(讲义)第4章 电磁波 章末综合提升-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册(鲁科版2019)

主题1　理解电磁振荡的三个“两” 1．两类物理量 一类是与电场有关的物理量，一类是与磁场有关的物理量。 (1)电流i，它决定了磁场能的大小。振荡电流i在电感线圈中形成磁场，因此，线圈中的磁感应强度B、磁通量Φ和磁场能E磁具有与之相同的变化规律。 (2)电荷量q，它决定了电场能的大小。电容器两极板间的电压U、场强E、电场能E电，线圈的自感电动势E的变化规律与q的相同。 注意：电流i和电荷量q的变化为同步变异，规律如图所示。 2．两个过程 (1)充电：当电容器的电荷量增加时为充电过程，这个过程中电路的电流减小。 (2)放电：电荷量减小时为放电过程，这个过程中电路的电流增加。 注意：在任意两个过程的分界点对应的时刻，各物理量取特殊值(零或最大值)。 3．两类初始条件 图甲和图乙电路，表示了电磁振荡的两类不同初始条件。 (1)图甲中开关S从1合向2时，振荡的初始条件为电容器开始放电。 (2)图乙中开关S从1合向2时，振荡的初始条件为电容器开始充电。 甲　　　　乙 学习中应注意区分这两类初始条件，否则会得出相反的结论。 【典例1】　(多选)如图所示，甲为LC振荡电路，通过P点的电流如图乙，规定逆时针方向为正方向，下列说法正确的是(　　) 甲　　　　　　　　　　乙 A．0至t1，电容器正在充电，上极板带正电 B．t1到t2，电容器正在放电，上极板带负电 C．在t3时刻，线圈中的自感电动势最大，且P为正极 D．在t4时刻，线圈中的自感电动势最大，且P为正极 BC　[0到t1，电流为正，且在减小，即电流为逆时针方向减小，说明电容器正在充电，电流方向为正电荷的运动方向，所以上极板带负电荷；t1到t2，电流为负且在增大，即电流为顺时针方向增大，说明电容器在放电，上极板带负电荷；在t3时刻，电流的变化率最大，所以自感电动势最大，而t3之前的电流为负且减小，即顺时针减小，线圈中的感应电动势阻碍电流的减小，如能产生电流，则与原电流同向，即P点为正极；在t4时刻，电流最大，电流的变化率为零，自感电动势为零。故B、C正确，A、D错误。] [一语通关]　紧紧抓住能量转化这条线，理解电磁振荡过程。 在电容器充电过程中，q↑→电场↑→电场能↑→磁场能↓→磁场↓→线圈中的电流i↓。 在电容器放电过程中，q↓→电场↓→电场能↓→磁场能↑→磁场↑→线圈中的电流i↑。 主题2　电磁波与机械波的区别和联系 电磁波与机械波都是波，但又各有自己的特点，如能正 确比较电磁波和机械波的异同，就能全面、透彻地理解这两个知识点。 1．电磁波和机械波的共同点 (1)二者都能发生干涉和衍射。 (2)二者的传播速度都与介质有关。 (3)二者在不同介质中传播时频率不变。 2．电磁波和机械波的区别 (1)二者本质不同 电磁波是电磁场的传播，机械波是质点机械振动的传播。 (2)传播机理不同 电磁波的传播机理是电磁场交替感应，机械波的传播机理是质点间的机械作用。 (3)电磁波传播不需要介质，而机械波传播需要介质。 (4)电磁波是横波。机械波既有横波又有纵波，甚至有的机械波同时有横波和纵波，例如地震波。 【典例2】　(多选)关于机械波和电磁波，下列说法正确的是(　　) A．机械波和电磁波都能在真空中传播 B．机械波和电磁波都可以传递能量 C．机械波和电磁波都能发生衍射和干涉现象 D．电磁波的波速与介质无关 BC　[本题考查机械波与电磁波的区别。机械波的传播需要介质，而电磁波的传播不需要介质，选项A错误；干涉、衍射是波特有的现象，选项C正确；波能传递能量，选项B正确；电磁波在不同介质中，传播速度一般不同，选项D错误。] [一语通关] (1)频率由波源决定，与介质无关。 (2)电磁波可以在真空中传播也可以在介质中传播，机械波只能在介质中传播。 (3)电磁波的波速与频率和介质均有关，机械波的波速仅与介质有关，与频率无关。 4/4 学科网（北京）股份有限公司 $$