第13章 第3讲 电磁振荡 电磁波（课件PPT）-【正禾一本通】2026年新高考物理高三一轮总复习高效讲义

该高中物理高考复习课件聚焦“电磁振荡 电磁波”专题，依据高考评价体系梳理了LC振荡电路状态分析、周期频率计算、麦克斯韦电磁场理论、电磁波谱应用等核心考点，通过归纳状态判断、图像分析、公式应用等常考题型，体现高考备考的针对性和实用性。 课件亮点在于“真题解析+素养导向”的复习策略，如结合2024广东模拟题分析电磁波谱波长频率关系，运用科学思维建构LC振荡电路模型，借助物理观念理解能量转化规律，帮助学生突破周期与电荷量无关等易错点，教师可据此精准指导学生掌握答题技巧，提升高考冲刺效率。

第3讲 电磁振荡　电磁波 考点一 考点二 02 01 备考目标 正禾一本通 高三一轮总复习高效讲义（物理） 2 电磁振荡 整合必备知识 考点一 周期性 振荡电流 电流 磁感应强 度B 正禾一本通 高三一轮总复习高效讲义（物理） 3 电场 磁场 磁场 电场 周期性 正禾一本通 高三一轮总复习高效讲义（物理） × √ √ 正禾一本通 高三一轮总复习高效讲义（物理） 正禾一本通 高三一轮总复习高效讲义（物理） 6 提升关键能力 正禾一本通 高三一轮总复习高效讲义（物理） 7 正禾一本通 高三一轮总复习高效讲义（物理） 正禾一本通 高三一轮总复习高效讲义（物理） 正禾一本通 高三一轮总复习高效讲义（物理） 正禾一本通 高三一轮总复习高效讲义（物理） 正禾一本通 高三一轮总复习高效讲义（物理） 电磁场与电磁波　电磁波谱 整合必备知识 考点二 电场 磁场 介质 小 3×108 正禾一本通 高三一轮总复习高效讲义（物理） 13 开放 高频振荡 频率 振幅 调制 正禾一本通 高三一轮总复习高效讲义（物理） 波长 频率 可见光 X射线 正禾一本通 高三一轮总复习高效讲义（物理） 正禾一本通 高三一轮总复习高效讲义（物理） 提升关键能力 正禾一本通 高三一轮总复习高效讲义（物理） 17 正禾一本通 高三一轮总复习高效讲义（物理） 正禾一本通 高三一轮总复习高效讲义（物理） 正禾一本通 高三一轮总复习高效讲义（物理） 正禾一本通 高三一轮总复习高效讲义（物理） 课下巩固精练卷（三十五） 电磁振荡　电磁波 正禾一本通 高三一轮总复习高效讲义（物理） 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 正禾一本通 23 01 02 03 04 06 07 08 09 10 05 11 12 正禾一本通 01 02 03 04 06 07 08 09 10 05 11 12 正禾一本通 01 02 03 04 06 07 08 09 10 05 11 12 正禾一本通 01 02 03 04 06 07 08 09 10 05 11 12 正禾一本通 01 02 03 04 06 07 08 09 10 05 11 12 正禾一本通 01 02 03 04 06 07 08 09 10 05 11 12 正禾一本通 01 02 03 04 06 07 08 09 10 05 11 12 正禾一本通 01 02 03 04 06 07 08 09 10 05 11 12 正禾一本通 01 02 03 04 06 07 08 09 10 05 11 12 正禾一本通 01 02 03 04 06 07 08 09 10 05 11 12 正禾一本通 01 02 03 04 06 07 08 09 10 05 11 12 正禾一本通 01 02 03 04 06 07 08 09 10 05 11 12 正禾一本通 01 02 03 04 06 07 08 09 10 05 11 12 正禾一本通 01 02 03 04 06 07 08 09 10 05 11 12 正禾一本通 01 02 03 04 06 07 08 09 10 05 11 12 正禾一本通 01 02 03 04 06 07 08 09 10 05 11 12 正禾一本通 01 02 03 04 06 07 08 09 10 05 11 12 正禾一本通 01 02 03 04 06 07 08 09 10 05 11 12 正禾一本通 01 02 03 04 06 07 08 09 10 05 11 12 正禾一本通 01 02 03 04 06 07 08 09 10 05 11 12 正禾一本通 01 02 03 04 06 07 08 09 10 05 11 12 正禾一本通 谢谢观看 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的能量转化情况。 