2026届高考物理一轮复习讲义:第十二章 第三讲 电磁振荡与电磁波
第十二章 交变电流 传感器
第三讲 电磁振荡与电磁波
[选择性必修第二册]
1.阅读教材第四章第2节的全部内容,首先预言电磁波的存在、证实电磁波的存在的科学家分别是谁?麦克斯韦基本电磁场理论是什么?
提示:麦克斯韦、赫兹。变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场,变化的电场和磁场交替产生并由近及远的向外传播形成电磁波。
2.阅读教材第四章第3节全部内容,知道无线电波的发射与接收的基本原理。
提示:发射需要开放电路及调制;接收需要调谐与检波。
3.阅读教材必修第三册第十三章第4节及选择性必修第二册第四章第4节全部内容,知道电磁波谱。
提示:电磁波谱就是电磁波按波长或频率大小的顺序把它们排列起来,如图所示。
4.请完成教材第四章第3节【练习与应用】T1。
提示:结构图如下。
调幅与调频的区别:调幅是使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变。调频是使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变。
5.请完成教材第四章【复习与提高】B组T1和T5。
提示:T1.如图4-3所示。
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第十二章 交变电流 传感器
T5.
汽车两次反射无线电波时离雷达的距离分别为:,
,两次反射无线电波的时间间隔
,汽车的位移
,汽车车速
。解得
。
1.电磁振荡
(1)振荡电流:大小和方向都做周期性迅速变化的电流,叫作振荡电流,振荡电流实际上就是交变电流,不过习惯上指频率很高的交变电流。
(2)振荡电路:产生振荡电流的电路,最基本的振荡电路为LC振荡电路。
LC振荡电路:由线圈和电容器组成的电路,是最简单的振荡电路。LC振荡电路产生的振荡电流按正弦规律变化。
(3)电磁振荡的周期和频率
①周期T=。②频率f=
。
2.电磁振荡中各物理量变化情况
时刻(时间) | 0→ |
|
|
|
工作过程 | 放电过程 | 充电过程 | 放电过程 | 充电过程 |
q | qm→0 | 0→qm | qm→0 | 0→qm |
u | um→0 | 0→um | um→0 | 0→um |
E | Em→0 | 0→Em | Em→0 | 0→Em |
i | 0→im | im→0 | 0→im | im→0 |
B | 0→Bm | Bm→0 | 0→Bm | Bm→0 |
能量 | E电→E磁 | E磁→E电 | E电→E磁 | E磁→E电 |
3.振荡电流、板载电荷量随时间的变化图像
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第十二章 交变电流 传感器
题型一 电磁振荡中各物理量的变化规律
(2024·山东威海·联考题)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小
答案 C
解析 根据电容器极板间的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,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。
题型二 振荡电路中的图像问题
(2025·四川眉山·模拟题)LC振荡电路的振荡周期为T,t=0时刻线圈中的磁场最强,方向如图所示。LC振荡电路中的电流为i,电容器极板a带的电荷量为q,线圈中储存的磁场能为E磁(与通过线圈的电流的平方成正比),极板间储存的电场能为E电(与电容器所带的电荷量的平方成正比),以a极板所带的正电荷增加时的电流方向为正。下列图像可能正确的是( )
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7.各种电磁波产生机理
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 |
8.电磁波的两点说明
(1)波长越长,越容易产生干涉、衍射现象,波长越短穿透能力越强。
(2)同频率的电磁波,在不同介质中速度不同。不同频率的电磁波,在同一种介质中传播时,频率越大折射率越大,速度越小。
题型一 麦克斯韦的电磁场理论
(多选)(2024·江西·联考题)应用麦克斯韦的电磁场理论判断如图所示的电场产生磁场(或磁场产生电场)的关系图像中(每个选项中的上图是表示变化的场,下图是表示变化的场产生的另外的场),正确的是( )
A | B | C | D |
答案 BC
解析 恒定的磁场不产生电场,A项错误;均匀变化的电场产生恒定的磁场,B项正确;周期性变化的磁场产生周期性变化的电场,C项正确;周期性变化的电场产生周期性变化的磁场,二者相差四分之一个周期,D项错误。故选BC。
题型二 电磁波的发射和接收
(2025·湖北·联考题)在电磁波发射技术中,使电磁波随各种信号而改变的技术叫调制,调制分调幅和调频两种,如图所示,甲是需要输送的低频信号, 乙和丙是调制后的电磁波, 下列说法正确的是( )
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