内容正文:
第十三章 交变电流 电磁波 传感器
第3讲 电磁振荡与电磁波
一、电磁振荡
1、振荡电路:产生大小和方向都做____________迅速变化的电流(即________________)的电路。由电感线圈L和电容C组成最简单的振荡电路,称为________振荡电路。
2、电磁振荡:在LC振荡电路中,电容器不断地________和________,就会使电容器极板上的电荷量q、电路中的________、电容器内的电场强度E、线圈内的________________________发生周期性的变化,这种现象就是电磁振荡。
3、电磁振荡中的能量变化
(1)放电过程中电容器储存的________能逐渐转化为线圈的________能。
(2)充电过程中线圈中的________能逐渐转化为电容器的________能。
(3)在电磁振荡过程中,电场能和磁场能会发生________________的转化。
4、电磁振荡周期和频率
(1)周期T=________________________。
(2)频率f=。
二、电磁波的特点及应用
1、麦克斯韦电磁场理论
2、电磁波
(1)电磁场在空间由近及远地向周围传播,形成________________。
(2)电磁波的传播不需要________,可在真空中传播,在真空中不同频率的电磁波传播速度________(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________。
(4)v=________,f是电磁波的频率。
3、电磁波的发射
(1)发射条件:________电路和______________信号,所以要对传输信号进行调制。
(2)调制方式
①调幅:使高频电磁波的________随信号的强弱而改变。
②调频:使高频电磁波的________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收到的无线电波的频率________时,接收电路中产生的振荡电流________,这就是电谐振现象。
(2)使接收电路产生电谐振的过程叫作______,能够调谐的接收电路叫作________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________。检波是________的逆过程,也叫作________。
5、电磁波谱:按照电磁波________大小或________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、________________、紫外线、X射线、γ射线。
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、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
典例精析 变式巩固
【例题1】
1. 如图所示是由线圈L和电容器C组成的最简单的LC振荡电路。先把电容器充满电。t=0时如图(a)所示,电容器两板间的电势差最大,电容器开始放电。T=0.005s时如图(b)所示,LC回路中线圈上的电流第一次达到最大值,则( )
A. 此LC振荡电路的周期T=0.01s
B. t=0.025s时,回路电流方向与图(b)中所示电流方向相反
C. t=0.035s时,线圈中的磁场能最大
D. t=0.040s至t=0.045s时,线圈中的电流逐渐减小
【变式题1】
2. 题图为发射电磁波的LC振荡电路,某时刻电路中电流方向如图所示,此时电容器的上极板带正电,下极板带负电,则下列说法正确的是( )
A. 电容器正在放电
B. 电流正在减小
C. 线圈中的磁场能正在增大
D. 电容器中的电场能正在减小
【变式题2】
3. 如图所示,i-t图像表示LC振荡电路的电流随时间变化的图像。在t=0时刻,回路中电容器的M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
考点二 电磁波的特点及应用
1、电磁波谱分析及应用
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
衍射能力减弱,直线