第47讲 电磁振荡与电磁波（举一反三讲义）2027年高考物理一轮复习举一反三系列

该高中物理讲义围绕电磁振荡与电磁波高考核心考点，涵盖LC振荡电路分析、麦克斯韦电磁场理论、电磁波产生发射接收及电磁波谱等内容，按知识逻辑分层梳理，通过考点回顾、模型精讲、方法总结、真题训练四环节，帮助学生构建系统知识网络，突破高频难点。 资料以模型建构和科学思维为核心，创新采用LC振荡与弹簧振子类比教学，通过q-t/i-t图像分析培养动态推理能力，设置基础巩固与综合提升分层练习，结合高考真题强化应用。助力学生高效掌握电磁振荡规律及电磁波特性，为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支持。

第47讲 电磁振荡与电磁波 目录 1 4 考点一 电磁振荡过程分析 4 考点二 电磁波的产生、发射和接收 7 考点三 电磁波谱 12 14 基础巩固练 14 综合提升练 19 核心考点 1.理清电磁振荡（LC振荡电路）：组成、工作原理、物理量变化规律、周期和频率、电磁振荡中的能量转化。 2.电磁场与电磁波：麦克斯韦电磁场理论。 电磁波：产生：周期性变化的电场和磁场交替产生，由近及远向周围空间传播。 特点： 电磁波是横波（E与B相互垂直，且都垂直于传播方向）。 传播不需要介质，在真空中传播速度c=3×10⁸m/s。 具有能量，能发生反射、折射、干涉、衍射等现象。 波长、频率与波速：λ=c/f（真空中）。 3.电磁波的发射与接收： 发射条件：足够高的振荡频率；采用开放电路。 调制方式： 调幅（AM）：使高频载波的振幅随信号改变。 调频（FM）：使高频载波的频率随信号改变。 接收过程：调谐（从众多电磁波中选出所需频率的信号）→解调（从高频载波中还原出低频信号）。 4.电磁波谱： 分类（按频率从低到高/波长从长到短）：无线电波→红外线→可见光→紫外线→X射线→γ射线。 各波段特点与应用。 考情透析 1.题型与难度：高考的必考内容，主要出现在选择题中，偶尔以填空题形式考查。难度基础→中档，属于识记与理解为主的章节，是容易得分的部分。 2.命题规律： 高频考查： LC振荡电路中物理量（q、i、E_电、E_磁）随时间的变化规律（如已知某时刻的状态，判断下一时刻的变化方向）。 麦克斯韦电磁场理论的理解（特别是“变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场”）。 电磁波谱的排列及各波段特性与应用（如红外线的热效应、紫外线的荧光效应等）。 电磁波的传播特点（横波、传播速度、不需要介质等）。 常规考法： 给出LC振荡电路某时刻的电流方向或电荷状态，判断电场能与磁场能的大小关系及变化趋势。 比较不同电磁波波段（如红外线与紫外线）的频率、波长、能量等。 判断某设备（如遥控器、验钞机）利用的是哪种电磁波。 创新考法： 与图像结合：给出q-t图或i-t图，要求判断对应时刻的电场能、磁场能或充放电状态。 与生产生活实际结合：如手机通信（电磁波）、微波炉（微波）、5G技术（高频电磁波）等。 与近代物理初步结合：如X射线、γ射线在原子物理中的应用。 3.考查方向：侧重对LC振荡过程能量转化与物理量对应关系的理解、对“变化率”与“恒定变化”产生不同场的辨析、电磁波波谱的特性对比与识记、电磁波发射与接收中“调制”、“调谐”、“解调”等概念的区分。 素养对接 1.模型建构与类比思维：将LC振荡电路与弹簧振子（或单摆）的简谐运动进行类比，理解“电荷量q”类比“位移x”，“电流i”类比“速度v”，“电场能”类比“势能”，“磁场能”类比“动能”。培养利用已知模型理解和构建新模型的迁移能力。 2.因果推理与周期性思维：理解电磁场交替产生的因果关系（变化的磁场→电场→变化的电场→磁场→...），并认识到这是一个周期性、互为因果的振荡过程。培养复杂动态系统中因果链条的推理素养。 3.守恒思想：在理想LC振荡电路中，电场能与磁场能之和守恒。明确能量在电容器与线圈之间不断转移，不存在损耗。培养能量守恒的宏观视野。 4.对称与对比思维： 对比分析LC回路中q（电场能）最大/最小的时刻，对应i（磁场能）的特征有何不同。 对比分析调幅（AM）与调频（FM）的区别。 对比分析电磁波谱中各波段的波长、频率、能量和特点。 学习目标 1.知识目标： 能指出LC振荡电路的组成，并写出振荡周期T和频率f的计算公式。 能说出麦克斯韦电磁场理论的两大核心要点。 能背诵电磁波谱的排序（从低频到高频）及各波段的典型特性（如红外线热效应、紫外线荧光效应）。 能说出电磁波的发射条件、调制方式（AM/FM）、接收过程（调谐/解调）的基本概念。 2.能力目标： 图像分析能力：能根据q-t或i-t图像，判断LC电路中各物理量（电荷量、电流、电场能、磁场能）的变化趋势和对应关系。 规律应用能力：在理解LC振荡电路周期性变化规律的基础上，能判断某时刻电容器的充放电状态、电流方向及能量转化情况。 辨析比较能力：能正确区分电磁波谱中不同波段在频率、波长、穿透力、应用等方面的差异。 概念辨析能力：能准确区分“调制”、“调幅/调频”、“调谐”、“解调”等概念的含义与在发射/接收过程中的作用。 备考建议 1.死磕“LC振荡电路”中物理量的时间变化规律，这是解答图像题和判断题的核心： 抓住两个关键点： q最大（电场能最大）的时刻：i=0，磁场能为0。此时刻是充放电方向转变的时刻（由放电变为充电，或相反）。 i最大（磁场能最大）的时刻：q=0，电场能为0。此时刻电流方向不变，但电容器两端电压为0。 2.必须深刻理解“麦克斯韦电磁场理论”中的“变化”二字： “变化的磁场”才能产生电场。“稳定的磁场”不能产生电场（类比恒定电流不产生电场）。 “变化的电场”才能产生磁场。“稳定的电场”不能产生磁场（类比静止电荷不产生磁场）。 均匀变化产生稳定的电场/磁场（不会产生电磁波）。周期性变化产生周期性变化的电场/磁场（形成电磁波）。 3.重点掌握电磁波谱的排序与特性对应关系，这是识记类题目的基础： 记忆口诀（波长由长到短/频率由低到高）：“无（线电）红（外线）可（见光）紫（外线）X（射线）γ（射线）”。 强化电磁波的特性与应用的对应练习。 4.理清“电磁波发射与接收”的几个核心概念，避免混淆。 考点一 电磁振荡过程分析 【必备知识回顾】 1．LC振荡电路(如图所示) 由电感线圈L和电容C组成的电路，就是最简单的振荡电路，简称LC振荡电路。 (1)从振荡的表象上看：振荡过程实际上是通过线圈L对电容器C充、放电的过程。 (2)从物理本质上看：振荡过程实质上是磁场能和电场能之间通过充、放电相互转化的过程。 2．电磁振荡的周期和频率 电磁振荡的周期与频率由振荡电路本身的结构与性质决定，因此称这个周期与频率为固有周期与固有频率，LC电路电磁振荡的周期T＝2π，频率f＝。 【重难模型精讲】 【典例1】(2026·重庆市市辖区·期中考试)如图所示，图甲是振荡电路中电流随时间的变化关系，若以图乙回路中顺时针方向的电流为正，、、、均为电场能或磁场能最大的时刻，下列说法正确的是 A.图乙中的是电场能最大的时刻，对应图甲中的时刻 B.图乙中的是电场能最大的时刻，此后的内电流方向为正 C.图乙中的是磁场能最大的时刻，对应图甲中的时刻 D.图乙中的是磁场能最大的时刻，此后电容器的下极板将充上正电荷 【答案】B 【解析】图乙中的是电场能最大的时刻，电容器上极板带正电，沿顺时针方向的充电结束，对应图甲中的时刻，故A错误图乙中的是电场能最大的时刻，电容器下极板带正电，沿逆时针方向充电结束，此后的内放电，电流沿顺时针方向，为正，故B正确图乙中的是磁场能最大的时刻，此后磁场能转化为电场能，由安培定则可知，电流方向为逆时针方向，对应图甲中的时刻，故C错误图乙中的是磁场能最大的时刻，此后磁场能转化为电场能，由安培定则可知，电流方向为顺时针方向，此后电容器的上极板将充上正电荷，故D错误。 