第13章 第3讲 电磁振荡与电磁波(基础落实课)（学案）-【新高考方案】2026年高考物理一轮总复习（培优进阶版）

第3讲　电磁振荡与电磁波(基础落实课) 一、电磁振荡 1.振荡电流:大小和方向都做　　　　迅速变化的电流。  2.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,如图所示。  3.电磁振荡的周期和频率 (1)周期T=　　　　　;(2)频率f=　　　　　。  二、电磁场与电磁波 1.麦克斯韦电磁场理论 (1)变化的　　　产生电场;(2)变化的电场产生　　　。  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相同(都等于　　　)。  (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　　　。  (4)v=λf,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(调幅或调频)。  (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电磁波的频率　　　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)从接收到的高频电流中还原出所携带的信号的过程,叫作　　　。解调是　　　的逆过程,调幅波的解调也叫　　　。  5.电磁波谱:按电磁波的　　　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。  微点判断 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,回路中的电流最大时回路中的磁场能最大。 ( 　) 5.(鲁科选择性必修2P99T3·改编)固定电感L,增大电容C,能减小LC振荡电路的振荡周期。 ( 　) 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.制作天线必须用导体。 ( 　) 9.只有接收电路发生电谐振时,接收电路中才有振荡电流。 ( 　) 10.解调是调制的逆过程。 ( 　) 11.(鲁科选择性必修2P108T2·选摘)医院中用于检查病情的“B超”是利用了电磁波的反射原理。 ( 　) 12.(鲁科选择性必修2P109T3·选摘)微波炉利用红外线的热效应快速加热食物。 ( 　) 逐点清(一)　电磁振荡过程分析 |题|点|全|练| 1.[对LC振荡电路的理解]无线话筒是LC振荡电路的一个典型应用。在LC振荡电路中,某时刻磁场方向如图所示,且电容器上极板带正电,下列说法正确的是 (　　) A.电容器正在放电 B.振荡电流正在减小 C.电流流向沿a到b D.电场能正在向磁场能转化 2.[周期公式的应用]“救命神器”——自动体外除颤器(AED),它是一种便携式的医疗设备,可以诊断特定的心律失常,并且给予电击除颤,是可被非专业人员使用的用于抢救心搏骤停患者的医疗设备。其结构如图所示,低压直流经高压直流发生器后向储能电容器C充电。除颤治疗时,S1、S2开关拨到2,将脉冲电流作用于心脏,使患者心脏恢复正常跳动,其他条件不变时,下列说法正确的是 (　　) A.脉冲电流作用于不同人体时,电流大小相同 B.放电过程中,电流大小不变 C.电容C越小,电容器的放电时间越长 D.自感系数L越小,电容器的放电时间越短 3.[图像的分析](2025·湖北武汉开学考试)如图甲所示为LC振荡电路,图乙的q⁃t图像表示LC振荡电路中电容器上极板电荷量随时间变化的关系,下列说法正确的是 (　　) A.0~t1时间内,线圈中磁场能在减少 B.t1、t3两时刻电路中电流最大 C.t3~t4时间内,电容器内的场强在增大 D.增大电路的振荡周期,可以使该电路更有效地发射电磁波 |精|要|点|拨| 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、场强E)增大或电流i(磁场B)减小时,处于充电过程;反之,处于放电过程 根据能量 变化判断 电场能增加时充电,磁场能增加时放电 自主空间: 　             逐点清(二) 　麦克斯韦电磁场理论的理解与应用 |题|点|全|练| 1.