√C2.如图甲所示为某一LC振荡电路，图乙中的i－t图像为LC振荡电路的电流随时间变化的关系图像。在t＝0时刻，回路中电容器的上板带正电，下列说法中正确的是(

)A.O~a阶段，电容器正在充电，电场能正在向磁场能转化B.a~b阶段，电容器正在放电，磁场能正在向电场能转化C.b~c阶段，电容器正在放电，回路中电流沿顺时针方向D.c~d阶段，电容器正在充电，回路中电流沿逆时针方向研透核心考点2考点二电磁场与电磁波电磁波谱考点一电磁振荡考点一电磁振荡1.振荡电流、极板带电荷量随时间的变化图像2.各物理量变化情况(电容器电荷量最大时开始计时)时刻(时间)0→→→→T工作过程放电过程充电过程放电过程充电过程电荷量q变小变大变小变大电压u变小变大变小变大电场强度E变小变大变小变大电流i变大变小变大变小磁感应强度B变大变小变大变小能量转化E电→E磁E磁→E电E电→E磁E磁→E电1.(多选)某时刻LC振荡电路的自感线圈L中的电流产生的磁场的磁感应强度方向如图所示。下列说法正确的是(

)跟踪训练BCA.若电容器上极板带正电，则电容器正在充电B.若电容器上极板带负电，则线圈中的电流正在减小C.若磁场正在增强，则电容器两极板间的电场强度正在减小D.若磁场正在减弱，则线圈的自感电动势正在减小解析

根据磁感应强度的方向可知，回路中的电流为逆时针方向，若电容器上极板带正电，则电容器正在放电，故A错误;若电容器上极板带负电，则电容器正在充电，则线圈中的电流正在减小，故B正确;若磁场正在增强，则回路中电流正在变大，电容器在放电，电容器两极板间的电压减小，电容器两极板间的电场强度正在减小，故C正确;若磁场正在减弱，则回路中电流正在变小，电容器在充电，电流减小的越来越快，则线圈的自感电动势正在增加，故D错误。2.(2025某省市教育联盟模拟)为了保证考试的公平，大型考试中广泛使用了金属探测器，图甲就是一款常用的金属探测器，其的线圈与电容器构成LC振荡电路，结构原理如图乙所示，线圈靠近金属时，线圈的自感系数增大。若某时刻电路中的电流方向如图所示，电容器A极板带正电，则下列说法正确的是(

)CA.电路中的电流正在增大B.电容器两板的电压在减小C.线圈中的自感电动势在增大D.线圈靠近金属时，LC振荡电路的小

3.(2025·江西九师联盟联考)如图甲所示，在LC振荡电路实验中，多次改变电容器的电容C并测得相应的振荡电流的T，如图乙所示，以C为横坐标、T2为纵坐标，将测得的数据标示在坐标纸上并用直线拟合数据，则(

)DA.电路中的磁场能最大时，电容器板间电场能最大B.电容器板间电场强度增大时，电路中电流正在增大C.电容器带电荷量最大时，电路中电流最大D.可由T2－C图像计算线圈的自感系数

方法技巧

LC振荡电路充、放电过程的判断方法根据电流流向判断当电流流向带正电的极板时，电容器的电荷量增加，磁场能向电场能转化，处于充电过程;反之，当电流流出带正电的极板时，电荷量减少，电场能向磁场能转化，处于放电过程根据物理量的变化趋势判断当电容器的带电荷量q(电压U、电场强度E)增大或电流i(磁感应强度B)减小时，处于充电过程;反之，处于放电过程根据能量判断电场能增加时充电，磁场能增加时放电考点二电磁场与电磁波电磁波谱1.对麦克斯韦电磁场理论的理解恒定的电场不产生磁场恒定的磁场不产生电场均匀变化的电场在间产生恒定的磁场均匀变化的磁场在间产生恒定的电场不均匀变化的电场在间产生变化的磁场不均匀变化的磁场在间产生变化的电场振荡电场产生同频率的振荡磁场振荡磁场产生同频率的振荡电场2.电磁波的发射示意图(如图所示)3.电磁波接收的方法(1)利用调谐产生电谐振，使接收电路的感应电流最强。(2)利用解调把接收电路中的有用信号分离出来。4.某电路中电场强度随时间变化的关系图像如图所示，能发射电磁波的是(

