专题突破(4)——电磁振荡与电磁波（Word）-【全效作业本】2022-2023学年高中选择性必修第二册物理（人教版2019）

专题突破(四)　电磁振荡与电磁波 [见学生用书P88] 一、 LC振荡电路的充、放电 1．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。 2．根据物理量的变化趋势判断：当电容器的电荷量 q(电压U、场强E、电场能EE)增大或电流I(磁感应强度B、磁场能EB)减小时，处于充电过程；反之，处于放电过程。 3．根据能量判断：电场能增加时，充电；磁场能增加时，放电。 二、 电磁振荡的周期和频率 1．振荡周期T＝2π，明确T取决于L、C，与极板所带电荷量、两板间的电压无关。 2．明确电感线圈的自感系数L及电容C由哪些因素决定。L一般由线圈的长度、横截面积、单位长度上的匝数及有无铁芯决定，由公式C＝可知，电容C与电介质的相对介电常数εr、极板正对面积S及板间距离d有关。 三、 电磁波的发射 1．要想有效地发射电磁波，应增大电磁波的频率，且使电磁场分布到尽可能大的空间，实际应用中常用地线和天线形成敞开的电容器，和线圈组成高频振荡电路。 2．为发射有用信号，需对电磁波进行调制，把要传递的信号“加”到高频等幅振荡电流上，使电磁波随各种信号而改变。其中使高频振荡电流的振幅随调制信号而改变的调制方法叫作调幅(AM)；使高频振荡电流的频率随调制信号而改变的调制方法叫作调频(FM)。 四、 电磁波的接收 1．调谐实际上就是从众多电磁波中选出我们所需要的电磁波的过程，解调就是把有用信号从高频电流中还原出来的过程。 2．无线电波的发射和接收过程如图所示： 五、 电磁波的特性 电磁波包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线，各自特性和应用不同。 【例1】　(多选)如图所示，L为一电阻可忽略的线圈，D为一灯泡，C为电容器，开关S处于闭合状态，灯泡D正常发光。现突然断开S，并开始计时，能正确反映电容器a极板上电荷量q及LC回路中电流i(规定顺时针方向为正)随时间变化的图像是(图中q为正值，表示a极板带正电)(　BC　) 例1图 【解析】 S断开前，电容器C短路，线圈中电流从上向下，电容器不带电；S断开时，线圈L中产生自感电动势，阻碍电流减小，电容器C充电，此时LC回路中电流i沿顺时针方向(正向)最大；电容器充电过程，电容器带电荷量最大时(a板带负电)，线圈L中电流减为零。此后，LC回路发生电磁振荡形成交变电流。综上所述，B、C正确。 【例2】　要想增大LC振荡电路中产生的振荡电流的频率，可采用的方法是(　A　) A．增大电容器两极板间距 B．升高电容器充电电压 C．增加线圈匝数 D．在线圈中插入铁芯 【解析】 LC振荡电路中产生的振荡电流的频率f＝，要想增大频率，应该减小电容C，或减小线圈的自感系数L，再根据C＝，增大电容器两极板的间距，电容减小，A正确；升高电容器的充电电压，电容不变，B错误；增加线圈的匝数、在线圈中插入铁芯，自感系数增大，C、D错误。 【例3】　为了增大无线电台向空间发射无线电波的能力，对LC振荡电路的结构可采用的措施是(　B　) A. 增大电容器极板的正对面积 B. 增大电容器极板的间距 C. 增大自感线圈的匝数 D. 提高供电电压 【解析】 要增大无线电波向空间发射电磁波的能力，必须提高其振荡频率，可通过减小自感系数L或减小电容C来实现。若要减小自感系数L，则可减小线圈匝数或向外抽铁芯；若要减小电容C，可增大极板间距、减小极板正对面积、减小相对介电常数，B正确。 【例4】　(多选)下列说法正确的是(　BD　) A. 电磁波信号需要经过“调谐”，加到高频的等幅电磁波(载波)上才能有效地发射出去 B. 一部手机既是电磁波发射装置，同时又是电磁波接收装置 C. “检波”就是“调谐” D. 电视的图像信号和声音信号是通过电视台的发射天线同时发射的 【解析】 电磁波信号需要经过“调制”过程，加到高频的等幅电磁波(载波)上才能有效地发射出去，A错误；手机既能发射电磁波，也可以接收电磁波，所以一部手机既是电磁波发射装置，同时又是电磁波接收装置，B正确；“检波”是将音频信号或视频信号从高频信号(无线电波)中分离出来，也叫解调。“调谐”是将电路频率调节到电谐振状态的过程，特指通过改变自感系数、电容来实现频率的改变，以使接收设备(如收音机)的频率与所接收的信号发生电谐振的一种频率调节，C错误；电视的图像信号和声音信号是通过电视台的发射天线同时发射的，D正确。 【例5】　关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是(　B　) A. 电磁波可以传递信息，声波不能传递信息 B. 手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波 C. 太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同 D. 遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X