第3讲 电磁振荡与电磁波-【金榜题名】2026年高考物理一轮总复习

第十二章 交变电流 电磁波传感器 第3讲 电磁振荡与电磁波 1.了解LC振荡电路中振荡电流的产生过程及电磁振荡过程中能量转化情况；2.掌握电磁 考向 振荡的周期公式和频率公式：3.理解麦克斯韦电磁场理论，了解电磁波的产生、发射、传播 定位 和接收过程， 知识储备 夯基 振荡电流 大小和方向都做 迅速变化的电流 [思考判断] 振荡电路 产生 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 (1)LC振荡电路中，电容器 在LC振荡电路巾，电容器不断地 和放电，就 放电完毕时，回路中电流 电磁振荡 会使电容器极板上的电荷量？、电路巾的 电容器内的电场强度E、线圈内的 最小 发生周期性的变化 电磁振荡 (2)LC振荡电路中，回路中 (1)放电过程中电容器储存 的 能逐渐转化为线圈 的电流最大时回路中的磁 的 能 电磁振荡 场能最大。 中的能量 (2)充电过程中线圈中的 能逐渐转化为电容 变化 器的能 (3)电磁振荡的固有周期与 (3)在电磁振酱过程中，电场能和磁场能会发生 的转化 电流的变化快慢有关 周期T= 周期和频率 频率。 (4)振荡电路的频率越高， LC 电 麦克斯韦 变化的磁场产： 发射电磁波的本领越大， 场 电磁场理论 变化的电场产生 2. 与电 屯磁场在空问由近及远地向周围传播 (5)要将传递的声音信号向 不需要 真空中传播速度为 m/s 波 电磁波 远距离发射，必须以高频电 同一介质中，颇举高的电磁波传播速度 被速与电磁波频率关系：= 磁波作为载波。 发射 ① 电路 (6)只有接收电路发生电谐 条件 -② 信号 电磁 振时，接收电路中才有振荡 调频：高频电磁波的 随信号的强弱而改变 3. 发射 调制 电流 ( 与接 调幅：高频电磁波的 随信号的强弱而改变 收 (7)解调是调制的逆过程. 电谐振：接收电路的周有频率等于尤线电波的頫率 接收 检波（解词）： 的逆过程 ( 按波长由长到短 无线电波、红外线、 繁外线、 X射线、y射线 4. 磁波谱 无线电技术、红处遥感、照明摄影、医川消毒、防 应用 伪检查、医川透视、工业探伤、医川治疗 279 金榜题名 创新高考总复习物理 核心考点 0)0 研磨 考点一 电磁振荡 变化就会驱动蜂鸣器发出声响.在LC振荡电 1.各物理量变化情况（电容器电量最大时开始计 路中，某时刻线圈中的磁场方向和电容器中的 时) 电场方向如图所示.下列说法正确的是() 时刻 T T 3T 0- (时间) 4 4→2 4 3,T 4 c班 工作 放电 充电 放电 充电 过程 过程 过程 过程 过程 A.此时电容器中的电场能正在减小 电荷 变小 变大 变小 变大 B.此时穿过线圈的磁通量的变化率正在增大 量q C.若LC振荡电路中的电感减小，则其振荡周 电压u 变小 变大 变小 变大 期增大 D.若自感系数L和电容C都增大到原来的2 电场强 变小 变大 变大 度E 变小 倍，则其振荡周期变为原来的 2.(2025·苏州模拟)如图所示是理想的LC振 电流i 变大 变小 变大 变小 荡电路的两个状态，状态a中电流强度为0，状 磁感应 态b中电容器不带电，已知该电路电磁振荡的 变大 变小 变大 变小 强度B 周期为T,从状态a到状态b经历的时间小于 T.则下列说法中正确的是 能量 E电→EE→E电 E电→E磁 转化 E德→E电 2.振荡电流、极板带电荷量随时间的变化图像 车行车 A.