)跟踪训练D解析

由麦克斯韦电磁场理论知，当空间出现恒定的电场时(如题图A)，由于它不激发磁场，故无电磁波产生;当出现均匀变化的电场时(如题图B、C)，会激发出磁场，但磁场恒定，不会在较远处激发出电场，故也不会产生电磁波;变化的电场(如题图D)，会激发出变化的磁场，它又激发出变化的电场……如此交替的产生磁场和电场，便会形成电磁波，故D正确。5.(2024·天津和平区模拟)“中国天眼”位于贵州的大山深处，它通过接收来自宇宙深处的电磁波，探索宇宙。关于电磁波下列说法正确的是(

)A.机场安检是利用γ射线穿透本领强的特点来探测行的物品B.机械波在介质中的波速与频率无关，电磁波在介质中的波速与频率有关C.麦克斯韦电磁场理论告诉我们，变化的电场一定产生变化的磁场D.所有物体都发射红外线，因此可利用红外线设计防伪措施B解析

机场安检是利用X射线穿透本领强的特点来探测行的物品，故A错误;机械波在介质中的波速由介质决定，与频率无关，电磁波在介质中的波速与频率有关，故B正确;麦克斯韦电磁场理论告诉我们，均匀变化的电场产生恒定的磁场，故C错误;所有物体都发射红外线，可利用紫外线的荧光效应设计防伪措施，故D错误。6.(2025·广东肇庆模拟)随着科技的进步，越来越多的人使用蓝牙耳机，手机与基站及耳机的通信如图所示。若基站与手机、手机与耳机之间通信的电磁波分别为甲波、乙波，则以下说法正确的是(

)CA.甲、乙波的频率都比可见光的频率大B.真空中甲波的传播速度比乙波的传播速度小C.真空中甲波比乙波更容障碍物D.甲波与乙波有可能发生干涉解析

由题图可知，甲、乙波的波长都比可见光的波长大，根据波长、波速和频率关系式c＝λf知，甲、乙波的频率都比可见光的频率小，故A错误;电磁波在真空中传播速度相同，则真空中甲、乙波的传播速度相同，故B错误;由图可知甲波波长大于乙波波长，则甲波更容明显的衍射现象，可知真空中甲波比乙波更容障碍物，故C正确;两列波发生干涉的条件是频率相同，振动方向相同，相位差恒定，甲、乙波的频率不同，不能发生干涉现象，故D错误。7.(2025·陕西商洛模拟)如图所示为电磁波谱，该电磁波谱中从左到右波长越来越短，电焊工在焊接作业时会产生很高的，同时向外辐射出大量的电磁波，已知向外辐射的电磁波的频率为ν＝1.0×1016Hz，普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，光在真空中的速度为c＝3.0×108m/s。下列说法正确的是(

)AA.该电磁波属于紫外线

B.该电磁波的波长比X射线短C.该电磁波的能量为6.6×10－19J D.该电磁波的能量为6.6×10－17J

提升素养能力3A级基础对点练A对点练1

电磁振荡1.在LC振荡电路中，某时刻线圈中的磁场和电容器中的电场如图所示，则此时刻(

)A.电容器正在放电

B.振荡电流正在减小C.线圈中的磁场最强

D.磁场能正在向电场能转化B

D3.(2025·吉某省市质量监测)如图，容器中装有导电液体作为电容器的一个电极，中间的导线芯作为电容器的另一个电极，导线芯外套有绝缘管。理想电感线圈一端与导线芯连接，另一端和导电液体均接地组成LC振荡电路。现使该振荡电路产生电磁振荡，下列说法正确的是(

)A.当电容器放电时，电容器储存的电场能增加B.当线圈中的电流增大时，线圈中的磁场能减小C.增加线圈的匝数，振荡电路的小D.增加导电液体高度，振荡电路的大

D对点练2

电磁场与电磁波

电磁波谱4.以下关于电磁场和电磁波的说法中正确的是(

)A.电场和磁场总是同时存在的，统称为电磁场B.电磁波是机械波，传播需要介质C.电磁波的传播速度是3×108m/sD.电磁波可在真空中传播解析

变化的电场与变化的磁场相互联系，形成一个不可分割的统一的电磁场，选项A错误;电磁波不是机械波，传播不需要介质，选项B错误;电磁波可在真空中传播，在真空中的传播速度是3×108

