第34讲　电磁振荡与电磁波 课件 -2027届高考物理一轮专题复习

该高中物理高考复习课件聚焦“电磁振荡与电磁波”专题，依据高考评价体系梳理了电磁振荡（周期公式、能量转化）、电磁波（麦克斯韦理论、发射接收）两大核心考点，通过真题分析明确周期计算、能量转化判断等高频题型，构建系统复习框架。 课件亮点在于“真题解析+技巧提炼+易错警示”的备考策略，如以2025平湖期末题为例，运用科学思维中的模型建构和物理观念中的能量观念，通过“电流方向-电荷量变化-能量转化”三步法突破LC振荡分析，帮助学生掌握答题技巧，教师可据此高效指导复习。

【学习目标】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。 考点一　电磁振荡 考点二　电磁波的特点及应用 内 容 索 引 课时作业 第34讲　电磁振荡与电磁波 1 1.振荡电路 产生大小和方向都做___________迅速变化的电流(即______________)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。  2.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___________、电容器内的电场强度E、线圈内的__________________发生周期性的变化，这种现象就是电磁振荡。  考点一　电磁振荡 周期性 振荡电流 电流i 磁感应强度B 2 3.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周期性的转化。 4.电磁振荡的周期和频率 (1)周期T=2π。 (2)频率f=。 电场 磁场 磁场 电场 3 5.LC电磁振荡的各物理量的变化规律及对应关系 (1)总能量=电场能＋磁场能=恒量 (2)电场能与磁场能交替转化 1.LC振荡电路中，电容器放电完毕时，回路中电流最小。(　 　) 2.同时改变电容器的电容和线圈的电感，振荡电路的周期一定会改变。(　 　) 3.电磁振荡的固有周期与电流的变化快慢有关。(　 　) ✕ ✕ ✕ 4 (2025·平湖期末)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时刻开关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。若电流方向以顺时针为正方向，则LC电路中电流随时间变化的图像是(　 　) A. B. C. D. 例 1 【解析】 单刀双掷开关S先打到a端让电容器充满电。t=0时刻开关S打到b端，在一个周期内，电容器充电两次，放电两次，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，此时经历了充放电各一次，故LC回路的周期为T=0.04 s，A、B错误；t=0时刻回路中电流方向为逆时针，若电流方向以顺时针为正方向，则此时电流为负，C正确，D错误。 C 5 无线话筒就是LC振荡电路在实际中应用的典型实例，一LC振荡电路在某时刻的磁场方向如图所示，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 例 2 【解析】 根据f=，可知取出线圈中的铁芯，振荡电路的频率将变大，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(俯视)，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，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，D正确。 D 6 LC振荡电路充、放电过程的判断方法 技能点拨 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 7 1.麦克斯韦电磁场理论 考点二　电磁波的特点及应用 8 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___________(填“需要”或“不需要”)介质。在真空中不同频率的电磁波传播速度相同，都等于__________________________。在同一介质中不同频率的电磁波传播速度是________的，频率越高，波速________。  (3)v=________，f是电磁波的频率。  3.无线电波的发射 (1)发射条件：________电路和______________信号，所以要对传输信号进行调制。  (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。  