2.掌握电磁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、传播和接收过程。 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LC振荡电路。 3．电磁振荡：在LC振荡电路中，电容器不断地充电和放电，就会使电容器极板上的电荷量q、电路中的 、电容器内电场强度E、线圈内的 发生周期性变化，这种现象就是电磁振荡。 4．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。 5．电磁振荡的周期和频率 (1)周期T＝ 。 (2)频率f＝ 。 [辨析明理] 1．判断下列说法的正误 (1)在LC振荡电路中，当电容器放电完毕时，回路中的电流最小。 ( ) (2)在LC振荡电路中，当回路中的电流为零时，电容器储存的电场能最大。 ( ) (3)LC振荡电路的周期与电容器的带电量或流过线圈的电流大小无关。 ( ) 2．如图甲、乙、丙、丁、戊五个图代表LC振荡电路中的五个状态。试画出从甲开始计时一个周期内的i­t图像和q­t图像。 提示： 角度(一) 对LC振荡电路的状态分析 LC振荡电路充、放电过程的判断 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 【例1】 如图为发射电磁波的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 解析：选B。由题图知，电流正流向电容器正极，电容器正在充电，所带电荷量正在增加，电容器中的电场能正在增大，而电路中的电流正在减小，线圈中磁场能正在减小，磁场能正在转化为电场能，故B正确。 [思维延伸]在“例1”中，若电路中电流方向如图所示，试分析LC振荡电路所处的状态。 提示：由图可知，电流流向负极板，电容器所带电荷量减小，即电容器在放电，振荡电流增大，由于电容器放电，电场能正在向磁场能转化。 【例2】 如图所示，L为一电阻可忽略的线圈，R为一电阻，C为电容器，开关S处于闭合状态，现突然断开S，并开始计时，能正确反映LC回路中电流i(规定顺时针方向为正)及电容器中电场强度E(由a板指向b板为电场强度的正方向)随时间变化的图像是(　　 ) 解析：选C。因为L为一电阻可忽略的线圈，可知当开关闭合时，电容器带电荷量为零，通过线圈L的电流向下；断开开关S后，电流在LC电路中开始振荡，电容器开始充电，电流方向逆时针方向(负方向)且电流大小逐渐减小，b板带正电荷且逐渐增加，即负方向的电场强度逐渐增加，则选项A、B、D错误，C正确。 [应考反思]要对图像做出正确选择，LC振荡电路的初状态判断至关重要，审题时注意“L为一电阻可忽略的线圈”。 角度(二) 电磁振荡的周期和频率 【例3】 某LC电路的振荡频率为520 kHz，为能提高到1 040 kHz，以下说法正确的是(　　 ) A．调节可变电容，使电容增大为原来的4倍 B．调节可变电容，使电容减小为原来的 C．调节电感线圈，使线圈匝数增加到原来的4倍 D．调节电感线圈，使线圈电感变为原来的 解析：选B。由振荡频率公式f＝可知，要使频率提高到原来的2倍，则可以减小电容使之变为原来的，或减小电感使之变为原来的，故B正确，A、C、D错误。 1．电磁场与电磁波 2．电磁波的发射与接收 3．电磁波谱：按照电磁波的 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、 、γ射线。 4．各种电磁波产生的机理 无线电波 振荡电路中电子周期性运动产生 红外线、可见光和紫外线 原子的外层电子受激发后产生 X射线 原子的内层电子受激发后产生 γ射线 原子核受激发后产生 [辨析明理] 判断下列说法的正误 (1)振荡电路的频率越高，发射电磁波的本领越大 。 ( ) (2)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。( ) (3)振荡电路的电场和磁场必须集中到尽可能小的空间，这样才能有效地把能量辐射出去。 ( ) (4)只有接收电路发生电谐振时，接收电路中才有振荡电流。 ( ) × √ √ × 角度(一) 对麦克斯韦电磁场理论的理解 电→磁 磁→电 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 【例4】 某电路中电场强度随时间变化的关系图像如图所示，能发射电磁波的是(　　 ) 解析：选D。由麦克斯韦电磁场理论知，当空间出现恒定的电场时(如题图A)，由于它不激发磁场，故无电磁波产生；当出现均匀变化的电场时(如题图B、C)，会激发出磁场，但磁场恒定，不会在较远处激发出电场，故也不会产生电磁波；周期性变化的电场(如题图D)，会激发出周期性变化的磁场，它又激发出周期性变化的电场……如此交替的产生磁场和电场，便会形成电磁波，故D正确。 角度(二) 对电磁波的理解 【例5】 以下关于电磁场和电磁波的说法中正确的是(　　 ) A．电场和磁场总是同时存在的，统称为电磁场 B．电磁波是机械波，传播需要介质 C. 电磁波的传播速度是3×108 m/s D．电磁波可在真空中传播 解析：选D。变化的电场与变化的磁场相互联系，它们统称为电磁场，A错误；电磁波不是机械波，传播不需要介质，B错误；电磁波在真空中的传播速度是3×108 m/s，C错误；电磁波可在真空中传播，D正确。 角度(三) 电磁波谱的分类及应用 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， 直线传 播能力 增强 红外线 1011～1015 10-7～10-3 热效应 红外遥感 可见光 1015 10-7 引起视觉 照明、摄影 紫外线 1015～1016 10-8～10-7 化学效应、荧光效应、灭菌消毒 医用消毒、防伪 X射线 1016～1019 10-11～10-8 穿透本领强 检查、医用透视 γ射线 >1019 <10-11 穿透本领更强 工业探伤、医用治疗 【例6】 关于电磁波谱，下列说法正确的是(　　 ) A．在真空中各种电磁波的传播速度不同 B．γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高 C．紫外线比紫光更容易发生干涉和衍射 D．在电磁波谱中，最易发生衍射现象的是γ射线 解析：选B。电磁波在真空中的传播速度都为3.0×108 m/s，故A错误；γ射线是波长最短的电磁波，它比X射线的频率还要高，故B正确；在电磁波谱中从无线电波到γ射线，波长逐渐变短，频率逐渐升高，而波长越长，波动性越强，越容易发生干涉、衍射现象，因此紫光比紫外线更容易发生干涉和衍射现象，电磁波谱中无线电波最容易发生衍射现象，故C、D错误。 【基础落实练】 1．(2024·广东广州模拟)“中国天眼”通过接收来自宇宙深处的电磁波探索宇宙。关于电磁波，下列说法正确的是(　　) A．在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量最大时电路中的电流最小 B．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围也一定产生变化的电场 C．在真空中无线电波、红外线、可见光、紫外线的波长依次变短，速度依次变小 D．紫外线比红外线更容易发生衍射现象 解析：选A。在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量最大时，电路中的电流最小，故A正确；根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的电场产生恒定的磁场，均匀变化的磁场产生恒定的电场，故B错误；在真空中无线电波、红外线、可见光、紫外线的波长依次变短，速度相同，故C错误；紫外线波长比红外线短，紫外线比红外线更不容易发生衍射现象，故D错误。 2．中国6G技术专利数量全球遥遥领先。6G通讯采用比5G频段(109Hz)高出很多的太赫兹频段(1011 Hz～1013 Hz)电磁波传播数据，传输能力比5G提升100倍。与5G频段电磁波相比，6G频段电磁波(　　 ) A．传播时的波长长 B．空中传播的速度大 C．容易绕过高楼等障碍物 D．不容易发生衍射现象 解析：选D。