第十三章 第3讲　电磁振荡与电磁波　相对论-【创新思维】2024高考物理一轮复习高考总复习配套教参（人教版 新教材 新高考）

第3讲　电磁振荡与电磁波　相对论 授课提示：对应学生用书第278页 [主干知识·梳理] 一、电磁振荡 1．振荡电流：大小和方向都做周期性迅速变化的电流。 2．振荡电路：产生振荡电流的电路。如图所示，由电感线圈L和电容C组成最简单的振荡电路，称为LC振荡电路。 3．电磁振荡中的能量变化 (1)放电过程中电容器储存的电场能逐渐转化为线圈的磁场能。 (2)充电过程中线圈中的磁场能逐渐转化为电容器的电场能。 (3)在电磁振荡过程中，电场能和磁场能会发生周期性的转化。 4．电磁振荡的周期和频率 (1)周期T＝2π。 (2)频率f＝。 二、电磁场与电磁波 1．麦克斯韦电磁场理论 变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场。 2．电磁波 (1)电磁场在空间由近及远地向周围传播，形成电磁波。 (2)电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播，在真空中不同频率的电磁波传播速度相同(都等于光速)。 (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，波速越小。 (4)v＝λf，f是电磁波的频率。 3．电磁波的发射 (1)发射条件：开放电路和高频振荡信号，所以要对传输信号进行调制(调幅或调频)。 (2)调制方式 ①调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变。 ②调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变。 4．无线电波的接收 (1)当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相等时，激起的振荡电流最强，这就是电谐振现象。 (2)使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐，能够调谐的接收电路叫作调谐电路。 (3)从经过调制的高频振荡信号中“检”出调制信号的过程，叫作检波。检波是调制的逆过程，也叫作解调。 5．电磁波谱：按照电磁波的波长大小或频率高低的顺序把它们排列成谱叫作电磁波谱。 按波长由长到短排列的电磁波谱为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。 三、相对论 1．狭义相对论的两个基本假设 (1)狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是__相同__的。 (2)光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是__相同__的，光速与光源、观测者间的相对运动没有关系。 2．相对论质能关系：用m表示物体的质量，E表示它具有的能量，则爱因斯坦质能方程为E＝mc2。 [易错易混·诊断] 判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 旅行者1号探测器是目前离地球最远的人造天体，它通过电磁波给我们发回了上万张神秘宇宙的照片。1990年2月14日，已经完成主要任务的旅行者1号在距离地球60亿千米之外接到了来自地球的指示，调转照相机，朝着地球的方向拍摄了一组照片。在传回地球的照片中，我们的地球是一个极小的暗淡蓝点，看不出与其他星球的区别。时至今日，我们仍然能够接收到200亿千米之外旅行者1号发来的信息。 (1)电磁波在真空中和介质中的传播速度相同。(×) (2)只要有电场和磁场，就能产生电磁波。(×) (3)变化的磁场产生的电场的电场线是闭合曲线。(√) (4)LC振荡电路中，回路中的电流值最大时回路中的磁场能最大。(√) (5)电磁振荡的固有周期与电流的变化快慢有关。(×) (6)振荡电路的频率越高，发射电磁波的本领越大。(√) (7)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。(√) (8)只有接收电路发生电谐振时，接收电路中才有振荡电流。(×) (9)解调是调制的逆过程。(√) (10)紫外线在真空中的传播速度大于可见光在真空中的传播速度。(×) 授课提示：对应学生用书第280页 　　自主探究 1．振荡电流、极板带电荷量随时间的变化图像 2．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 1．如图表示LC振荡电路某时刻的情况，以下说法正确的是(　　) A．电容器正在充电 B．电感线圈中的磁场能正在减小 C．电感线圈中的电流正在减小 D．此时自感电动势正在阻碍电流的增加 解析：根据磁感线的方向可以判断电流方向是逆时针，再根据电容器极板上带电的性质可以判断电容器在放电，A错误；电容器在放电，所以电流在增加，磁场能在增加，自感电动势正在阻碍电流的增加，B、C错误，D正确。 答案：D 2．(多选)如图(a)所示，在LC振荡电路中，通过P点的电流变化规律如图(b)所示，且把通过P点向右的方向规定为电流i的正方向，则(　　) A．0.5～1 s时