【变式训练与拓展】 【变式1】(2026·浙江省·同步练习)直流电阻不计的线圈和电容器如图连接，先闭合开关，稳定后将开关断开并记为时刻，当时回路中电容器上极板第一次带正电，且电荷量达到最大值。下列说法正确的是 A.回路的振荡周期为 B.时回路中电流沿逆时针方向 C.时线圈的自感电动势最大 D.拔出线圈中的铁芯，振荡电路向外界辐射能量的本领将减弱 【答案】C 【解析】时，线圈中电流向下，断开开关后，电容器充电。在一个周期内，电容器充电两次，放电两次，时回路中电容器上极板第一次带正电，且电荷量达到最大值，此时是第二次充电完毕，则周期为，故A错误当时线圈中电流向上为电容器充电，回路中电流沿顺时针方向，故B错误当时电容器顺时针充电结束，该时刻电流为零，电流变化最快，线圈的自感电动势最大，故C正确拔出线圈中的铁芯，电感减小，根据可知振荡电路的频率增加，故辐射能量的本领也在增加，故D错误。 【变式2】(2026·浙江省·同步练习)心脏除颤仪如图甲所示，可通过产生如图乙所示脉冲电流，终止致命性心律失常，使心脏恢复跳动。图丙为某除颤仪的简化电路。开关拨到时，直流低压经高压直流发生器后为储能电容器充电，开关拨到时，可进行除颤治疗，电容器放电。已知储能电容器电容为。某次使用时，充电后电容器两端电压为，放电后电容器两端电压为，则关于这次除颤下列说法正确的是 A.电感越大，脉冲电流的峰值越小 B.电容越大，放电持续时间越短 C.该除颤器作用于不同人体时，电流大小相同 D.本次除颤通过人体的电荷量为 【答案】A 【解析】电感越大，对变化电流的阻碍作用越大，则脉冲电流的峰值越小，故A正确电容越大，由，放电脉冲电流的振荡周期变长，则放电持续时间越长，故B错误该除颤器作用于不同人体时，不同人体的电阻不同，电流大小不同，故C错误本次除颤通过人体的电荷量为，故D错误。 【变式3】（多选）(2026·浙江省·同步练习)在超声波悬浮仪中，由振荡电路产生高频信号，通过压电陶瓷转换成同频率的超声波，利用超声波最终实现小水珠的悬浮。若振荡电路某时刻线圈中的磁场及电容器两极板所带的电荷如图所示，下列说法正确的是 A.此时电容器的电压正在增大 B.此时电场能正向磁场能转化 C.在线圈中插入铁芯，振荡电路的频率减小 D.增大平行板电容器极板间的距离，振荡电路的频率减小 【答案】BC 【解析】由题图及分析可知，此时电流方向由上极板流向下极板，则此时电容器正在放电，电容器的电压正在减小，电场能正向磁场能转化，故A错误，B正确根据，在线圈中插入铁芯，则增大，振荡电路的频率减小，故C正确根据，，增大平行板电容器极板间的距离，则电容减小，振荡电路的频率增大，故D错误。 【方法规律】 1.两个物理过程 ①放电过程：电场能转化为磁场能，q↓→i↑，电流从正极板流向负极板。 ②充电过程：磁场能转化为电场能，q↑→i↓，电流从负极板流向正极板。 2.两个特殊状态 ①充电完毕状态：磁场能向电场能转化完毕，电场能最大，磁场能最小(为0)。 ②放电完毕状态：电场能向磁场能转化完毕，磁场能最大，电场能最小(为0)。 3.在一个周期内，充电、放电各2次，振荡电流的方向改变2次；电场能(或磁场能)完成2次周期性变化。 4．LC振荡电路充、放电过程的判断方法 (1)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。 (2)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(磁感应强度B)减小时，处于充电过程；反之，处于放电过程。 (3)根据能量判断：电场能增加时充电，磁场能增加时放电。 考点二 电磁波的产生、发射和接收 【必备知识回顾】 1．麦克斯韦电磁场理论 变化的磁场能够产生电场，变化的电场能够产生磁场。根据这个理论，周期性变化的电场和磁场相互联系，交替产生，形成一个不可分割的统一体，即电磁场。 2．电磁场 如果在空间某区域有周期性变化的电场，那么这个变化的电场就在它周围空间引起变化的磁场，周期性变化的磁场又在它周围空间引起新的变化的电场。于是，变化的电场和变化的磁场交替产生，形成不可分割的统一体，称为电磁场。 3．电磁波 (1)定义：变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场在空间由近及远地传播称为电磁波。 (2)电磁波的速度 ①麦克斯韦指出了光的电磁本质，他预言了电磁波的速度等于光速。 ②波长λ、波速v和周期T、频率f的关系 λ＝vT＝。 (3)电磁波的发射与接收 ①电磁振荡(LC电路)的周期T＝2π，频率f＝。 ②发射电磁波的条件：振荡电路要有足够高的频率；振荡电路应采用开放电路。 ③发射电磁波需经过调制过程，调制的方法分为调频和调幅。接收电磁波需经过解调过程，解调是调制的逆过程。 【重难模型精讲】 【典例2】(2026·浙江省·同步练习)如图甲所示，塑料制成的光滑细圆环水平固定放置，环上套一个带正电的电荷量为的小球视为质点处于静止状态，磁感应强度大小为的匀强磁场方向竖直向上，环面的面积为物理学家麦克斯韦认为，变化的磁场会在周围的空间激发出感生电场，如图乙所示，空间存在竖直向上均匀增加的匀强磁场，周围产生的环形电场线从上向下看沿顺时针，同一个圆周上的电场强度大小相等，下列说法正确的是 A.对甲图，若磁场竖直向上均匀增加，则塑料圆环内部会产生感应电流 B.对甲图，若磁场竖直向下均匀增加，从上向下看小球会沿顺时针方向转动 C.乙图说明，任何磁场周围都会产生电场，与闭合电路是否存在无关 D.对甲图，若磁场竖直向上均匀增加的变化率为，则小球运动一周，静电力做的功为 【答案】D 【解析】对题图甲，若磁场竖直向上均匀增加，则在金属圆环上会产生感应电流，而塑料圆环不会产生感应电流，项错误对题图甲，若磁场竖直向下均匀增加，塑料圆环上产生的环形电场线从上向下看沿逆时针，则带正电的小球受到沿逆时针方向的静电力，小球会沿逆时针方向转动，项错误题图乙说明，只有变化的磁场周围才会产生电场，与闭合电路是否存在无关，项错误由法拉第电磁感应定律可得均匀变化的磁场产生的感应电动势为，由静电力做功的定义，可得小球转动一周，静电力对小球做的功为，项正确。 【变式训练与拓展】 【变式4】(2026·四川省·同步练习)年月日消息，“中国天眼”的强大观测能力结合创新的分析方法，能够深入刻画宇宙间的神秘爆发信号，有望最终揭示快速射电暴的起源。如图是“中国天眼”——米口径球面射电望远镜，天眼接收的射电波工作波长在分米到米的范围，真空中的光速，下列说法正确的是() A.天眼接收的射电波是电磁波，麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在 B.天眼只能在白天晴朗的天气工作 C.天眼接收的射电波的频率区间为 D.天眼接收的电磁波是横波，电磁波的传播需要介质 【答案】C 【解析】第一个用实验的方法证实电磁波的科学家是赫兹，麦克斯韦只是预言了电磁波的存在，故A错误；中国天眼接收来自宇宙的射电波信号，射电波是一种波长更长、频率更低的电磁波，可以穿透云层、星云等天体物质，所以中国天眼在任何天气下都可以正常运行，不受白天黑夜的影响，故B错误；根据题意知天眼接收的射电波工作波长在分米到米的范围，由得射电波的频率区间为，故C正确；电磁波是横波，电磁波的本质是电场和磁场的交替变化，在空间中以波的形式传播，可以不通过介质来传播，故D错误。故选C。 【变式5】(2026·四川省·同步练习)如图所示，某空间中存在磁感应强度随时间变化的以下四种磁场，能产生电场但不能产生电磁波的是() A. B. C. D. 【答案】C 【解析】根据麦克斯韦的电磁场理论，恒定磁场周围不会产生电场，故A错误 不均匀变化的磁场周围产生不均匀变化的电场，不均匀变化的电场产生不均匀变化的磁场，能产生电磁波，故B、D错误 均匀变化的磁场产生恒定的电场，恒定电场周围不会产生磁场，不能产生电磁波，故C正确。 