电磁波 不需要 光速(或3×108 m/s) 不同 越小 λf 开放 高频振荡 振幅 频率 9 4.无线电波的接收 (1)当接收电路的固有频率跟收到的无线电波的频率________时，接收电路中产生的振荡电流最强，这就是电谐振现象。  (2)使接收电路产生___________的过程叫作调谐，能够调谐的接收电路叫作________电路。  (3)从经过调制的高频电流中还原出______________的过程，叫作________。调幅波的解调也叫检波。  5.电磁波谱 (1)电磁波谱 按电磁波的波长大小或频率高低的顺序把它们排列成的谱叫作电磁波谱。按波长从大到小排列的电磁波谱为：无线电波、___________、可见光、___________、X射线和γ射线。其递变规律为直线传播能力________，衍射能力减弱。  相同 电谐振 调谐 调制信号 解调 红外线 紫外线 增强 10 (2)各种电磁波的产生机理 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。(　 　) 5.调制的两种方法是调谐和调频。(　 　) √ 无线电波 振荡电路中电子周期性的运动产生 红外线、可见光、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 √ ✕ ✕ ✕ 11 根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法中，正确的是(　 　) A.变化的磁场会激发电场，这种电场与静电场相同，其电场线不是闭合曲线 B.变化的电场会激发磁场，这种磁场与电流的磁场不同，其磁感线不是闭合曲线 C.均匀变化的电场激发变化的磁场，空间将产生电磁波 D.振荡的电场激发同频率振荡的磁场，空间将产生电磁波 例 3 【解析】 变化的磁场会激发电场，这种电场与静电场不同，其电场线是闭合曲线，A错误；变化的电场会激发磁场，这种磁场与电流的磁场相同，其磁感线也是闭合曲线，B错误；均匀变化的电场激发稳定的磁场，不产生电磁波，C错误；振荡的电场激发同频率振荡的磁场，空间将产生电磁波，D正确。 D 12 晓君学习了“无线电波的发射和接收”一节后，发现有三个名词“调制”“调谐”“解调”经常混淆，为此他设计了一个方框图来明确它们的关系。下列设计中，正确的是(　 　) 例 4 A 13 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，下列说法中，正确的是(　 　) A.图甲低频信号可直接发射，且发射效率高 B.在电磁波的发射技术中，图乙是调频波 C.在电磁波的发射技术中，图丙是调幅波 D.通过电谐振可以把需要的电磁波接收下来 例 5 甲 乙 丙 D 14 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，下列说法中，正确的是(　 　) A.甲、乙波的频率都比可见光的 频率大 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.甲波与乙波有可能发生干涉 例 6 【解析】 由题图可知甲、乙波的波长都比可见光的波长大，根据波长、波速和频率关系式c=λf，甲、乙波的频率都比可见光的频率小，A错误； 电磁波在真空中传播速度相同，则真空中甲、乙波速度相同，B错误； 由题图可知甲的波长大于乙的波长，则甲的波动性更明显，更容易发生衍射，C正确；两列波发生干涉的条件：频率相同、振动方向相同、相位差恒定，甲、乙波的频率不同，不能发生干涉现象，D错误。 C 15 课时作业 16 答案速对 第十三单元 第34讲　电磁振荡与电磁波 题号 1 2 3 4 5 6 答案 C B C A BD A 1 2 3 4 5 6 17 1.关于电磁振荡和电磁波，下列说法中正确的是(　 　) A.无线电波发射和接收的过程中，使接收电路产生电谐振的过程叫作解调 B.LC振荡电路中的电容变大，其振荡频率也变大 C.LC电路产生电磁振荡的过程中，回路中电流最大的时刻，磁场能也最大 D.只要空间某处的电场发生变化，就会在其周围产生电磁波 C 1 2 3 4 5 6 18 2.500米口径球面射电望远镜(简称FAST)又被称为“中国天眼”，是中国科学院国家天文台的一座射电望远镜，若其工作频率范围是7×107 Hz~3×109 Hz，那么它观测到的电磁波最长波长为(　 　) A.约0.1米 B.约4米 C.约40米 D.约1 000米 【解析】 频率最小的电磁波的波长最长，则最长波长为λ= m≈4 m，B正确。 B 1 2 3 4 5 6 19 3.收音机的调谐电路如图所示，旋转收音机面板上的“调频”旋钮可以改变可变电容器C的电容，进而改变调谐电路的频率。