6G信号的频率大于5G信号的频率，根据v＝λf可知，6G信号的波长比5G信号的波长更短，A错误；6G信号和5G信号在空中传播的速度相同，B错误；6G信号比5G信号的频率高，则6G信号比5G信号波长短，6G信号比5G信号更不容易绕过障碍物，不容易发生衍射现象，C错误，D正确。 3．某同学自己绕制天线线圈，制作一个简单的收音机，用来收听中波的无线电广播，初步制作后发现有一个频率最高的中波电台收不到，但可以接收其他中波电台。适当调整后，去户外使用，假设空间中存在波长分别为300 m、397 m、566 m的无线电波，下列说法正确的是(　　) A．使接收电路产生电谐振的过程叫做解调 B．在电磁波发射技术中，只有调频这种调制方式 C. 为更好接收波长为300 m的无线电波，应把收音机的调谐频率调到1 MHz D．为了能收到频率最高的中波电台，应增加线圈的匝数 解析：选C。使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐，故A错误；在电磁波发射技术中，有调频和调幅两种调制方式，故B错误；为更好接收波长为300 m的无线电波，根据f＝ Hz＝1×106 Hz＝1 MHz可知，应把收音机的调谐频率调到1 MHz，故C正确；为了能收到频率最高的中波电台，应增大调谐电路的固有频率，根据f＝可知，应减少线圈的匝数，故D错误。 4．(多选)(2024·福建宁德模拟)许多光学现象在科学技术上得到了应用，以下对一些应用的解释，正确的是(　　 ) A．紫外验钞机利用的是紫外线的化学作用 B．X光透视利用了X光的穿透作用 C．工业上的金属探伤利用的是γ射线具有极强的穿透能力 D．红外遥感技术利用了一切物体都在不停地辐射红外线的特点 解析：选BCD。紫外验钞机利用了紫外线的荧光效应，故A错误；X射线具有较强的穿透能力，在医学上用它来透视人体，检查病变和骨折情况，故B正确；γ射线具有极强的穿透能力，工业上的金属探伤就是利用这个原理，故C正确；一切物体都在不停地辐射红外线，红外遥感技术就是利用这个原理，故D正确。 5．如图为理想LC振荡电路工作中的某时刻，电容器两极板间的电场强度E的方向与线圈内的磁感应强度的方向如图所示，M是电路中的一点。下列说法中正确的是(　　 ) A．电路中的磁场能在增大 B．流过M点的电流方向向右 C．电路中电流正在减小 D．电容器所带电荷量正在减少 解析：选C。根据电容器中电场方向可知上极板为正极板，由安培定则可知电路中电流方向为逆时针，所以该时刻电容器正在充电。电路中的电场能在增大，磁场能在减小，流过M点的电流方向向左，电路中电流正在减小，电容器所带电荷量正在增大，故A、B、D错误，C正确。 6．(2024·浙江温州模拟)无线话筒就是LC振荡电路在实际中应用的典型实例，某LC振荡电路某时刻磁场方向如图所示，则(　　 ) A．取出线圈中的铁芯，振荡电路的频率将变小 B．若磁场正在增强，根据楞次定律，回路中电流方向为逆时针 C．若刚放电时电容器所带电荷量越多，则一个周期内平均电流越大 D．电流减小时，电容器储存的电场能一定增大 解析：选D。根据f＝可知，取出线圈中的铁芯，振荡电路的频率将变大，故A错误；若磁场正在增强，说明电容器在放电，根据安培定则，回路中电流方向为顺时针，故B错误；一个周期内LC振荡电路平均电流为零，与刚放电时电容器所带电荷量无关，故C错误；电流减小时，线圈磁场能减弱，根据能量守恒定律可知电容器储存的电场能一定增大，故D正确。 7．太赫兹(THz)波是指频率在0.1～10 THz(波长为30 μm～3 000 μm)范围内的电磁波，利用该频段可以加深和拓展人类对物理学、化学、天文学、信息学和生命科学中一些基本科学问题的认识。通过和电磁波谱对比，下列说法正确的是(　　) A．太赫兹波比蓝光更容易发生明显衍射 B．太赫兹波比紫外线的能量更大 C．太赫兹波比短波频率更小 D．太赫兹波可以用于工业探伤 解析：选A。发生明显衍射现象的条件是尺度或者孔径小于等于波长，太赫兹波长比蓝光大，更容易发生明显衍射，故A正确；由c＝λf可知，波长越大，频率越小，太赫兹波长比紫外线大，频率低于紫外线，根据爱因斯坦的光子说，可知它的光子的能量比紫外线光子的能量更小，故B错误；太赫兹波长比短波小，频率比短波大，故C错误；由于频率越高，其穿透力越强，太赫兹波频率远低于X射线，其比X射线穿透能力更弱，不可以用于工业探伤，故D错误。 【综合提升练】 8．(多选)随着科技的进步，越来越多的人使用蓝牙耳机，手机与基站及耳机的通信如图所示，若基站与手机、手机与耳机之间通信的电磁波分别为甲波、乙波，则以下说法正确的是(　　) A．