从状态b变化到状态a的最短时间为 丙 一放电士充电士放电中充电 B从状态b变化到状态口的最短时间为买 C.从状态a到状态b,电路中的电流强度一直 4 增大 T T D.从状态a到状态b,线圈L的自感电动势一 直减小 (甲)以逆时针方向电流为正 3.如图所示，LC振荡电路的L不变，C可调，要 使振荡的频率从700Hz变为1400Hz,则可 以采用的办法有 37 T (乙)图中g为上面极板的电荷量 [对点训练] 1.(2025·广州模拟)金属探测仪在各场景广泛 A.把电容增大到原来的4倍 B.把电容增大到原来的2倍 应用，探测仪内部的线圈与电容器构成LC振 荡电路，当探测仪检测到金属物体时，探测仪 C把电容减小到原来的号 线圈的自感系数会发生变化，从而引起振荡电 路中的电流频率发生变化，探测仪检测到这个 D把电容减小到原来的号 280 第十二章交变电流电磁波传感器 考点二电磁场与电磁波 电磁波谱 5.(2025·陕西商洛模拟)如图所示为电磁波谱， 1.对麦克斯韦电磁场理论的理解 该电磁波谱中从左到右波长越来越短，电焊工 在焊接作业时会产生很高的温度，同时向外辐 恒定的电场不产生磁场恒定的磁场不产生电场 射出大量的电磁波，已知向外辐射的电磁波的 均匀变化的电场在周 均匀变化的磁场在周 频率为y=1.0×1016Hz,普朗克常量h= 围空间产生恒定的 围空间产生恒定的 6.6×10一3别J·s,光在真空中的速度为c= 磁场 电场 3.0×103m/s.下列说法正确的是 可见光 不均匀变化的电场在 不均匀变化的磁场在 长被中波烟波 红外 紫外线 X射城￥射旗 波长m0 10 l0- 周围空间产生变化的 周围空间产生变化的 A.该电磁波属于紫外线 磁场 电场 B.该电磁波的波长比X射线短 振荡电场产生同频率 振荡磁场产生同频率 C.该电磁波能量子的能量为6.6×10一19J 的振荡磁场 的振荡电场 D.该电磁波能量子的能量为6.6×10-17J 6.北京时间2023年10月3日17时45分许，诺 2.电磁波的发射示意图（如图所示）》 贝尔物理学奖揭晓，皮埃尔·阿戈斯蒂尼、费 V) 伦茨·克劳斯和安妮·吕利耶因在阿秒光脉 冲方面所做出的贡献获奖.阿秒是十亿分之 发射 秒的十亿分之一，电子绕氢原子核运行一周需 天线 要150阿秒，微观世界的时间尺度如图所示. 器 器 器 若将最短光脉冲视为光波的一个振动周期，则 光脉冲由飞秒量级到阿秒量级，下列说法正确 3.电磁波接收的方法 的是 (1)利用调谐产生电谐振，使接收电路的感应 纳和 皮秒ps) 飞秒fs 句秒ae) 仄秒zs 电流最强。 10% 102s 105g 10. 104. 结构动学表 (2)利用解调把接收电路中的有用信号分离 化学反应商，品格，钠 分了转动 分丁张动 电下运动核粒下运动 米结 出来 A.波长变短 B.波长变长 [对点训练] C.周期变长 D.光子能量不变 4.(2025·徐州三模)我国科学家利用脑机接口 7.(2024·烟台期中)关于电磁波谱，下列说法正 技术帮助截瘫患者实现意念控制体外仪器.植 确的是 () 入患者颅骨内的微处理器，将意念对应的低频 A.波长最短的电磁辐射是Y射线，它具有很 神经信号，通过高频载波无线传输给体外仪 高的能量 器.则 () B.红外线的波长比可见光长，并且只有温度高 A.高频载波属于纵波 的物体才会发射红外线 B.使高频载波随低频神经信号改变的过程属 C.电磁波遇到障碍物要发生衍射，雷达就是利 于调制 用电磁波的这个特性工作的 C.体外接收电路的固有频率与低频神经信号 D.夏天地面被太阳光晒得发热是因为可见光 的频率相等 的热效应在各种电磁波中是最强的 D.