某同学发现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。下列说法中，正确的是(　 　) A.为了收到这个电台，他应该增加线圈的匝数 B.将可变电容器的动片旋出一些后将接收到波长更大的电信号 C.调节“调频”旋钮的目的是使调谐电路的固有频率跟接收的电磁波频率相同 D.收音机经过调谐电路后就可以得到我们所需要的声音信号 【解析】 收不到高频电台的信号，因此需要增加调谐电路的固有频率，根据f=可知，减小线圈匝数，会导致自感系数减小，从而导致固有频率增加，所以应该减小线圈匝数，A错误；电容器的动片旋出一些后电容减小，因此固有频率会增加，根据公式λ=可知，频率越大，波长越小，所以此时调谐电路将接收到波长更小的电信号，B错误；调节“调频”旋钮的目的是达到共振，即使调谐电路的固有频率跟接收的电磁波频率相同，C正确；收音机经过调谐电路后还需要通过解调才能得到我们需要的声音信号，D错误。 C 1 2 3 4 5 6 20 4.(2025·杭州期中)某图书馆的书籍防盗系统利用LC振荡电路原理，在出口处的地毡下埋有线圈L与电容器C构成的振荡电路，如图甲所示。当未消磁的书籍标签(内含金属材料)靠近时，线圈的自感系数增大，导致振荡频率变化，从而触发警报。已知LC振荡电路的周期T=2π，L为自感系数，C为电容。若该振荡电路中电容器上极板的电荷量q随时间t变化的关系图像如图乙所示，下列说法中，正确的是(　 　) A.t1时刻，电容器C的电场能最大 B.t2时刻，线圈L的自感电动势最大 C.t2~t3时间内，线圈L中电流逐渐增大 D.0~t3时间内，未消磁的书籍标签正在远离线圈L 甲 乙 【解析】 t1时刻，电容器C上极板带电荷量最大，可知电场能最大，A正确；t2时刻，电容器放电完毕，此时线圈L的电流最大，电流变化率最小，则自感电动势最小，B错误；t2~t3时间内，电容器C上极板带电荷量增大，可知线圈L中电流逐渐减小，C错误；0~t3时间内，振动电路的振动周期逐渐变大，根据T=2π，可知线圈自感系数L变大，可知未消磁的书籍标签正在靠近线圈L，D错误。 A 1 2 3 4 5 6 21 5.(多选)如图所示，电源的电动势为E、内阻为r，定值电阻的阻值为R，电感线圈及电容器均为理想元件，电感、电容分别为L、C。现将开关S接通一段时间，待电路稳定后突然将开关S断开，下列说法中，正确的有(　 　) A.开关S断开瞬间，LC振荡电路中的电场能最大 B.LC振荡电路的最大电流为 C.开关S断开后经时间，电感线圈的磁场能达到最大 D.开关S断开后经时间，电容器的电场能达到最大 【解析】 开关断开前，电路处于稳定状态时，电感器相当于导线，使电容器短路，此时LC振荡电路的电流最大，电容器的电场能最小，最大电流为I=，开关S断开瞬间，LC振荡电路中的电场能最小，A错误，B正确；开关S断开后，电感器产生自感电动势，相当于电源，给电容器充电，充电过程中，磁场能减小，电场能增大，由于LC振荡电路的周期T=2π，故经过t=时间，LC振荡电路中的电场能最大，磁场能最小，C错误，D正确。 BD 1 2 3 4 5 6 22 6.麦克斯韦在前人研究的基础上，创造性地建立了经典电磁场理论，进一步揭示了电现象与磁现象之间的联系。他大胆地假设：变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间中产生磁场，即变化的电场产生磁场。以平行板电容器为例：圆形平行板电容器在充、放电的过程中，板间电场发生变化，产生的磁场相当于一连接两板的板间直导线通以充、放电电流时所产生的磁场。如图所示，若某时刻连接电容器的导线具有向上的电流，则下列说法中，正确的是(　 　) A.电容器正在充电 B.两平行板间的电场强度E在减小 C.该变化的电场产生顺时针方向(俯视)的磁场 D.两极板间电场最强时，板间电场产生的磁场也达到最强 【解析】 由题图中可以看出，极板间的电场方向是竖直向上的，说明下极板带正电、上极板带负电，而连接电容器的导线上具有向上的电流，说明下极板上正电荷增多，电容器在充电，A正确；充电的过程中，两极板间的电压在增大，由场强E=可知，极板间的电场强度在增大，B错误；图示电容器充电时，相当于板间有一电流向上的直导线，由右手螺旋定则可以判断，该导线产生逆时针方向(俯视)的磁场，因此该变化的电场产生逆时针方向(俯视)的磁场，C错误；两极板间的电场最强时，就是充电充满的时候，此时电流最小，故这时板间电场产生的磁场最弱，D错误。 A 1 2 3 4 5 6 23 A.信号调制传播接收调谐解调信号 B.信号调制传播接收解调调谐信号 C.信号调谐传播接收调制解调信号 D.信号调谐传播接收解调调制信号 $