【变式6】（多选）(2026·重庆市·同步练习)关于电磁波，下列说法正确的是() A.电磁波在真空中的传播速度与频率、能量有关，频率越高、能量越大，传播速度越大 B.当电磁波源消失后就不能产生新的电磁波，但已发出的电磁波不会立即消失 C.电磁波不能在真空中传播，且只能传递声音信号，不能传递图像信号 D.不同地区的电视台发射的电磁波频率不同，但传播速度相同 【答案】BD 【解析】电磁波在真空中的传播速度是光速，与频率、能量无关，故A错误；一旦电磁波形成了，电磁场就会向外传播，当波源消失后只是不能产生新的电磁波，但已发出的电磁波不会立即消失，故B正确；电磁波传播不需要介质，可在真空中传播，电磁波既能传递声音信号，又能传递图像信号，故C错误；不同地区的电视台发射的电磁波频率不同，但传播速度相同，故D正确。 【变式7】(2026·浙江省·同步练习)如图甲所示为收音机的调谐电路，改变可变电容器的电容，进而改变调谐电路的频率。若“调频”后，电路中的最强的高频电流随时间的变化规律为图乙所示的正弦曲线。下列说法或做法正确的是 A.改变电容器的电容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 B.将可变电容器的电容减小，电路将接收到波长更大的电信号 C.在时间内，电容器正在放电 D.电路中电场能随时间变化的周期等于 【答案】A 【解析】改变电容器的电容目的是使调谐电路的固有频率跟接收的电磁波频率相同，故A正确根据，将可变电容器的电容减小，固有频率会增加，根据公式可知，频率越大，波长越小，所以将可变电容器的电容减小后，将接收到波长更小的电信号，故B错误在时间内，电路中电流在减小，电容器在充电，故C错误一个周期电容器充各放电两次，所以电路中的电场能随时间变化的周期等于，故D错误。 【方法规律】 1．对麦克斯韦电磁场理论的理解 2．对电磁波的理解 ①产生：变化的电场和磁场由近及远地向周围传播，形成了电磁波。 ②电磁波是横波，在空间传播不需要介质。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(都等于光速)。 ③电磁波的波速：真空中电磁波的波速与光速相同，c＝3.0×108m/s。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，波速越小。 ④v＝λf对电磁波同样适用。 ⑤电磁波能产生反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象。 ⑥赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波，并证实了麦克斯韦的电磁场理论。 3．对电磁波发射、接收过程的理解 (1)区分调制和解调 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，将这些低频信号加载到高频电磁波信号上，就能有效发射。在电磁波发射技术中，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。 (2)区分调谐和解调 调谐就是使接收电路产生电谐振的过程，即选择携带有用信号的高频振荡电流，使其在接收电路中产生的感应电流最强的过程；解调是将高频电流中携带的有用信号分离出来的过程。 考点三 电磁波谱 【必备知识回顾】 电磁波谱 将各种电磁波按波长或频率的大小顺序排列起来，就构成了电磁波谱，通常人们按用途将电磁波谱划分为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线六个波段。 【重难模型精讲】 【典例3】(2026·内蒙古自治区通辽市·期中考试)麦克斯韦的电磁场理论指出：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场。电场和磁场在空间的交替传播就形成了电磁波。从赫兹用实验证实了电磁波的存在至今，电磁波已经与我们的生活紧密相关：机场安检门使用频率为的电磁波，定位系统使用频率为的电磁波，手机工作时使用频率为的电磁波，无线使用频率为的电磁波，地铁行李安检时使用频率为的电磁波。根据图中给出的电磁波谱和相关信息，下列说法正确的是() A.手机工作时使用的电磁波是纵波 B.机场安检门使用的电磁波只能在空气中传播 C.地铁行李安检时使用的电磁波是利用了电磁波的穿透本领 D.无线使用的电磁波比定位系统使用的电磁波更容易发生衍射现象 【答案】C 【解答】 A.手机工作时使用的电磁波为横波，故A错误； B.电磁波可以在真空中传播，也可以在介质中传播，故B错误； C.地铁行李安检时使用的电磁波是利用了电磁波的穿透本领，故C正确； D.无线使用的电磁波比定位系统使用的电磁波频率高，波长短，不容易发生衍射，故D错误。 【变式训练与拓展】 【变式8】(2026·浙江省·同步练习)如图所示，高效而环保的光催化捕蚊器采用蚊子喜爱的紫外线诱捕蚊子。捕蚊器发射的紫外线的频率为，普朗克常量取，真空中的光速，则下列说法正确的是() A.紫外线可用于加热理疗 B.紫外线的频率比可见光低 C.该紫外线在真空中的波长为 D.该紫外线能量子的大小为 【答案】D 【解析】红外线的热效应显著，可用于加热理疗，而紫外线的化学作用与荧光效应显著，常用于杀菌和消毒，故A错误 紫外线的频率比可见光高，B错误 该紫外线在真空中的波长为，故C错误 该紫外线能量子的大小为，故D正确。 【变式9】(2026·福建省·同步练习)下列说法中正确的是 A.遥控器发出的红外线波长和医院“”中的射线波长相同 B.麦克斯韦预言了空间存在电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在 C.电磁波传播过程中，电场和磁场是独立存在，没有关联的 D.红外线最显著的作用是荧光效应，紫外线最显著的作用是热效应 【答案】B 【解析】红外线波长一定大于射线波长，故A错误；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹证实了电磁波的存在，故B正确；恒定不变的电场不会产生磁场，电磁波是变化磁场产生电场，变化电场产生磁场不断交替变化产生的，故C错误；红外线最显著的作用是热效应，紫外线最显著的作用是荧光效应，故D错误。 【方法规律】 1.电磁波谱的特性、应用 电磁波谱 频率/Hz 真空中波长/m 特性 应用 无线电波 <3×1011 >10－3 波动性强，易发生衍射 无线电技术 红外线 3×1011～1015 10－7～10－3 温度越高，红外辐射越强 红外线 遥感 可见光 1015 10－7 引起视觉 照明、摄影 紫外线 1015～1017 10－9～10－7 化学效应、荧光效应、能杀菌 医用消毒、防伪 X射线 1016～1020 10－12～10－8 穿透能力强 检查、医用透视 γ射线 >1019 <10－11 穿透能力更强 工业探伤、医用治疗 2.对电磁波的两点说明 (1)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，穿透能力越强。 (2)同频率的电磁波在不同介质中传播速度不同。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。 基础巩固练 1.(2026·四川省·同步练习)如图所示的磁场中，根据磁感应强度随时间变化情况，能产生电磁波的是() A. B. C. D. 