[对麦克斯韦电磁场理论的理解]如图甲所示,在变化的磁场中放置一个闭合电路,电路里产生了感应电流;如图乙所示,空间存在变化的磁场,其周围产生感应电场。下列说法正确的是 (　　) A.甲、乙两图一定能持续产生电磁波 B.对甲图,从上向下看,电子在回路中沿顺时针方向运动 C.闭合电路只是检验变化的磁场产生电场,即使没有闭合电路,空间也能产生电场 D.变化的电场周围产生磁场,与闭合电路是否存在有关 2.[电磁波的产生]某电路中电场强度随时间变化的关系图像如图所示,能产生电磁波的是 (　　) 3.[麦克斯韦电磁场理论的应用]将很多质量为m、带电荷量为+q、可视为质点的绝缘小球,均匀穿在由绝缘材料制成的半径为r的光滑圆轨道上并处于静止状态,轨道平面水平,空间内有分布均匀的磁场,磁场方向竖直向上,如图甲所示。磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示,其中B0是已知量。已知在磁感应强度增大或减小的过程中,将产生涡旋电场,其电场线是在水平面内一系列沿顺时针或逆时针方向的同心圆,同一条电场线上各点的场强大小相等。关于绝缘小球的运动情况,下列说法正确的是 (　　) A.在t=0到t=T0时间内,绝缘小球均做匀速圆周运动 B.在t=T0到t=2T0时间内,绝缘小球均沿顺时针方向做速率均匀增加的圆周运动 C.在t=2T0到t=3T0时间内,绝缘小球均沿顺时针方向做加速圆周运动 D.在t=3T0到t=5T0时间内,涡旋电场沿顺时针方向 4.[电磁波与机械波的比较]“中国天眼”位于贵州的大山深处,它通过接收来自宇宙深处的电磁波来探索宇宙。关于电磁波,下列说法正确的是 (　　) A.机场安检是利用γ射线穿透本领强的特点来探测行李箱中的物品 B.机械波在介质中的波速与频率无关,电磁波在介质中的波速与频率有关 C.麦克斯韦电磁场理论告诉我们,变化的电场一定产生变化的磁场 D.所有物体都发射红外线,因此可利用红外线设计防伪措施 |精|要|点|拨| 1.对麦克斯韦电磁场理论的理解 电场 磁场 恒定的电场不产生磁场 恒定的磁场不产生电场 均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场 均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场 不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场 不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场 振荡电场产生同频率的振荡磁场 振荡磁场产生同频率的振荡电场 2.电磁波与机械波的比较 (1)电磁波和机械波都携带能量并传播能量,都遵循波长、波速、频率的关系公式 λ=,电磁波进入介质遵循公式n=。 (2)机械波的传播需要介质,电磁波的传播不需要介质。 (3)电磁波只能是横波,而机械波可以是横波,也可以是纵波。 逐点清(三)　无线电波的发射和接收 |题|点|全|练| 1.“小蜜蜂”是一种老师上课用的扩音设备,随着无线电技术的应用,很多老师用上了蓝牙“小蜜蜂”(蓝牙属于电磁波),麦克风与扩音器不用导线连接,老师拿着麦克风在教室中间说话,放在讲台上的扩音器也能工作。下列说法正确的是 (　　) A.“小蜜蜂”只接收到了来自麦克风的信号 B.麦克风中只要有变化的电场,就一定能发出蓝牙信号 C.“小蜜蜂”接收电磁波时,通过调制来使接收电路中出现电谐振现象 D.麦克风回路可通过减小发射电磁波的波长来提高LC振荡电路发射电磁波的本领 2.行车安全越来越被人们所重视,现在许多车企都在汽车上配置有主动刹车系统(AEB)。该系统主要分为控制模块、测距模块和制动模块,利用微波雷达、图像识别技术和红外摄像头,可以将道路的图像和路况实时传递给控制模块,在紧急情况下,由车载微处理器发出控制命令,自动采取制动措施,保证车辆安全。微波的波长范围在0.001~1 m,下列说法正确的是 (　　) A.产生微波的LC振荡电路中,要想增大振荡周期,可以增大电容器的电容C B.微波只能在空气中传播而不能在真空中传播 C.微波遇到障碍物时,只能发生反射现象而不能发生衍射现象 D.微波遇到障碍物时,只能发生衍射现象而不能发生反射现象 3.(多选)无线电波的发射和接收离不开天线。