第四章 电磁波 章末总结 课件 -2025-2026学年高二下学期物理鲁科版选择性必修第二册

该高中物理课件系统梳理了电磁感应单元核心知识，涵盖电磁感应的产生（麦克斯韦预言、赫兹验证、LC振荡电路）、电磁波的发射传播接收及应用、发电机与变压器等内容，通过知识框架将概念规律与实际应用串联，构建完整知识网络。 其亮点在于采用“专题研析-规律总结-分层训练”模式，如专题一结合LC振荡电流图像分析充放电过程，提炼电荷量与电流、电场能与磁场能的变化规律，培养科学思维中的模型建构与科学推理能力。针对训练和达标训练分层设计，帮助学生巩固知识，教师可通过实例精准教学，提升复习效率。

章末总结 专题研析·拓展提升 专题一　电磁振荡过程分析 [例1] (双选)如图甲为LC振荡电路,其中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像,假设回路中电流顺时针方向为正,则下列说法正确的是(　 　) 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 CD 【解析】 在第1 s末到第2 s末的过程中,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,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。 (1)分析两类物理量:电荷量Q决定了电场能的大小,电容器极板间电压U、电场强度E、电场能EE的变化规律与Q的变化规律相同;振荡电流i决定了磁场能的大小,线圈中的磁感应强度B、磁通量Φ、磁场能EB的变化规律与i的变化规律相同。 (2)两个过程:放电过程电荷量Q减小,振荡电流i增大;充电过程电荷量Q增大,振荡电流i减小。 (3)两个瞬间:放电完毕瞬间Q=0,i最大;充电完毕瞬间i=0,Q最大。 ·规律方法· [针对训练1] 如图所示,单刀双掷开关S先打到a端让电容器充满电。t=0时开关S打到b端,t=0.02 s 时LC回路中电容器下极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值,则(　　) A.LC回路的周期为0.02 s B.LC回路的电流最大时电容器中电场能最大 C.t=1.01 s时线圈中磁场能最大 D.t=1.01 s时回路中电流沿顺时针方向 C 【解析】 当电容C充满电后,电容器上极板带正电,电容器中电场能最大,开关S打到b端后,电容器开始放电,当电荷释放完瞬间,LC回路电流最大,电场能转化为磁场能;接着自感线圈对电容器充电,回路中电流逐渐减弱,磁场能转化为电场能,此时电容器下极板带正电;随后电容器开始放电,然后自感线圈再对电容器充电,最后电容器上极板带正电,一个完整的振荡周期结束。根据以上分析 T=0.04 s,选项A错误。电流最大时磁场能最大,电场能最小,选项B错误。t=1.01 s,即相当于 25.25T,即从题目初始状态开始,经过0.25T,电荷释放完,回路中电流最大,自感线圈中磁场能最大,选项C正确。根据以上分析,在0.25T时,线路中的电流是逆时针方向,选项D错误。 专题二　电磁波和电磁波谱 [例2] (双选)关于电磁波的特性,下列说法正确的是( 　　) A.红外线遥感是利用了红外线波长较长的特点 B.一切物体都在不停地发射红外线,温度越高,红外辐射越强 C.验钞机检验钞票真伪体现了紫外线的杀菌作用 D.X射线可深入骨骼,杀死病变细胞 AB 【解析】 红外线波长较长,能够发生明显衍射现象,故A正确;一切物体都在发射红外线,红外辐射本领和物体温度正相关,故B正确;钞票上有荧光物质,验钞机发出的紫外线具有荧光作用,可以使荧光物质发光,故C错误;在人体内杀死病变细胞是利用了γ射线的放射作用,X射线可用来检查人体器官,故D错误。 (1)按波长由长到短(频率由低到高)的顺序。 