【答案】D 【解析】选项A是恒定的磁场，不能产生电磁波，故A错误选项B、都是均匀变化的磁场，产生稳定的电场，而稳定的电场不会产生磁场，不能产生电磁波，故B、C错误选项D是振荡磁场，会产生振荡的电场，电场和磁场交替产生，在空间传播形成电磁波，故D正确。 2.(2026·浙江省·同步练习)年，赫兹做了如图所示实验，关于该实验，以下说法正确的是 A.实验证实了电磁波的存在 B.实验证实了法拉第的电磁场理论 C.实验可以说明电磁波是一种纵波 D.在真空环境下进行实验，仍能观察到明显的火花放电 【答案】A 【解析】该实验是赫兹用来发射和接收电磁波的实验，不能说明电磁波是横波还是纵波。之后进行了一系列实验观察到电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象，测出了电磁波在真空中的速度等于光速，证明了电磁波与光的统一性，才证实了麦克斯韦的电磁场理论，故A正确，、C错误实验中火花放电是空气被击穿的现象，在真空环境下进行实验，不能观察到明显的火花放电，故D错误。 3.(2026·浙江省·同步练习)关于电磁波，下列说法正确的是 A.麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，法拉第最先用实验证实了电磁波的存在 B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波 C.在真空中，频率越高的电磁波传播速度越大 D.利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输 【答案】B 【解析】麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，赫兹最先用实验证实了电磁波的存在，A错误根据麦克斯韦电磁场理论，周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，B正确真空中电磁波的传播速度均为，C错误电磁波可以通过电缆、光缆传输，D错误。 4.(2026·江苏省淮安市·月考试卷)以下电路中，能够最有效发射电磁波的是() A. B. C. D. 【答案】D 【解析】有效发射电磁波要满足两个条件：振荡电路的频率足够高频率公式，振荡电路产生的电场和磁场必须分布到开放的空间中，即开放电路项中具备小电感、小电容，同时采用开放结构，能最有效发射电磁波，故D正确。 5.(2026·浙江省·同步练习)我国北斗导航系统所使用的电磁波频率约，家用微波炉加热食物所使用的电磁波频率约家用所使用的电磁波频率约，真空中光速为，则家用所使用的电磁波 A.不会产生偏振现象 B.比微波炉所使用的电磁波的波长短 C.传播速度大于 D.从一个房间穿越墙壁进入另一个房间时其频率会变化 【答案】B 【解析】电磁波可以发生偏振现象，A错误家用所使用的电磁波频率较高，波长较短，B正确电磁波在真空中的传播速度为，家用所使用的电磁波的传播速度不会大于，C错误电磁波的频率由波源决定，则从一个房间穿越墙壁进入另一个房间时，频率不变，D错误。 6.(2026·四川省·同步练习)“神舟号”系列飞船的成功发射及其后续的平稳运行，在很大程度上得益于载人航天测控通信系统的高效运作。该系统利用电磁波确保了地面指挥人员能够实时、准确地与飞船保持通信联系。关于电磁波，下列说法正确的是() A.麦克斯韦预言了电磁波的存在，并通过实验捕捉到了电磁波 B.稳定的电场周围产生磁场，稳定的磁场周围产生电场 C.电磁波可以传递信息，声波不能传递信息 D.电磁波在真空中的传播速度等于 【答案】D 【解析】麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验首次证实了电磁波的存在，故A错误根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场，稳定的电场磁场不会产生磁场电场，故B错误电磁波和声波均能传递信息，例如声波用于语音交流，故C错误电磁波在真空中的传播速度与光速相等，均为，故D正确。 7.(2026·四川省·同步练习)关于电磁波谱，下列说法中正确的是() A.红外体温计的工作原理是人的体温越高，发射的红外线越强，有时物体温度较低，不发射红外线，导致无法使用 B.紫外线的频率比可见光低，医学中常用于杀菌消毒，长时间照射人体可能损害健康 C.射线、射线频率较高，波动性较强，粒子性较弱，较难发生光电效应 D.手机通信使用的是无线电波，其波长较长，更容易观察到衍射现象 【答案】D 【解析】略 8.(2026·四川省·同步练习)为了保障社会安全，在各车站、机场中金属探测仪被广泛使用。如图所示，其内部主要原理为一振荡电路，当探测仪靠近金属物体时，线圈的自感系数增大，从而使振荡电路中的电流频率发生变化而发出声响。已知某时刻，线圈中的磁场方向如图所示，且电流正在减小，则() A.该时刻电流从流向 B.该时刻电容器正在放电 C.该时刻电路中磁场能正在向电场能转化 D.探测仪靠近金属时，振荡电流的频率增大 【答案】C 【解析】根据安培定则知，该时刻螺线管中的电流方向为逆时针俯视，则电流是从流向，故A错误此时电流正在减小，电容器的电荷量增加，电容器正在充电，电路中磁场能正在向电场能转化，故B错误，C正确根据公式知，探测仪靠近金属物体时，线圈的自感系数增大，振荡频率减小，故D错误。 9.(2026·四川省·同步练习)收音机的调谐电路如图甲所示，改变可变电容器的电容，进而改变调谐电路的频率。某次调频后，电路中的高频电流随时间的变化规律为如图乙所示的正弦曲线。下列说法正确的是() A.t2时刻,线圈L的自感电动势最大 B.电容C减小,接收的信号波长更长 C.t2~t3时间内,回路中的磁场能正在向电场能转化 D.通过调谐电路接收到的高频电流,就是我们需要的声音或图像信号 【答案】A 【解析】根据E=L可知,t2时刻,i-t图像的斜率最大,线圈L的自感电动势最大,故A正确;电容C减小,根据f=知,振荡频率增大,由c=λf知接收的信号波长更短,故B错误;t2~t3时间内,电流增大,磁场能增大,回路中的电场能正在向磁场能转化,故C错误;通过调谐电路接收到的高频电流需要解调使声音或图像信号从高频电流中还原出来,故D错误。 10.(2026·四川省·同步练习)为了测量物体的位移，将与被测物体固定相连的电介质板插入平行金属板电容器中，电容器可通过开关与电感或电源相连，如图所示。当开关从拨到时，由电感和电容构成的回路中产生振荡电流。通过检测振荡电流的频率变化，可以推知被测物体的位移。关于此装置，下列说法正确的是() A.电源电动势越小，则振荡电流的频率越低 B.当电容器中电荷量最大时，电路中的电流也最大 C.当电感自感电动势最大时，电容器中电场能最大 D.检测到振荡电流的频率增加，说明被测物体向左运动 【答案】C 【解析】略 11.（多选）(2026·浙江省·同步练习)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。如图甲所示有、两幅图。在收音机电路中天线接收下来的电信号既有高频成分又有低频成分，经放大后送到下一级，需要把高频成分和低频成分分开，只让低频成分输入下一级，如果采用如图乙所示的电路，图中虚线框和内分别只用一个电容器或电感器。以下关于电磁波的发射和接收的说法中，正确的是 A.在电磁波的发射技术中，甲图中是调幅波 B.在电磁波的发射技术中，甲图中是调幅波 C.乙图中是电容器，用来通高频阻低频，是电感器，用来阻高频通低频 D.乙图中是电感器，用来阻交流通直流，是电容器，用来阻高频通低频 【答案】AC 【解析】调幅，即通过改变电磁波的振幅来实现信号加载，故A为调幅波，A正确，B错误在交流电路中，电容器通高频阻低频，电感器通低频阻高频，元件要让高频信号通过，阻止低频信号通过，故元件为电容器元件要让低频信号通过，阻止高频信号通过，故为电感器，C正确，D错误。 