如图甲、乙、丙所示,LC振荡电路逐步成为开放电路,电场和磁场就可以分散到更大的空间,这样就可以有效地把无线电波发射出去了。手机作为常用的通信工具需要用天线来接收和发射信号,早期的手机有长长的天线,现在已经内置到手机内部。实践中发现当天线的长度大约等于无线电波波长的时,收发无线电波的能力最好。曾经有人将手机外壳的金属边框设计成天线,既提升了收发信号的效果,又节省了手机的内部空间。随着5G时代的来临,信号频率进一步提升,对天线设计的要求更加复杂。下列说法正确的是 (　　) A.只有特定频率的无线电波才能在天线上产生振荡电流 B.与4G相比,5G使用的电磁波传播速度更大 C.手机信号的频率与100 MHz的数量级相同 D.手机天线在发射信号时,天线上会有电荷出现,且周期性变化 |精|要|点|拨| 1.调幅和调频 (1)使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变的调制方式叫调幅,一般电台的中波、中短波、短波广播以及电视中的图像信号采用调幅波。如图所示是调幅的作用,其中甲为声音信号的波形,乙为高频等幅振荡电流的波形,丙为经过调幅的高频振荡电流的波形。 (2)使高频电磁波的频率随信号的强弱而变的调制方式叫调频,电台的立体声广播和电视中的伴音信号采用调频波。如图所示是调频的作用,其中甲为声音信号的波形,乙为高频等幅振荡电流的波形,丙为经过调频的高频振荡电流的波形。 2.调制和解调 声音、图像等信号频率相对较低,不能转化为电信号直接发射出去,而是要将这些低频信号加载到高频电磁波信号上再发射出去。将声音、图像信号加载到高频电磁波上的过程就是调制。而将声音、图像信号从高频信号中还原出来的过程就是解调。 逐点清(四)　电磁波谱 1.电磁波谱分布情况 按电磁波的波长从长到短分布为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。 2.电磁波谱的特性和应用 电磁 波谱 真空中 波长/m 产生 机理 特性 应用 递变 规律 无线 电波 >10-3 振荡电路中电子周期性运动产生 波动性强,易发生明显衍射 无线电技术 频率变大波长变小 红外 线 10-3~ 10-7 原子的外层电子受激发后产生 热效应 红外线遥感 可见 光 10-7 引起 视觉 照明、 摄影　 紫外 线 10-7~ 10-9 化学效应、荧光效应、灭菌消毒 医用消 毒、防伪 X 射线 10-8~ 10-11 原子的内层电子受激发后产生 贯穿 性强 检查、 医用　 透视　 γ 射线 <10-11 原子核受激发后产生 贯穿本领最强 工业探 伤、医用 治疗 3.对电磁波谱的三点说明 (1)波长不同的电磁波,表现出不同的特性。其中波长较长的无线电波和红外线等,易发生干涉、明显衍射现象;波长较短的X射线、γ射线等,穿透能力较强; (2)电磁波谱中,相邻两波段的电磁波的波长并没有很明显的界线,如紫外线和X射线、X射线和γ射线都有重叠; (3)电磁波的能量随频率的增大而增大。 [考法全训] 考法1　电磁波谱 1.(2025·武汉高三检测)(多选)下列关于电磁波谱的理解正确的是 (　　) A.红外线的波长比紫外线的波长短 B.可见光不属于电磁波 C.无线电波的波长比γ射线的波长要长 D.微波属于电磁波 考法2　电磁波的特性 2.(2025·陕西模拟)“磁星”拥有极强的磁场,通过磁场的衰减,使之能源源不绝地释放出以X射线及γ射线为主的高能量电磁辐射,下列说法正确的是 (　　) A.X射线是高速电子流 B.X射线的波长大于γ射线的波长 C.γ射线主要具有热作用 D.γ射线是原子内层电子受激发而产生的 考法3　电磁波的应用 3.(多选)关于电磁波的应用,下列说法正确的是 (　　) A.红外线、X射线、γ射线中红外线的波长最短 B.银行的验钞机和家用电器的遥控器发出的光都是紫外线 C.微波主要用于广播及其他信号的传输 D.X射线可以用于诊断病情,γ射线可以摧毁病变的细胞 4.(2025·长沙高三调研)量子雷达是隐身战机的克星,可以捕捉到普通雷达无法探测到的目标。有一类量子雷达仍采用发射经典态的电磁波,但在接收机处使用量子增强检测技术以提升雷达系统的性能。下列说法正确的是 (　　) A.量子就是α粒子 B.隐身战机不向外辐射红外线 C.电磁波在真空中的传播速度与其频率无关 D.量子雷达是利用目标物体发射的电磁波工作的 11 / 11 学科网（北京）股份有限公司 $$