第四章 电磁振荡与电磁波 知识点清单 -2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

新教材 人教版 高中物理 选择性必修第二册 第4章知识点清单 目录 第4章　电磁振荡与电磁波 第1节 电磁振荡 第2节 电磁场与电磁波 第3节 无线电波的发射和接收 第4节 电磁波谱 2 / 2 第4章　电磁振荡与电磁波 第1节 电磁振荡 一、电磁振荡的产生和能量变化 1. 振荡电流和振荡电路 (1)振荡电流：大小和方向都做周期性迅速变化的电流，叫作振荡电流。 (2)振荡电路：产生振荡电流的电路叫作振荡电路。由电感线圈L和电容C组成的电路是最简单的振荡电路，称为LC振荡电路。 2. LC振荡电路的振荡过程 (1)放电过程 　　电容器刚要放电时，电容器里的电场最强，电路里的能量全部储存在电容器的电场中；电容器开始放电后，由于线圈的自感作用，放电电流由零逐渐增大，电容器极板上的电荷逐渐减少，电容器里的电场逐渐减弱，线圈的磁场逐渐增强，电场能逐渐转化为磁场能；放电完毕时，放电电流达到最大值，电场能全部转化为磁场能。 (2)充电过程 　　电容器放电完毕时，由于线圈的自感作用，电流会保持原来的方向并逐渐减小，电容器将进行反方向充电，线圈的磁场逐渐减弱，电容器里的电场逐渐增强，磁场能逐渐转化为电场能，反方向充电完毕时，电流减小为零，电容器极板上的电荷最多，磁场能全部转化为电场能。 此后，这样充电和放电的过程反复进行下去。 导师点睛    (1)振荡电流是充、放电电流。 (2)振荡电流实际上就是交变电流，由于频率很高，习惯上称之为振荡电流。 3. 电磁振荡 　　电容器不断地充电和放电，电路中就出现了大小、方向都在变化的电流，即出现了振荡电流。在整个过程中，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，都在周期性地变化着。这种现象就是电磁振荡。 4. 电磁振荡中的能量变化 (1)电容器开始放电后，电容器里的电场逐渐减弱，线圈的磁场逐渐增强，电场能逐渐转化为磁场能。 (2)电容器充电时，线圈的磁场逐渐减弱，电容器里的电场逐渐增强，磁场能逐渐转化为电场能。 (3)在电磁振荡的过程中，电场能和磁场能会发生周期性的转化。 (4)由于电路的电阻及电磁波辐射，振荡电路中的能量会逐渐减少，振荡电流的振幅也就逐渐减小。实际电路中由电源通过电子器件为LC电路补充能量，得到振幅不变的等幅振荡。 二、电磁振荡的周期和频率 1. 周期T：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间。 2. 频率f：电磁振荡完成周期性变化的次数与所用时间之比叫作它的频率，数值等于单位时间内完成的周期性变化的次数。 3. LC振荡电路的周期(频率)公式 (1)周期公式：T=2π (2)频率公式：f= 式中的周期T、频率f、电感L、电容C的单位分别是秒(s)、赫兹(Hz)、亨利(H)、法拉(F)。 三、电磁振荡的产生及物理量的变化 1. 电磁振荡过程分析：LC电路中电磁振荡规律可用图表示：(图中↑表示增大，↓表示减小)   2. LC电路中各量间的对应关系及其变化规律 电磁振荡中的电流i、极板间电压u、极板上的电荷量q、电场强度E、电场能EE、磁感应强度B、磁场能EB随时间变化的规律及各量之间的对应关系，如图所示。   四、LC振荡电路的周期和频率 1. 固有周期和固有频率 如果没有能量损耗，也不受其他外界条件影响，这时的周期和频率叫作振荡电路的固有周期和固有频率，简称振荡电路的周期和频率。 2. 影响电磁振荡的周期和频率的因素 (1)LC振荡电路的周期T=2π和频率f=只与线圈的自感系数L和电容器的电容C有关，与其他因素无关。 (2)电容C与两极板正对面积S、板间距离d及两极板间电介质的相对介电常数εr有关，即根据C=判断；线圈的自感系数L与线圈的大小、形状、匝数，以及有无铁芯等因素有关。 3. LC回路中各物理量的周期 (1)电感线圈和电容器在LC振荡电路中是能量的转换器，L或C越大，能量转换时间越长，故周期也越长。 (2)回路中的电流i、线圈中的磁感应强度B、电容器极板间的电场强度E的变化周期就是LC振荡电路的振荡周期T=2π，在一个周期内，上述各量方向改变两次；电容器极板上所带的电荷量，其变化周期也是振荡周期T=2π，极板上电荷的电性在一个周期内改变两次；电场能、磁场能也在做周期性变化，但是它们的变化周期是振荡周期的一半，即T'==π。 第2节 电磁场与电磁波 一、电磁场 1. 麦克斯韦电磁场理论 英国物理学家麦克斯韦在总结前人对电磁现象研究成果的基础上，建立了完整的电磁场理论。可定性表述为：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。 易混易错    恒定的磁场(电场)不产生电场(磁场)；均匀变化的磁场(电场)产生恒定的电场(磁场)；交变的磁场(电场)产生同频率的交变电场(磁场)。 2. 麦克斯韦对电磁波的预言 　　如果在空间某区域有