12.（多选）(2026·福建省·期中考试)下列有关电磁波的特性和应用，说法正确的是() A.各种频率的电磁波在真空的传播速度都相同 B.射线和射线都有很强的穿透本领，常用于医学上透视人体 C.用额温枪检查出入人员是否发烧，是利用红外线显著的消毒作用 D.无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线和射线按频率从小到大排列 【答案】AD 【解析】A.各种频率的电磁波在真空中的传播速率都相同，均为光速，故A正确； B.射线有很高的穿透本领，常用于医学上透视人体，射线穿透能力太强，不能用于医学上透视人体，故B错误； C.用额温枪检查出入人员是否发烧，是利用红外线有显著的热效应，故C错误 D.按着频率从小到大排列，即频率逐渐变大的顺序，电磁波谱可大致分为：无线电波，红外线，可见光，紫外线，射线，射线，故D正确。 故选AD。 综合提升练 1．（2026·浙江·高考真题）第六代移动通信技术（6G）使用的电磁波，部分处于太赫兹（THz）波段。，单位THz对应的物理量是（） A．能量 B．功率 C．频率 D．波长 【答案】C 【解析】根据题干给出的单位关系，其中（赫兹）是频率的单位，因此（太赫兹）是频率的倍数单位，对应物理量为频率。 故选C。 2．（2020·北京·高考真题）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 【答案】A 【解析】A．因为5G使用的电磁波频率比4G高，根据可知5G使用的电磁波比4G光子能量更大，故A正确； B．发生明显衍射的条件是障碍物（或孔）的尺寸可以跟波长相比，甚至比波长还小；因5G使用的电磁波频率更高，即波长更短，故5G越不容易发生明显衍射，故B错误； C．光在真空中的传播速度都是相同的；光在介质中的传播速度为 5G的频率比4G高，而频率越大折射率越大，光在介质中的传播速度越小，故C错误； D．因5G使用的电磁波频率更高，根据 可知波长更短，故D错误。 故选A。 3．（2020·天津·高考真题）新冠肺炎疫情突发，中华儿女风雨同舟、守望相助，筑起了抗击疫情的巍峨长城。志愿者用非接触式体温测量仪，通过人体辐射的红外线测量体温，防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒，为人民健康保驾护航。红外线和紫外线相比较（） A．红外线的光子能量比紫外线的大 B．真空中红外线的波长比紫外线的长 C．真空中红外线的传播速度比紫外线的大 D．红外线能发生偏振现象，而紫外线不能 【答案】B 【解析】A．因为红外线的频率小于紫外线，根据 可知红外线的光子能量比紫外线的低，故A错误； B．根据 可知红外线的波长比紫外线的波长长，故B正确； C．真空中红外线和紫外线的传播速度是一样的，故C错误； D．光都具有偏振现象，故D错误。 故选B。 4．（2021·浙江·高考真题）大功率微波对人和其他生物有一定的杀伤作用。实验表明，当人体单位面积接收的微波功率达到时会引起神经混乱，达到时会引起心肺功能衰竭。现有一微波武器，其发射功率。若发射的微波可视为球面波，则引起神经混乱和心肺功能衰竭的有效攻击的最远距离约为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】设微波有效攻击范围为r时单位面积接收微波功率为 解得 则引起神经混乱时有 引起心肺功能衰竭时有 所以B正确；ACD错误； 故选B。 5．（2025·江苏·高考真题）如图所示．将开关S由a拨到b，使电容器C与线圈L构成回路。以电容器C开始放电取作0时刻，能正确反映电路中电流i随时间t变化关系的图象是（） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】根据题意可知，将开关由调到时，电容器和自感线圈组成回路，此回路为振荡电路，产生周期性迅速变化的振荡电流。A图像正确：电容器开始放电，由于电容器上极板带正电，则电流为逆时针，电场能向磁场能转化，电流越来越大，当电容电量为0时，电流最大，其后磁场能向电场能转化，电容器充电，电流越来越小，电流为0时，充电完成，此时，电容器下极板带正电，之后开始反向放电，电流为顺时针，电场能向磁场能转化，电流越来越大，当电容电量为0时，电流最大，其后磁场能向电场能转化，电容器充电，电流越来越小，电流为0时，充电完成，电场能转化为磁场能以及磁场能又转化为电场能的过程中，电路向外辐射电磁波，电路中的能量在耗散，最大电流越来越小。 故选A。 6．（2025·浙江·高考真题）如图所示的LC振荡电路，能减小其电磁振荡周期的措施是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】A．线圈中插入铁芯，增大了自感系数，由电磁振荡的周期，可知周期变大，故A错误； B．线圈的匝数增多，自感系数变大，由可知周期变大，故B错误； C．电容器极板间插入电介质，即增大，由可知电容变大，由可知周期变大，故C错误； D．电容器极板间距增大，由可知电容变小，由可知周期变小，故D正确。 故选D。 7．（多选）（2020·江苏·高考真题）电磁波广泛应用在现代医疗中。下列属于电磁波应用的医用器械有（　　） A．杀菌用的紫外灯 B．拍胸片的X光机 C．治疗咽喉炎的超声波雾化器 D．检查血流情况的“彩超”机 【答案】AB 【解析】A．紫外灯的频率高，能量强，所以用于杀菌，属于电磁波的应用，A正确； B．X光的穿透能力较强，所以用于拍胸片，属于电磁波的应用，B正确； C．超声波雾化器是超声波的应用，与电磁波无关，C错误； D．彩超属于超声波的应用，与电磁波无关，D错误。 故选AB。 8．（多选）（2021·福建·高考真题）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10909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 【答案】BD 【解析】A．由题知，“奋斗者”号与“探索一号”通信是通过水声音通信，声音在水下是纵波，故信息载体属于纵波，故A错误； B．由题知，“奋斗者”号与“沧海”号通信是通过无线蓝绿光通信，光是电磁波属于横波，故信息载体属于横波，故B正确； C．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； D．在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。 故选BD。 2/2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第47讲 电磁振荡与电磁波 目录 1 4 考点一 电磁振荡过程分析 4 考点二 电磁波的产生、发射和接收 7 考点三 电磁波谱 10 12 基础巩固练 12 综合提升练 15 核心考点 1.理清电磁振荡（LC振荡电路）：组成、工作原理、物理量变化规律、周期和频率、电磁振荡中的能量转化。 2.电磁场与电磁波：麦克斯韦电磁场理论。 电磁波：产生：周期性变化的电场和磁场交替产生，由近及远向周围空间传播。 特点： 电磁波是横波（E与B相互垂直，且都垂直于传播方向）。 传播不需要介质，在真空中传播速度c=3×10⁸m/s。 具有能量，能发生反射、折射、干涉、衍射等现象。 波长、频率与波速：λ=c/f（真空中）。 3.电磁波的发射与接收： 发射条件：足够高的振荡频率；采用开放电路。 调制方式： 调幅（AM）：使高频载波的振幅随信号改变。 调频（FM）：使高频载波的频率随信号改变。 接收过程：调谐（从众多电磁波中选出所需频率的信号）→解调（从高频载波中还原出低频信号）。 4.