无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等合起来,构成了范围非常广阔的电磁波谱。 (2)各种不同的电磁波既有共性,又有特性。 ①共性:它们在本质上都是电磁波,它们的行为服从相同的规律,都遵守公式c=fλ,它们在真空中的传播速度都是c=3.0×108 m/s,它们的传播都不需要介质,各波段之间并没有绝对的界限。 ·规律方法· ·规律方法· ②特性:不同电磁波的频率或波长不同,表现出不同的特性。波长越长越容易产生干涉、衍射现象,波长越短,干涉、衍射现象越不明显。正是这些不同的特性决定了它们不同的用途。 (3)电磁波和机械波在波动性上有相同点,都遵守v=fλ,但本质不同,机械波不能在真空中传播,而电磁波的传播不需要介质。 [针对训练2] (双选)(2021·福建卷)以声波作为信息载体的水声通信是水下长距离通信的主要手段。2020年 11月 10日,中国载人潜水器“奋斗者”号创造了10 909米深潜纪录。此次深潜作业利用了水声通信和电磁通信等多种通信方式进行指令传输或数据交换,如图所示。下列说法正确的是(　 　) A.“奋斗者”号与“探索一号”通信的信息载体属于横波 B.“奋斗者”号与“沧海”号通信的信息载体属于横波 C.“探索一号”与通信卫星的实时通信可以通过机械波实现 D.“探索一号”与“探索二号”的通信过程也是能量传播的过程 BD 【解析】 “奋斗者”号与“探索一号”通信是通过水声通信,声音在水中的传播是纵波,故信息载体属于纵波,故A错误;“奋斗者”号与“沧海”号通信是通过无线蓝绿光通信,光以横波的形式传播,故信息载体属于横波,故B正确;因为太空中没有介质,故机械波无法传播,所以“探索一号”与通信卫星的实时通信只能通过电磁通信来实现,故C错误;传递信息的过程也是传递能量的过程,故“探索一号”与“探索二号”的通信过程也是能量传播的过程,故D正确。 达标训练·检测效果 1.随着通信技术的更新换代,无线通信使用的电磁波频率更高,频率资源更丰富,在相同时间内能够传输的信息量更大。第5代移动通信技术(简称5G)意味着更快的网速和更大的网络容载能力,“4G改变生活,5G改变社会”。与4G相比,5G使用的电磁波(　　) A.光子能量更大 B.衍射更明显 C.传播速度更大 D.波长更长 A 【解析】 5G使用的电磁波频率比4G更大,根据 E=hν,可知5G使用的电磁波比4G光子能量更大,A正确;光在真空中传播速度相同,根据v=λf可知,5G使用的电磁波波长更短,不易发生明显衍射,B、C、D错误。 2.用非接触式体温测量仪,通过人体辐射的红外线测量体温,用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒。关于红外线和紫外线的说法正确的是(　　) A.在同一介质中,红外线的波长比红光的波长大 B.只有热的物体才能辐射红外线 C.在同一介质中,紫外线的波长比紫光的波长大 D.红外线和紫外线都是可见光 A 【解析】 根据电磁波谱可知,在同一介质中,红外线的波长比红光的波长大,故A正确;一切物体都在不停地辐射红外线,故B错误;根据电磁波谱可知,在同一介质中,紫外线的波长比紫光的波长小,故C错误;红外线和紫外线都不是可见光,故D错误。 3.(双选)如图所示为理想LC振荡电路,此时刻电容器极板间的电场强度方向和线圈中的磁场方向如图所示。下列说法正确的是(　 　) A.如图所示的时刻电容器正在放电 B.电路中的磁场能在增加 C.电容器两端的电压在增加 D.电容器的两极板间距离变大,振荡电流的频率增大 CD 4.(双选)蓝牙是一种使用2.4 GHz频段的无线电波支持设备短距离通信的技术,能在手机、无线耳机、智能手环、打印机等众多设备之间进行信息交换,则(　 　) A.这个频段的电磁波比γ射线能量更高 B.这个频段的电磁波比紫外线更难观察到明显衍射现象 C.