第十二章 课时2 电磁振荡与电磁波 传感器-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮教师用书word（浙江专用）

课时2　电磁振荡与电磁波　传感器 一、电磁振荡 1.LC振荡电路 由线圈L和电容器C组成的电路。 2.电磁振荡的过程 (1)各物理量的变化规律。 充电过程:电容器极板上的电荷量q、电容器里的电场强度E、电压U(线圈L上的自感电动势E自)均增大,相反的,流过线圈L的电流i、线圈里的磁感应强度B都减小; 放电过程:q、E、U(E自)均减小,i、B都增大。 (2)电磁振荡的实质:电场能和磁场能发生周期性的转化。 3.电磁振荡的周期和频率 (1)周期:电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间。 (2)频率:1 s内完成的周期性变化的次数。 (3)LC电路的振荡周期和频率公式。 T=2π,f=。 二、电磁场和电磁波 1.麦克斯韦电磁场理论 2.电磁场和电磁波 (1)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。电磁场(电磁能量)由近及远地向周围传播形成电磁波。 (2)电磁波是横波,在空间传播不需要介质。真空中电磁波的速度为3.0×108 m/s。 (3)不同频率的电磁波,在同一介质中传播,其速度是不同的,频率越高,速度越小。 (4)电磁波满足v=λf,f是电磁波的频率,电磁波能产生干涉、衍射、反射和折射等现象。 三、电磁波的发射与接收 1.电磁波的发射 (1)发射条件:足够高的振荡频率和开放电路。 (2)调制分类:调幅和调频。 2.电磁波的接收 (1)调谐:使接收电路产生电谐振的过程。 (2)解调:把声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程。 四、电磁波谱及特性 1.电磁波谱 按电磁波的波长从大到小分布是无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线,形成电磁波谱。 2.电磁波谱的特性、应用 电磁波谱 频率/ Hz 真空中波长/m 特性 应用 递变规律 无线电波 <3×1011 >10-3 波动性强,易发生衍射 无线电技术 红外线 1011～1015 10-3～10-7 热效应 红外线遥感 可见光 1015 10-7 引起视觉 照明、摄影 紫外线 1015～1017 10-7～10-9 化学效应、荧光效应 医用消毒、防伪 X射线 1016～1019 10-8～10-11 贯穿性强 检查、医用透视 γ射线 >1019 <10-11 贯穿本领最强 工业探伤、医用治疗 五、传感器 1.传感器能够将感受到的物理量(力、热、光、声等)转换成便于测量的量(一般是电学量)的装置。 2.传感器工作过程如图所示。 电磁振荡 [例1] (多选)如图表示LC振荡电路某时刻的情况,下列说法正确的是(　BCD　) A.电容器正在充电 B.电感线圈中的磁场能正在增加 C.电感线圈中的电流正在增大 D.此时刻自感电动势正在阻碍电流增大 解析:由题图中磁场方向和安培定则可知,此时电流沿逆时针方向,即电容器处于放电过程中,这时两极板电荷量和电压、电场能处于减少过程,电流和线圈中磁场能处于增加过程,由楞次定律可知,线圈中感应电动势阻碍电流的增大。故B、C、D正确。 [变式1] (多选)某同学在学习了LC振荡电路知识后,连接如图甲所示电路,先将双掷开关打到右边,再将开关打到左边,利用示波器记录电容器两端电压u随时间t的变化规律,如图乙所示。已知该图像的周期为T,且电感存在一定的内阻r。下列说法正确的是(　BC　) A.在0～0.25T时间内,电流为顺时针方向 B.在0.25T～0.5T时间内,线圈的自感电动势增大 C.在0.5T～0.75T时间内,电容器放电 D.线圈的瞬时热功率一直在减小 解析:在0～0.25T时间内,电流为逆时针方向,A错误;0.25T～0.5T时间内,电流减小,线圈的自感电动势增大,B正确;在0.5T～0.75T时间内,电容器放电,C正确;线圈热功率的总趋势减小,每个周期内先减小后增大,再减小后增大,D错误。 电磁波的产生和传播 [例2] (多选)著名物理学家费曼曾设计过这样一个实验装置:一块绝缘圆板可绕其中心的光滑轴自由转动,在圆板的中部有一个线圈,圆板的四周固定着一圈带电的金属小球,如图所示。当线圈接通电源后,将产生流过图示方向的电流,则下列说法正确的是(　BD　) A.接通电源瞬间,圆板不会发生转动 B.线圈中电流的增大或减小会引起圆板向不同方向转动 C.若金属小球带正电,接通电源稳定后圆板转动方向与线圈中电流流向相同 D.若金属小球带负电,接通电源瞬间圆板转动方向与线圈中电流流向相同 解析:线圈接通电源瞬间,根据麦克斯韦电磁场理论,变化的磁场产生电场,从而导致带电小球受到静电力的作用,使圆板转动,故A错误;线圈中电流增大或减小都会引起磁场的变化,从而产生变化的电场,使小球受到的静电力的大小和方向发生变化,从而会引起圆板向不同方