电磁波谱： 分类（按频率从低到高/波长从长到短）：无线电波→红外线→可见光→紫外线→X射线→γ射线。 各波段特点与应用。 考情透析 1.题型与难度：高考的必考内容，主要出现在选择题中，偶尔以填空题形式考查。难度基础→中档，属于识记与理解为主的章节，是容易得分的部分。 2.命题规律： 高频考查： LC振荡电路中物理量（q、i、E_电、E_磁）随时间的变化规律（如已知某时刻的状态，判断下一时刻的变化方向）。 麦克斯韦电磁场理论的理解（特别是“变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场”）。 电磁波谱的排列及各波段特性与应用（如红外线的热效应、紫外线的荧光效应等）。 电磁波的传播特点（横波、传播速度、不需要介质等）。 常规考法： 给出LC振荡电路某时刻的电流方向或电荷状态，判断电场能与磁场能的大小关系及变化趋势。 比较不同电磁波波段（如红外线与紫外线）的频率、波长、能量等。 判断某设备（如遥控器、验钞机）利用的是哪种电磁波。 创新考法： 与图像结合：给出q-t图或i-t图，要求判断对应时刻的电场能、磁场能或充放电状态。 与生产生活实际结合：如手机通信（电磁波）、微波炉（微波）、5G技术（高频电磁波）等。 与近代物理初步结合：如X射线、γ射线在原子物理中的应用。 3.考查方向：侧重对LC振荡过程能量转化与物理量对应关系的理解、对“变化率”与“恒定变化”产生不同场的辨析、电磁波波谱的特性对比与识记、电磁波发射与接收中“调制”、“调谐”、“解调”等概念的区分。 素养对接 1.模型建构与类比思维：将LC振荡电路与弹簧振子（或单摆）的简谐运动进行类比，理解“电荷量q”类比“位移x”，“电流i”类比“速度v”，“电场能”类比“势能”，“磁场能”类比“动能”。培养利用已知模型理解和构建新模型的迁移能力。 2.因果推理与周期性思维：理解电磁场交替产生的因果关系（变化的磁场→电场→变化的电场→磁场→...），并认识到这是一个周期性、互为因果的振荡过程。培养复杂动态系统中因果链条的推理素养。 3.守恒思想：在理想LC振荡电路中，电场能与磁场能之和守恒。明确能量在电容器与线圈之间不断转移，不存在损耗。培养能量守恒的宏观视野。 4.对称与对比思维： 对比分析LC回路中q（电场能）最大/最小的时刻，对应i（磁场能）的特征有何不同。 对比分析调幅（AM）与调频（FM）的区别。 对比分析电磁波谱中各波段的波长、频率、能量和特点。 学习目标 1.知识目标： 能指出LC振荡电路的组成，并写出振荡周期T和频率f的计算公式。 能说出麦克斯韦电磁场理论的两大核心要点。 能背诵电磁波谱的排序（从低频到高频）及各波段的典型特性（如红外线热效应、紫外线荧光效应）。 能说出电磁波的发射条件、调制方式（AM/FM）、接收过程（调谐/解调）的基本概念。 2.能力目标： 图像分析能力：能根据q-t或i-t图像，判断LC电路中各物理量（电荷量、电流、电场能、磁场能）的变化趋势和对应关系。 规律应用能力：在理解LC振荡电路周期性变化规律的基础上，能判断某时刻电容器的充放电状态、电流方向及能量转化情况。 辨析比较能力：能正确区分电磁波谱中不同波段在频率、波长、穿透力、应用等方面的差异。 概念辨析能力：能准确区分“调制”、“调幅/调频”、“调谐”、“解调”等概念的含义与在发射/接收过程中的作用。 备考建议 1.死磕“LC振荡电路”中物理量的时间变化规律，这是解答图像题和判断题的核心： 抓住两个关键点： q最大（电场能最大）的时刻：i=0，磁场能为0。此时刻是充放电方向转变的时刻（由放电变为充电，或相反）。 i最大（磁场能最大）的时刻：q=0，电场能为0。此时刻电流方向不变，但电容器两端电压为0。 2.必须深刻理解“麦克斯韦电磁场理论”中的“变化”二字： “变化的磁场”才能产生电场。“稳定的磁场”不能产生电场（类比恒定电流不产生电场）。 “变化的电场”才能产生磁场。“稳定的电场”不能产生磁场（类比静止电荷不产生磁场）。 均匀变化产生稳定的电场/磁场（不会产生电磁波）。周期性变化产生周期性变化的电场/磁场（形成电磁波）。 3.重点掌握电磁波谱的排序与特性对应关系，这是识记类题目的基础： 记忆口诀（波长由长到短/频率由低到高）：“无（线电）红（外线）可（见光）紫（外线）X（射线）γ（射线）”。 强化电磁波的特性与应用的对应练习。 4.理清“电磁波发射与接收”的几个核心概念，避免混淆。 考点一 电磁振荡过程分析 【必备知识回顾】 1．LC振荡电路(如图所示) 由电感线圈L和电容C组成的电路，就是最简单的振荡电路，简称LC振荡电路。 (1)从振荡的表象上看：振荡过程实际上是通过线圈L对电容器C充、放电的过程。 (2)从物理本质上看：振荡过程实质上是磁场能和电场能之间通过充、放电相互转化的过程。 2．电磁振荡的周期和频率 电磁振荡的周期与频率由振荡电路本身的结构与性质决定，因此称这个周期与频率为固有周期与固有频率，LC电路电磁振荡的周期T＝2π，频率f＝。 【重难模型精讲】 【典例1】(2026·重庆市市辖区·期中考试)如图所示，图甲是振荡电路中电流随时间的变化关系，若以图乙回路中顺时针方向的电流为正，、、、均为电场能或磁场能最大的时刻，下列说法正确的是 A.图乙中的是电场能最大的时刻，对应图甲中的时刻 B.图乙中的是电场能最大的时刻，此后的内电流方向为正 C.图乙中的是磁场能最大的时刻，对应图甲中的时刻 D.图乙中的是磁场能最大的时刻，此后电容器的下极板将充上正电荷 【变式训练与拓展】 【变式1】(2026·浙江省·同步练习)直流电阻不计的线圈和电容器如图连接，先闭合开关，稳定后将开关断开并记为时刻，当时回路中电容器上极板第一次带正电，且电荷量达到最大值。下列说法正确的是 A.回路的振荡周期为 B.时回路中电流沿逆时针方向 C.时线圈的自感电动势最大 D.拔出线圈中的铁芯，振荡电路向外界辐射能量的本领将减弱 【变式2】(2026·浙江省·同步练习)心脏除颤仪如图甲所示，可通过产生如图乙所示脉冲电流，终止致命性心律失常，使心脏恢复跳动。图丙为某除颤仪的简化电路。开关拨到时，直流低压经高压直流发生器后为储能电容器充电，开关拨到时，可进行除颤治疗，电容器放电。已知储能电容器电容为。某次使用时，充电后电容器两端电压为，放电后电容器两端电压为，则关于这次除颤下列说法正确的是 A.电感越大，脉冲电流的峰值越小 B.电容越大，放电持续时间越短 C.该除颤器作用于不同人体时，电流大小相同 D.本次除颤通过人体的电荷量为 【变式3】（多选）(2026·浙江省·同步练习)在超声波悬浮仪中，由振荡电路产生高频信号，通过压电陶瓷转换成同频率的超声波，利用超声波最终实现小水珠的悬浮。若振荡电路某时刻线圈中的磁场及电容器两极板所带的电荷如图所示，下列说法正确的是 A.此时电容器的电压正在增大 B.此时电场能正向磁场能转化 C.在线圈中插入铁芯，振荡电路的频率减小 D.增大平行板电容器极板间的距离，振荡电路的频率减小 【方法规律】 1.两个物理过程 ①放电过程：电场能转化为磁场能，q↓→i↑，电流从正极板流向负极板。 ②充电过程：磁场能转化为电场能，q↑→i↓，电流从负极板流向正极板。 2.两个特殊状态 ①充电完毕状态：磁场能向电场能转化完毕，电场能最大，磁场能最小(为0)。 ②放电完毕状态：电场能向磁场能转化完毕，磁场能最大，电场能最小(为0)。 3.在一个周期内，充电、放电各2次，振荡电流的方向改变2次；电场能(或磁场能)完成2次周期性变化。 4．LC振荡电路充、放电过程的判断方法 (1)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。 (2)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(磁感应强度B)减小时，处于充电过程；反之，处于放电过程。 (3)根据能量判断：电场能增加时充电，磁场能增加时放电。 考点二 电磁波的产生、发射和接收 【必备知识回顾】 1．麦克斯韦电磁场理论 变化的磁场能够产生电场，变化的电场能够产生磁场。根据这个理论，周期性变化的电场和磁场相互联系，交替产生，形成一个不可分割的统一体，即电磁场。 2．电磁场 如果在空间某区域有周期性变化的电场，那么这个变化的电场就在它周围空间引起变化的磁场，周期性变化的磁场又在它周围空间引起新的变化的电场。于是，变化的电场和变化的磁场交替产生，形成不可分割的统一体，称为电磁场。 3．电磁波 (1)定义：变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场在空间由近及远地传播称为电磁波。 (2)电磁波的速度 ①麦克斯韦指出了光的电磁本质，他预言了电磁波的速度等于光速。 ②波长λ、波速v和周期T、频率f的关系 λ＝vT＝。 (3)电磁波的发射与接收 ①电磁振荡(LC电路)的周期T＝2π，频率f＝。 ②发射电磁波的条件：振荡电路要有足够高的频率；振荡电路应采用开放电路。 ③发射电磁波需经过调制过程，调制的方法分为调频和调幅。接收电磁波需经过解调过程，解调是调制的逆过程。 【重难模型精讲】 【典例2】(2026·浙江省·同步练习)如图甲所示，塑料制成的光滑细圆环水平固定放置，环上套一个带正电的电荷量为的小球视为质点处于静止状态，磁感应强度大小为的匀强磁场方向竖直向上，环面的面积为物理学家麦克斯韦认为，变化的磁场会在周围的空间激发出感生电场，如图乙所示，空间存在竖直向上均匀增加的匀强磁场，周围产生的环形电场线从上向下看沿顺时针，同一个圆周上的电场强度大小相等，下列说法正确的是 A.对甲图，若磁场竖直向上均匀增加，则塑料圆环内部会产生感应电流 B.对甲图，若磁场竖直向下均匀增加，从上向下看小球会沿顺时针方向转动 C.乙图说明，任何磁场周围都会产生电场，与闭合电路是否存在无关 D.对甲图，若磁场竖直向上均匀增加的变化率为，则小球运动一周，静电力做的功为 【变式训练与拓展】 【变式4】(2026·四川省·同步练习)年月日消息，“中国天眼”的强大观测能力结合创新的分析方法，能够深入刻画宇宙间的神秘爆发信号，有望最终揭示快速射电暴的起源。如图是“中国天眼”——米口径球面射电望远镜，天眼接收的射电波工作波长在分米到米的范围，真空中的光速，下列说法正确的是() A.天眼接收的射电波是电磁波，麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在 B.天眼只能在白天晴朗的天气工作 C.天眼接收的射电波的频率区间为 D.天眼接收的电磁波是横波，电磁波的传播需要介质 【变式5】(2026·四川省·同步练习)如图所示，某空间中存在磁感应强度随时间变化的以下四种磁场，能产生电场但不能产生电磁波的是() A. B. C. D. 【变式6】（多选）(2026·重庆市·同步练习)关于电磁波，下列说法正确的是() A.电磁波在真空中的传播速度与频率、能量有关，频率越高、能量越大，传播速度越大 B.当电磁波源消失后就不能产生新的电磁波，但已发出的电磁波不会立即消失 C.电磁波不能在真空中传播，且只能传递声音信号，不能传递图像信号 D.不同地区的电视台发射的电磁波频率不同，但传播速度相同 【变式7】(2026·浙江省·同步练习)如图甲所示为收音机的调谐电路，改变可变电容器的电容，进而改变调谐电路的频率。若“调频”后，电路中的最强的高频电流随时间的变化规律为图乙所示的正弦曲线。下列说法或做法正确的是 A.改变电容器的电容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 B.将可变电容器的电容减小，电路将接收到波长更大的电信号 C.在时间内，电容器正在放电 D.电路中电场能随时间变化的周期等于 【方法规律】 1．对麦克斯韦电磁场理论的理解 2．对电磁波的理解 ①产生：变化的电场和磁场由近及远地向周围传播，形成了电磁波。 ②电磁波是横波，在空间传播不需要介质。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(都等于光速)。 ③电磁波的波速：真空中电磁波的波速与光速相同，c＝3.0×108m/s。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，波速越小。 ④v＝λf对电磁波同样适用。 ⑤电磁波能产生反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象。 ⑥赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波，并证实了麦克斯韦的电磁场理论。 3．对电磁波发射、接收过程的理解 (1)区分调制和解调 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，将这些低频信号加载到高频电磁波信号上，就能有效发射。在电磁波发射技术中，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。 (2)区分调谐和解调 调谐就是使接收电路产生电谐振的过程，即选择携带有用信号的高频振荡电流，使其在接收电路中产生的感应电流最强的过程；解调是将高频电流中携带的有用信号分离出来的过程。 考点三 电磁波谱 【必备知识回顾】 电磁波谱 将各种电磁波按波长或频率的大小顺序排列起来，就构成了电磁波谱，通常人们按用途将电磁波谱划分为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线六个波段。 【重难模型精讲】 【典例3】(2026·内蒙古自治区通辽市·期中考试)麦克斯韦的电磁场理论指出：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场。电场和磁场在空间的交替传播就形成了电磁波。从赫兹用实验证实了电磁波的存在至今，电磁波已经与我们的生活紧密相关：机场安检门使用频率为的电磁波，定位系统使用频率为的电磁波，手机工作时使用频率为的电磁波，无线使用频率为的电磁波，地铁行李安检时使用频率为的电磁波。根据图中给出的电磁波谱和相关信息，下列说法正确的是() A.手机工作时使用的电磁波是纵波 B.机场安检门使用的电磁波只能在空气中传播 C.地铁行李安检时使用的电磁波是利用了电磁波的穿透本领 D.无线使用的电磁波比定位系统使用的电磁波更容易发生衍射现象 【变式训练与拓展】 【变式8】(2026·浙江省·同步练习)如图所示，高效而环保的光催化捕蚊器采用蚊子喜爱的紫外线诱捕蚊子。捕蚊器发射的紫外线的频率为，普朗克常量取，真空中的光速，则下列说法正确的是() A.紫外线可用于加热理疗 B.紫外线的频率比可见光低 C.该紫外线在真空中的波长为 D.该紫外线能量子的大小为 【变式9】(2026·福建省·同步练习)下列说法中正确的是 A.遥控器发出的红外线波长和医院“”中的射线波长相同 B.麦克斯韦预言了空间存在电磁波，赫兹用实验证实了电磁波的存在 C.电磁波传播过程中，电场和磁场是独立存在，没有关联的 D.红外线最显著的作用是荧光效应，紫外线最显著的作用是热效应 【方法规律】 1.电磁波谱的特性、应用 电磁波谱 频率/Hz 真空中波长/m 特性 应用 无线电波 <3×1011 >10－3 波动性强，易发生衍射 无线电技术 红外线 3×1011～1015 10－7～10－3 温度越高，红外辐射越强 红外线 遥感 可见光 1015 10－7 引起视觉 照明、摄影 紫外线 1015～1017 10－9～10－7 化学效应、荧光效应、能杀菌 医用消毒、防伪 X射线 1016～1020 10－12～10－8 穿透能力强 检查、医用透视 γ射线 >1019 <10－11 穿透能力更强 工业探伤、医用治疗 2.