3第三讲　电磁振荡与电磁波

第三讲电磁振荡与电磁波知识梳理辨析PART01第一部分一、电磁振荡1．振荡电流：大小和方向都做______________迅速变化的电流，叫作振荡电流，振荡电流实际上就是交变电流，不过习惯上指频率很高的交变电流。2．振荡电路：产生振荡电流的电路，最基本的振荡电路为LC振荡电路。LC振荡电路：由电感线圈和电容器组成的电路叫作LC振荡电路，是最简单的振荡电路。LC振荡电路产生的振荡电流按正弦规律变化。周期性3．电磁振荡的过程：就是电容器不断地____________和__________的过程，在这个过程中，电场能和磁场能不断地相互转化。电路中的电流i、电容器极板上的电荷量q、电容器里的电场强度E、线圈里的磁感应强度B，都在______________地变化着。放电周期性充电二、电磁场与电磁波1．麦克斯韦电磁场理论的两个基本假设(1)____________磁场能够产生电场；(2)____________电场能够产生磁场。变化的变化的2．电磁场变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的电磁场。如果在空间某区域有周期性变化的电场，就会在周围空间引起变化的______，变化的电场和磁场又会在较远的空间引起新的变化的电场和磁场。3．电磁波：变化的电场和磁场由近及远地向周围传播形成了电磁波。__________预言了光是电磁波，电磁波在真空中的传播速度等于_______。_______在实验中观察到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁场理论。麦克斯韦光速磁场赫兹4．电磁波的发射与接收(1)发射电磁波的条件：振荡电路要有足够高的__________；振荡电路应采用开放电路。(2)发射电磁波需经过调制过程，调制的方法分为调频和调幅。接收电磁波需经过解调过程，解调是调制的逆过程。频率5．电磁波谱将各种电磁波按__________大小或____________高低的顺序排列起来，就构成了电磁波谱，通常人们按用途将电磁波谱划分为无线电波、____________、____________、紫外线、X射线、γ射线六个波段。波长频率红外线可见光【正误判断】(1)电磁波能发生反射、折射、干涉和衍射现象。(

)(2)电磁波传播不需要介质，机械波必须有介质才能传播。(

)(3)电磁波在任何介质中传播速率都相同，机械波在同一介质中传播速度相同。(

)(4)为了有效地向外发射电磁波，振荡电路必须采用开放电路，同时提高振荡频率。(

)(5)各种电磁波中，最容易表现出干涉和衍射现象的是γ射线。(

)××√√√考点深度探究PART02第二部分考点一电磁振荡1．电磁振荡的两个物理过程(1)放电过程：电场能转化为磁场能，q↓→i↑，电流从正极板流向负极板。(2)充电过程：磁场能转化为电场能，q↑→i↓，电流从负极板流向正极板。2．电磁振荡的两个特殊状态(1)充电完毕状态：磁场能全部转化为电场能，电场能最大，磁场能最小(为零)。(2)放电完毕状态：电场能全部转化为磁场能，磁场能最大，电场能最小(为零)。3．电磁振荡的特点：工作过程具有周期性和对称性。在一个周期内，充电、放电各两次，振荡电流的方向改变两次；电场能(或磁场能)完成两次周期性变化。

(2024·江苏扬州阶段练)为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容C置于储罐中，电容C可通过单刀双掷开关S与电感L或电源相连。当开关从a拨到b时，由电感L与电容C构成的回路中产生振荡电流。在该LC振荡电路中，某一时刻的磁场方向、电场方向如图所示，则下列说法正确的是(

)A．此时电容器正在充电B．振荡电流正在减小C．当储罐内的液面高度降低时，LC回路振荡电流的频率升高D．当开关从a拨到b时开始计时，经过时间t，电感L上的电流第一次达到最大，则该LC回路中的振荡周期为2t√[解析]

根据题图中电场方向可知此时电容器右极板带正电，左极板带负电，由磁场方向可知电流方向由正极板流向负极板，故此时电容器正在放电，振荡电流正在增大，故A、B错误；

(2024·江苏盐城市三模)把线圈、电容器、电源和单刀双掷开关按照图示连成电路。把示波器的两端连在电容器的两个极板上。先把开关置于电源一侧为电容器充电，稍后再把开关置于线圈一侧，从此刻开始计时，电容器通过线圈放电。电路工作过程中，向外辐射电磁波，则电压Uab随时间t变化的波形是(

)√[解析]

先把开关置于电源一侧为电容器充电，则当断开开关后，电容器两端的电压一定，而再把开关置于线圈一侧后，电容器放电，两极板间的电压随着电荷量的减少，电场能转化为磁场能而降低；而当电容器两极板的电荷量减为零时，电容器两极板间的电压为零，此时线圈中的磁场能达到最大，紧接着磁场能又向电场能转化，即线圈产生自感电动势给电容器反向充电，但在电场能转化为磁场能以及磁场能又再次转化为电场能的过程中，电路向外辐射电磁波，电路中的能量在耗散，因此电容器两极板间的电压越来越小，而电容器的充放电有其自身的固有周期，即周期不变。

(2024·广东高州市二模)某种车辆智能道闸系统的简化原理图如图甲所示，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，则下列有关说法不正确的是(

)A．t1时刻电容器间的电场强度为最小值B．t1到t2时间内，电容器处于充电过程C．汽车靠近线圈时，振荡电流频率变小D．从图乙波形可判断汽车正靠近地感线圈√[解析]

t1时刻电流最大，线圈中磁场能最大，电容器中电场能最小，电容器间的电场强度为最小值，故A正确；t1到t2时间内，电流逐渐减小，线圈中磁场能减小，电容器中电场能增大，电容器处于充电过程，故B正确；

从题图乙的波形可知周期越来越小，频率越来越大，汽车正远离地感线圈，故D错误。考点二麦克斯韦电磁场理论电磁波关于麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是(

)A．有电场的空间一定存在磁场B．变化的电场周围一定产生变化的磁场C．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场D．周期性变化的电场周围空间一定产生周期性变化的磁场√考点三电磁波谱及电磁波的应用电磁波谱频率/Hz真空中的波长/m特性应用无线电波<3×1011>10－3波动性强，易衍射无线电技术红外线1011～101510－3～10－7热效应红外遥感可见光101510－7引起视觉照明、摄影紫外线1015～101710－7～10－9化学效应、荧光效应医用消毒、防伪X射线1016～101910－8～10－11贯穿本领强检查、医用透视γ射线>1019<10－11贯穿本领最强、能量高工业探伤、医用治疗

(2024·广东佛山市教学质量检测二)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，则下列说法正确的是(

)A.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慢C．真空中甲波比乙波更容易绕过障碍物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波长长，由c＝λf可得，甲、乙波的频率都比可见光的频率小，故A错误；所有频率的电磁波在真空中的传播速度都为3×108m/s，B错误；波长越短的波越不容易发生衍射，甲波波长比乙波长，所以真空中甲波比乙波更容易绕过障碍物，C正确；甲波与乙波频率不同，不能发生稳定的干涉，D错误。

(2024·北京海淀区二模)关于电磁波的应用，下列说法正确的是(

)A．雷达可以利用反射电磁波定位，是因为其工作波段的电磁波衍射效应较为明显B．移动电话选择微波作为工作波段，是因为微波比其他波段的电磁波的波速更快C．X射线衍射能探测晶体内原子的排列结构，是因为X射线的波长与原子的间距相近D．工程上用γ射线探测金属内部缺陷，是因为γ射