体外接收电路中的信号经过调谐还原出低 请完成提分集训（七十二） 频神经信号 281(4)从实脸数据分析，原副线图上的电压之比并不等于他们的臣 数之比，其变压器并不是理想变压器，能量横失主要来源三个方 第3讲 电磁振荡与电磁波 面，分别是变压器线圈中有电流通过时会发热（铜损）、铁芯在交 变磁场的作用下产生涡流发热（缺横）和穿过副线图的磁通量小 知识储备夯基 于原线圈的雄通量（城预），故选BCD, 1.周期性振荡电流LC充电电流：磁感应强度B电场 【答案】(1)D(2)乙(3)31C(4)BCD 磁场磁场电场周期性2π√，.C L例2幻【解析】(1)在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关 2.电场磁场介质3×10小a∫ 系”实验中，使用的是交流电，所以不需要直流电，磁场是利用了 3.开放高顷振荡频率振幅调制 电流的磁效应，所以也不需要条形赋铁，故选BC +.可见光 本实验中还需用到的器材是低压交流电源， 思考判断(1)×(2)/(3)×(4)/(5)/(6)×(7) (2)A.为使于探究，应该采用控制变量法，所以A正确：B.变压 器的原线图接低压交流电，测量副线图电压时应当用多用电表 核心考点研磨 的“交流电压挡”，所以B错误：C,使用多用电表测电压时，先用 考点一 最大量程档试测，再选用适当的挡位进行测量，所以C正确： 对点训练 D。或然实验所用电压较低，但是通电时不可用手接触裸露的导 1.选AAB.根据图中磁场方向结合右手螺装定则可知，此时电流 线，接线柱等检查电路，这样子可减小实脸误差，及安全问题，所 方向沿顺时针方向，由下极板流向上极板，且下极板带正电，所 以D错误：故选AC, 以此时电客器正在放电，电客器两板间的电压正在减小，电客器 (3)利用理想变压器，原副线图的电压与匝数威正比规律可知， 中的电场能减小，线图中磁场能增大，则电路中电流正在增大， 当副线圈所接电表的示数为5.0V,原线图的电压应为10V,所 以B正确：ACD错误：故进B. 但电流增大越来越慢，所以此时穿过线图的磁道量的变化率正 ()组装变压器时，李辉同学没有将铁芯闭合，则变压器满磁比 在减小，故A正确，B错误： 较厉害，则副线图的交流电压表的实际读数小于理想变压器的 CD.根据T=2xLC可知，若LC源荔电路中的电感减小，则其 副线圈的读数：-光U1=言×12=1.5V 振荡周期减小，若自感系数L和电客C都增大到原来的2倍，则 其额荡周期变为原来的2倍，故CD错误.故选A 所以D正确：ABC错误，故选D, 2,迭AAB.状态b中电容器不带电，电流方向为顺时什，回路处 (5)牵辉同学正确组装变压器后，变压器还是存在漏硅现象，还 于充电过程，随后电客需上极板失去电子带正电，与状态《中上 有舸损，铁损等损耗，测副线图的交流电压表的实际读数还是小 极板所带电性相同，可知，从状态b变化到秋态（的最短时间为 于理想变压器的到钱圈的读数U2-U,=。12=2.0V,所 T 1 ，故A正确，B错误C.