对电磁波的两点说明 (1)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，穿透能力越强。 (2)同频率的电磁波在不同介质中传播速度不同。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。 基础巩固练 1.(2026·四川省·同步练习)如图所示的磁场中，根据磁感应强度随时间变化情况，能产生电磁波的是() A. B. C. D. 2.(2026·浙江省·同步练习)年，赫兹做了如图所示实验，关于该实验，以下说法正确的是 A.实验证实了电磁波的存在 B.实验证实了法拉第的电磁场理论 C.实验可以说明电磁波是一种纵波 D.在真空环境下进行实验，仍能观察到明显的火花放电 3.(2026·浙江省·同步练习)关于电磁波，下列说法正确的是 A.麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，法拉第最先用实验证实了电磁波的存在 B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波 C.在真空中，频率越高的电磁波传播速度越大 D.利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输 4.(2026·江苏省淮安市·月考试卷)以下电路中，能够最有效发射电磁波的是() A. B. C. D. 5.(2026·浙江省·同步练习)我国北斗导航系统所使用的电磁波频率约，家用微波炉加热食物所使用的电磁波频率约家用所使用的电磁波频率约，真空中光速为，则家用所使用的电磁波 A.不会产生偏振现象 B.比微波炉所使用的电磁波的波长短 C.传播速度大于 D.从一个房间穿越墙壁进入另一个房间时其频率会变化 6.(2026·四川省·同步练习)“神舟号”系列飞船的成功发射及其后续的平稳运行，在很大程度上得益于载人航天测控通信系统的高效运作。该系统利用电磁波确保了地面指挥人员能够实时、准确地与飞船保持通信联系。关于电磁波，下列说法正确的是() A.麦克斯韦预言了电磁波的存在，并通过实验捕捉到了电磁波 B.稳定的电场周围产生磁场，稳定的磁场周围产生电场 C.电磁波可以传递信息，声波不能传递信息 D.电磁波在真空中的传播速度等于 7.(2026·四川省·同步练习)关于电磁波谱，下列说法中正确的是() A.红外体温计的工作原理是人的体温越高，发射的红外线越强，有时物体温度较低，不发射红外线，导致无法使用 B.紫外线的频率比可见光低，医学中常用于杀菌消毒，长时间照射人体可能损害健康 C.射线、射线频率较高，波动性较强，粒子性较弱，较难发生光电效应 D.手机通信使用的是无线电波，其波长较长，更容易观察到衍射现象 8.(2026·四川省·同步练习)为了保障社会安全，在各车站、机场中金属探测仪被广泛使用。如图所示，其内部主要原理为一振荡电路，当探测仪靠近金属物体时，线圈的自感系数增大，从而使振荡电路中的电流频率发生变化而发出声响。已知某时刻，线圈中的磁场方向如图所示，且电流正在减小，则() A.该时刻电流从流向 B.该时刻电容器正在放电 C.该时刻电路中磁场能正在向电场能转化 D.探测仪靠近金属时，振荡电流的频率增大 9.(2026·四川省·同步练习)收音机的调谐电路如图甲所示，改变可变电容器的电容，进而改变调谐电路的频率。某次调频后，电路中的高频电流随时间的变化规律为如图乙所示的正弦曲线。下列说法正确的是() A.t2时刻,线圈L的自感电动势最大 B.电容C减小,接收的信号波长更长 C.t2~t3时间内,回路中的磁场能正在向电场能转化 D.通过调谐电路接收到的高频电流,就是我们需要的声音或图像信号 10.(2026·四川省·同步练习)为了测量物体的位移，将与被测物体固定相连的电介质板插入平行金属板电容器中，电容器可通过开关与电感或电源相连，如图所示。当开关从拨到时，由电感和电容构成的回路中产生振荡电流。通过检测振荡电流的频率变化，可以推知被测物体的位移。关于此装置，下列说法正确的是() A.电源电动势越小，则振荡电流的频率越低 B.当电容器中电荷量最大时，电路中的电流也最大 C.当电感自感电动势最大时，电容器中电场能最大 D.检测到振荡电流的频率增加，说明被测物体向左运动 11.（多选）(2026·浙江省·同步练习)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。如图甲所示有、两幅图。在收音机电路中天线接收下来的电信号既有高频成分又有低频成分，经放大后送到下一级，需要把高频成分和低频成分分开，只让低频成分输入下一级，如果采用如图乙所示的电路，图中虚线框和内分别只用一个电容器或电感器。以下关于电磁波的发射和接收的说法中，正确的是 A.在电磁波的发射技术中，甲图中是调幅波 B.在电磁波的发射技术中，甲图中是调幅波 C.乙图中是电容器，用来通高频阻低频，是电感器，用来阻高频通低频 D.乙图中是电感器，用来阻交流通直流，是电容器，用来阻高频通低频 12.（多选）(2026·福建省·期中考试)下列有关电磁波的特性和应用，说法正确的是() A.各种频率的电磁波在真空的传播速度都相同 B.射线和射线都有很强的穿透本领，常用于医学上透视人体 C.用额温枪检查出入人员是否发烧，是利用红外线显著的消毒作用 D.无线电波、红外线、可见光、紫外线、射线和射线按频率从小到大排列 综合提升练 1．（2026·浙江·高考真题）第六代移动通信技术（6G）使用的电磁波，部分处于太赫兹（THz）波段。，单位THz对应的物理量是（） A．能量 B．功率 C．频率 D．波长 2．（2020·北京·高考真题）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 3．（2020·天津·高考真题）新冠肺炎疫情突发，中华儿女风雨同舟、守望相助，筑起了抗击疫情的巍峨长城。志愿者用非接触式体温测量仪，通过人体辐射的红外线测量体温，防控人员用紫外线灯在无人的环境下消杀病毒，为人民健康保驾护航。红外线和紫外线相比较（） A．红外线的光子能量比紫外线的大 B．真空中红外线的波长比紫外线的长 C．真空中红外线的传播速度比紫外线的大 D．红外线能发生偏振现象，而紫外线不能 4．（2021·浙江·高考真题）大功率微波对人和其他生物有一定的杀伤作用。实验表明，当人体单位面积接收的微波功率达到时会引起神经混乱，达到时会引起心肺功能衰竭。现有一微波武器，其发射功率。若发射的微波可视为球面波，则引起神经混乱和心肺功能衰竭的有效攻击的最远距离约为（　　） A． B． C． D． 5．（2025·江苏·高考真题）如图所示．将开关S由a拨到b，使电容器C与线圈L构成回路。以电容器C开始放电取作0时刻，能正确反映电路中电流i随时间t变化关系的图象是（） A． B． C． D． 6．（2025·浙江·高考真题）如图所示的LC振荡电路，能减小其电磁振荡周期的措施是（　　） A． B． C． D． 7．（多选）（2020·江苏·高考真题）电磁波广泛应用在现代医疗中。下列属于电磁波应用的医用器械有（　　） A．杀菌用的紫外灯 B．拍胸片的X光机 C．治疗咽喉炎的超声波雾化器 D．检查血流情况的“彩超”机 8．（多选）（2021·福建·高考真题）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10909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 2/2 学科网（北京）股份有限公司 $