蓝牙信号“穿墙”时,在墙壁中的传播速率小于 3×108 m/s D.智能手机中集成的蓝牙模块有发射和接收电磁波的功能 CD 【解析】 γ射线是电磁波谱中能量最高的,故A错误;蓝牙的频段为2.4 GHz,低于紫外线的频段,其波长较紫外线长些,比紫外线更容易观察到明显衍射现象,故B错误;3×108 m/s是电磁波在真空中的传播速度,也是最大的速度,电磁波在介质中的传播速度会变小,故C正确;智能手机利用蓝牙技术进行信息交换,可以断定智能手机中集成的蓝牙模块有发射和接收电磁波的功能,故D正确。 5.(双选)如图所示LC振荡电路中,电容C为0.4 μF,电感L为1 mH。已充电的平行板电容器两极板水平放置。开关S断开时,极板间有一带电的灰尘恰好静止。当开关S闭合时,灰尘在电容器内运动。不计带电灰尘对电路的影响,则(　 　) A.灰尘的加速度为g时,电感线圈中磁场能最大 B.灰尘将在两极板间做单向直线运动,直至碰到极板 C.从S闭合开始计时,经2π×10-5 s,电感线圈中电流最大 D.从S闭合开始计时,经4π×10-5 s,电感线圈中电流最大 AB 6.许多先进的军事作战单位安装了有源相控阵雷达,有源相控阵雷达是相控阵雷达的一种。有源相控阵雷达的每个辐射器都配装有一个发射/接收组件,每一个组件都能自己产生、接收电磁波,因此在频宽、信号处理和冗度设计上都比无源相控阵雷达具有较大的优势。下列说法正确的是(　　) A.雷达使用的电磁波是长波,它利用了长波容易发生衍射可以绕开障碍物远距离传播的特点 B.雷达使用的电磁波是微波,它利用了微波直线性好、反射性强的特点 C.雷达发射的电磁波会经过调制、调幅或调频、调谐、解调几个过程 D.雷达使用的电磁波比红外遥感使用的电磁波频率大 B 【解析】 雷达是根据反射回来的电磁波来测距和测速的,所以应采用直线性好、反射性强的微波,A错误,B正确;雷达发射的电磁波不需要携带信号,所以不需要经过调制和解调等过程,C错误;雷达使用的电磁波是微波,红外遥感使用的电磁波是红外线,微波的频率比红外线的小,D错误。 7.如图所示的振荡电路中,线圈自感系数L=0.5 H,电容器电容 C=2 μF,现使电容器上极板带正电,则振荡电路的振荡周期为　　　 　s,从接通开关S时刻算起,在t=3.0×10-2 s时,电路中电流方向是　　　　　　　,在时间t= 　　　　　　 s时,线圈中的磁场能第一次达到最大。  6.28×10-3 顺时针方向 1.57×10-3 感谢观看 【解析】 根据安培定则可以得到线圈中的电流为逆时针方向(俯视),故电容器正在充电,故A错误;电容器充电,电场能增加,磁场能减少,故B错误;电容器在充电,其两端的电压正在增加,故C正确;电容器的两极板间距离变大,电容减小,由LC振荡电路的周期公式T=2π 可得周期减小,故振荡电流频率增大,故D正确。 【解析】 LC振荡电路的振荡周期为T=2π=2π s=4π×10-5 s,从S闭合开始计时,闭合开关S后,电容器开始放电,经2π×10-5 s(即T)或经4π×10-5 s(即T),电容器刚好充电完毕,电容器极板的电荷量最大,电感线圈中电流最小,C、D错误;灰尘的加速度为g时,灰尘受到的静电力为0,电容器极板的电荷量为零,电感线圈中电流最大,磁场能最大,A正确;开关S断开时,灰尘恰好静止,开关S闭合后,在 0～T内,重力大于向上的静电力,灰尘加速下降,在T～T内,静电力向下,灰尘加速下降,在T～T内,重力大于向上的静电力,灰尘加速下降,故灰尘将在两极板间做单向直线运动,直至碰到极板,B正确。 【解析】 LC振荡电路的周期T=2π=2π s≈6.28×10-3 s,当t=3.0×10-2 s时,t≈4.78T,即T<t<5T,此时电容器正处于顺时针方向充电阶段,所以电流方向为顺时针。当接通开关S时,电容器开始放电,当电场能完全转化为磁场能时,线圈中的磁场能第一次达到最大,此时t==1.57×10-3 s。 $