结合上述可知，从状态b变化到状态a 以D正确AB心错误：故选D (6)由于变压器总是存在漏磁现象，还有铜损、铁损等损耗，别副 的最短时间为干，则从找态：到找方6的最短时间为平即先后 线图的交流电压表的实际读数还是小于理想变压器的副线图的 读数，由于U总是小于U的一半，所以可判断连接交流电源的 经历放电，充电与放电三个过程，可知，电路中的电流强度先后 原线图是， 经历增大，减小与增大三个过程，故C错误：D,结合上述可知，从 【答案】(1)BC低压交流电源(2)AC(3)B(4)D(5)D (6) 秋态口到秋态6的最短时间为平即无后经历放电，无电与放电 对点训练 三个过程，电流与时间呈现正孩式变化，由于线图中的自感电动 1,解析：1)根据电阻定律R=P5,电阻率和被我面积相同时，导 势E-L是可知，俄图L的自临电动势大小与电流的变化率大 线越长，电租越大，A线因电祖比B的大，故A线图匝数较多 小成正比，可知，从状态到状态b,线图L的自感电动势先后经 (2)为保证学生安全，应用12V以内低压交流电源，故选D. 历诚小，增大与诚小三个过程，故D错误.故遍A (3)变压露输入输出都是交流电，所以要用交流电压挡测输入和 偷出电压 3,选D由题意，频率度为原来的2倍，则网期就变为原来的2： UA一L,解得 根据变压器原、副线圈的电压比等于匝教比行一” 由T=2xC及L不变知，当C=十C时符合委求，共中C nUA A-U 为原电客，D正确，ABC错误，故递D. 答案：4)A(2)D(3)交流电压 HU天 考点二 对点训练 2.解析：I,(1)孩实验中原线图接交流电压，多用电表用交流电压 L,迭BA.高频载波是电磁泼，属于横波，故A错误： 挡.故选D: B.使高频载波随低频神经信号改变的过程属于调制，故B正确： (2)实验时，保持学生电源的输出电压一定，首先只放变副线圈 C.体外接收电路的因有频率与高领载波的频率相等，故C错误： 的匝数，测量副线图上的电压：再只改变原线图的臣数，测量副 D.体外接收电路中的信号经过检波还原出低频神经信号，故D 线围上的电压，上述探究中采用的实验方法是控制变量法 错误，故选B. (3)若为理想变压器，则副线图电压应孩是 5,选AA,由公式c一y可知该电磁波的波长为 4-=U-器×2V-8, A=￡=3.0×108 测得副线图的电压为9.0V,则 =.0X10丽m=3.0X108m,孩电磁波属于紫外线，故A A.若变压器的铁芯没有闭合，别次级电压应该小于8V,选项A 正确：B.由电磁波清可知该电磁波的波长比X射线的波长长，故 错误：B,若原线图实际匝数与标注“100”不将，应大于100匝，别 B错误；CD,由公式e一hy可知该电磁波能量子的能量为 次级电压应孩小于8V,选项B错误：C,若副线图实际匝数与标 e-6.6×10-4×1.0×1018J-6.6×10-8J. 注“400”不符，应小于400匝，剥次级电压应孩小于8V,进项C 故CD错误，故选A 错误：D.学生电漂实际输出电压大于标注的“2V”,则次级电压 6,选A光脉冲由飞秒量领到阿秒量级，由图可知周期变短，频率 大于8V,选项D正确.故选D, 变大，根据光子能量表达式一 Ⅱ.(1)在步骤①中调整多用电表的指针定位螺丝是(： 可知光子能量变大：根据入一cT可知波长变短，故这A (2)将条形磁铁N极向下插入线圈时，发现多用电的指针向右 偏转，电流是从红表笔流入的，螺线管中电流从下往上，根据楞 7,遮AA电磁波语里面波长最短的电磁韬射是Y射线，它具有 次定律可知，线图中导线的篮绕方向如图乙中的B所示： 很高的能量，故A正确：B.红外线的波长比可见光长，所有物体 (3)若条形磁铁誓入越快，感应电流越大，则多用电表的指针偏 都会发射红外钱，故B错误：C,电磁波遇到障碍物要发生反射， 角越大 雷达就是利用电磁波的这个特性工作的.故C错误，D.夏天地面 答案：I.(1)D(2)控制变量法(3)D 被太阳光肠得发热是周为红外线的热效应在各种电磁波中是最 1.(1)a(2)B(3)越大 强的，故D错误.故选A. 590