甲、乙波的频率都比可见光的频率小 B．真空中甲波的传播速度比乙波慢 C．真空中甲波比乙波更容易绕过障碍物 D．甲波与乙波可以发生干涉 解析：选AC。由图可知甲、乙波的波长都比可见光波长长，由c＝λf可得，甲、乙波的频率都比可见光的频率小，故A正确；所有频率的电磁波在真空中的传播速度都为3×108 m/s，B错误；波长越短的波越不容易发生衍射，甲波波长比乙波长，所以真空中甲波比乙波更容易绕过障碍物，C正确；甲波与乙波频率不同，不能发生稳定的干涉，D错误。 9．(多选)图甲为LC振荡电路，图乙描绘的是流过电路中M点的电流随时间变化规律的图线，假设回路中电流顺时针方向为正。下列说法正确的是(　　) A．在第1 s末到第2 s末的过程中，电容器正在向外电路放电 B．在第1 s末到第2 s末的过程中，电容器的下极板带负电 C．在第2 s末到第3 s末的过程中，M点的电势比N点的电势低 D．在第2 s末到第3 s末的过程中，电路中电场能正在逐渐减小 解析：选CD。在1 s末到第2 s的过程中，振荡电流是充电电流，充电电流是由上极板流向下极板，则下极板带正电，A、B错误；在第2 s末到第3 s末的过程中，振荡电流是放电电流，电场能正在减小，磁场能正在增大，放电电流是由下极板流向上极板，由于电流为负值，所以由N流向M，则N点的电势高，C、D正确。 10．如图所示为某款玩具内的LC振荡电路，已知线圈自感系数L＝2.5×10-3 H，电容器电容C＝4μF，LC振荡电路的周期公式为T＝2π。t＝0时刻，上极板带正电，下极板带负电，瞬时电流为零，则(　　 ) A．LC振荡电路的周期T＝π×10-4 s B．当t＝×10-4 s时，电路中的磁场能最大 C．当t＝×10-4 s时，线圈中的自感电动势最大 D．在t＝×10-4 s至×10-4 s时间内，电路中电流始终沿逆时针方向 解析：选B。由周期公式可得T＝2π×10-4 s，A错误；经过t＝×10-4 s，即，放电完毕，电场能最小，电流最大，磁场能最大，B正确；经过t＝×10-4 s，即，电流最大，但变化最慢，故自感电动势最小，C错误；在～时间内，电流先顺时针减小再逆时针增大，即电流方向发生变化，D错误。 11．(2024·广东深圳模拟)为了测量储液罐中液体的液面高度，有人设计了如图所示装置。当开关S从a拨到b时，由电感L与电容C构成的回路中产生振荡电流而向外辐射电磁波，再使用调谐电路来接收甲振荡电路中的电磁波，这样就可通过测量乙中接收的频率而获知甲中的发射频率，进而再获知电容C的值(L值已知)，从而测量储液罐内的液面高度。下列分析判断正确的是(　　 ) A.该装置适用于测量任意种类液体的液面高度 B．该装置测得的振荡频率与所用电源的电动势大小无关 C．当装置使用过久，电源电动势减小时，测量的液面高度比真实值偏小 D．当储物罐内的液面高度降低时，所测到的LC回路中电流的振荡频率变小 解析：选B。该装置适用于测量不导电液体的液面高度，A错误；该装置测得的振荡频率与所用电源的电动势大小无关，当装置使用过久，电源电动势减小时，振荡电路的周期和频率不变，则测量的液面高度相比真实值不变，B正确，C错误；当储物罐内的液面高度降低时，根据C＝，C减小，根据f＝，所测到的LC回路中电流的振荡频率变大， D错误。 12．如图所示为一理想LC电路，已充电的平行板电容器两极板水平放置。电路中开关断开时，极板间有一带电灰尘(图中未画出)恰好静止。若不计带电灰尘对电路的影响，重力加速度为g，灰尘运动时间大于振荡电路周期。当电路中的开关闭合以后，则(　　 ) A．灰尘将在两极板间做往复运动 B．灰尘运动过程中加速度方向可能会向上 C．电场能最大时灰尘的加速度一定为零 D．磁场能最大时灰尘的加速度一定为g 解析：选D。当开关断开时，灰尘静止，则有qE＝mg，此时电场能最大，极板间电场强度最大，若开关闭合，电场能减小，极板间电场强度减小，则灰尘会向下极板运动，振荡回路磁场和电场周期性改变，根据对称性可知当电场方向和初始状态相反且电场能最大时，静电力方向竖直向下，和重力方向相同，此时灰尘的加速度为2g，所以灰尘的加速度不可能向上，灰尘的加速度大于等于0，且一直向下，所以灰尘不会在两极板间做往复运动，故A、B、C错误；当磁场能最大时，电场能为0，极板间电场强度为0，灰尘只受重力，加速度一定为g，故D正确。 $