m/s，选项C错误，D正确。A5.(2025·浙江杭州高三质检)1886年，赫兹做了如图所示的实验，关于该实验，以下说法正确的是(

)A.该实验证实了电磁波的存在B.该实验证实了法拉第的电磁场理论C.该实验可以说明电磁波是一种纵波D.在真空环境下进行该实验，仍能观察到明显的火花放电现象解析

该实验中，当赫兹把这个导线环放在距感应圈不太远的位置时，他观察到当感应圈两个金属球间有火花跳过时，导线环两个小球间也跳过了火花，当与感应圈相连的两个金属球间产生电火花时，间出现了迅速变化的电磁场，这种变化的电磁场以电磁波的形式在空间传播，当电磁波到达导线环时，它在导线环中激发出感应电动势，使得导线环的空隙中也产生了火花，说明这个导线环接收到了电磁波，证实了电磁波的存在，A正确;该实验没有证实法拉第的电磁场理论和电磁波是纵波，B、C错误;虽然电磁波的传播不需要介质，但该实验中要想观察到明显的火花放电现象，不能在真空中进行，D错误。ACD6.(多选)关于电磁波的发射和接收，下列说法中正确的是(

) A.音频电流的频率比较低，不能直接用来发射电磁波 B.为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，电路必须是闭合的 C.当接收电路的固有频率与接收到的电磁波的频率相同时，接收电路产生的振荡电流最强 D.要使电视机的屏幕上有图像，必须要有解调过程解析

音频电流的频率比较低，需放大后搭载到高频电磁波上，故A正确;为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，必须是开放电路，故B错误;当接收电路的固有频率与接收到的电磁波的频率相同时，接收电路产生的振荡电流最强，故C正确;解调就是从调频或调幅的高频信号中把音频、视频等调制信号分离出来的过程，要使电视机的屏幕上有图像，必须要有解调过程，故D正确。D7.如图所示的后车安装了“预碰撞安全系统”，其配备的雷达会发射毫米级电磁波(毫米波)，并对前车反射的毫米波进行运算，当系统判断有可能发生碰撞时会发出蜂鸣并显示警示信号，则(

)A.毫米波的频率比可见光高B.毫米波遇到前车时会发生明显衍射现象C.经前车反射后毫米波的速度将比反射前大D.前车的金属尾板遇到毫米波时会产生极其微弱的感应电流解析

从电磁波谱的顺序可知毫米波的频率比可见光低，故A错误;毫米波的波长远小于车的大小，所以遇到前车时不会发生明显衍射现象，故B错误;电磁波在空气中传播的速度不会变化，故C错误;车的金属尾板可能发生碰撞时会发出蜂鸣并显示警示信号，说明前车的金属尾板遇到毫米波时一定会产生极其微弱的感应电流，故D正确。D8.关于电磁波谱，下列说法中正确的是(

)A.红外体工作原理是人的体，发射的红外线越强，有时物体低，不发射红外线，导致无法使用B.紫外线的频率比可见光低，医学中常用于杀菌消毒，长时间照射人体可能损害健康C.X射线、γ射线频率较高，波动性较强，粒子性较弱，较难发生光电效应D.手机通信使用的是无线电波，其波长较长，更容到衍射现象解析

所有物体都会发射红外线，A错误;紫外线的频率比可见光高，B错误;X射线、γ射线频率较高，波动性较弱，粒子性较强，较光电效应，C错误;手机通信使用的是无线电波，其波长较长，更容明显的衍射现象，D正确。B级

综合提升练D9.图甲为车辆智能道闸系统的简化原理图，预埋在地面下的地感线圈L和电容器C构成LC振荡电路，当车辆靠近地感线圈时，线圈自感系数变大，使得振荡电流频率发生变化，检测器将该信号发送至车牌识别器，从而向闸机发送起杆或落杆指令。某段时间振荡电路中的电流如图乙，则下列有关说法正确的是(

)A.t1时刻电容器极板间的电场强度为最大值B.t1~t2时间内，电容器处于放电过程C.汽车靠近地感线圈时，振荡电流频率变大D.从图乙波形可判断汽车正远离地感线圈

A10.(2024·浙某省市东阳模拟)在图甲的LC振荡演示电路中，开关先拨到位置“1”，电容器充满电后，在t＝0时刻开关拨到位置“2”。若电流从电流传感器的“＋”极流入，电流显示为正，图乙为振荡电流随时间变化的图线，则下列有关说法正确的是(

)