4.1-4.2电磁振荡 电磁场与电磁波 讲义-2026-2027学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

本高中物理讲义聚焦电磁振荡与电磁场、电磁波核心知识点，系统梳理振荡电流的产生与变化过程，明确LC振荡电路的充放电规律及周期频率公式，进而衔接麦克斯韦电磁场理论，阐述电磁波的传播特性与应用，构建从电路现象到场论的认知支架。 资料通过考向分类（如充放电规律分析、公式应用）和例题变式设计，强化科学思维中的模型建构与科学推理，实验题（如电容器充放电观察）培养科学探究能力。课中辅助教师突出重点，课后助力学生通过练习巩固物理观念，查漏补缺。

第1、2节 电磁振荡 电磁场与电磁波 知识点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。 2.振荡电路：能产生振荡电流的电路叫做振荡电路。 3.振荡过程：如图所示，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关掷向2，从此时起，电容器要对线圈放电。 ①放电过程：由于线圈的自感作用，放电电流不能立刻达到最大值，由0逐渐增大，同时电容器极板上的电荷减少。放电完毕时，极板上的电荷为零，放电电流达到最大。该过程电容器储存的电场能转化为线圈的磁场能。 ②充电过程：电容器放电完毕，由于线圈的自感作用，电流并不会立刻消失，而要保持原来的方向继续流动，并逐渐减小，电容器开始反向充电，极板上的电荷逐渐增加，当电流减小到零时，充电结束，极板上的电荷量达到最大。该过程线圈中的磁场能又转化为电容器的电场能。此后电容器再放电、再充电，周而复始，于是电路中就有了周期性变化的振荡电流。 4.实际的LC振荡是阻尼振荡：电路中有电阻，振荡电流通过时会有电热产生，另外还会有一部分能量以电磁波的形式辐射出去。如果要实现等幅振荡，必须有能量补充到电路中。 知识点2 电磁振荡的周期和频率 1.周期：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间叫做周期。 2.频率：单位时间内完成的周期性变化的次数叫做频率。 如果振荡电路没有能量损失，也不受外界影响，这时的周期和频率分别叫做固有周期和固有频率。 3.周期和频率公式：，。 知识点3 电磁波 1.麦克斯韦电磁场理论 2.电磁波 (1)电磁场在空间由近及远传播，形成电磁波。 (2)电磁波的传播不需要介质，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)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。 (4)v＝λf，f是电磁波的频率。 考向1 振荡回路充放电规律 【例1】在如图甲所示的LC振荡电路中，开关接1给电容器充电，足够长的时间后将开关接2，此后一段时间内通过线圈的电流如图乙所示。下列说法中正确的是（     ） A．逆时针方向为电流的正方向 B．t2~t3时间内电容器内储存的电场能在增大 C．该LC振荡电路的周期为t2 D．将线圈中的铁芯拔出后，振荡电路的周期将变小 【答案】D 【详解】A．开关接时，电容器充电，由图甲可知，电源的较长线条端为上端（正极），故电容器上极板带正电。当开关接瞬间，电容器开始放电，放电电流从上极板经线圈流向下极板，此时电路中的实际电流方向为逆时针方向。由图乙可知，在的刚开始放电阶段，电流大小逐渐增加，但图像位于时间轴下方（即电流值为负）。说明实际的逆时针放电电流方向与规定的正方向相反，因此顺时针方向才是电流的正方向，故A错误； B．在时间内，由图乙可知通过线圈的电流大小从逐渐增大到最大值，这说明电路中的磁场能正在逐渐增大。根据振荡电路的能量转化与守恒定律，总能量保持不变，磁场能增大意味着电场能必须减小，即电容器处于放电状态，故B错误； C．振荡电路的周期是指电流完成一次完整周期性变化所需的时间。由图乙的图像可知，电流从时刻开始，经过一个完整的“负向增大负向减小正向增大正向减小”的波形回到时刻的状态，对应的时间跨度为。所以该振荡电路的周期为，而仅为半个周期，故C错误； D．振荡电路的周期公式为 当将线圈中的铁芯拔出后，线圈的自感系数将会减小。由上述公式可知，在电容不变的情况下，自感系数变小必然导致振荡电路的周期变小，故D正确。 故选D。 【变式】如图所示，图甲是振荡回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，、为电场能最大的时刻，为磁场能最大的时刻，下列说法正确的是（     ） A．图乙中的状态对应图甲中的时刻 B．图乙中状态之后的内电流方向为正 C．图乙中的状态对应图甲中的时刻 D．图乙中状态之后的内，电容的下极板将充上正电荷 【答案】B 【详解】A．图乙中的a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T时刻，故A错误； B．图乙中的b是电场能最大的时刻，电容器下极板带正电，沿逆时针方向的充电结束，即反向充电结束，对应图甲中的时刻，之后的内放电，电流沿顺时针方向，故B正确； C．图乙中的c是磁场能最大的时刻，之后的内磁场能转化为电场能，电容器充电，由楞次定律判断，电流方向为逆时针方向，电流为负，故对应图甲中的时刻，故C错误； D．图乙中的d是磁场能最大的时刻，对应图甲中的时刻，之后的内磁场能转化为电场能，电容器充电，由楞次定律判断，电流方向为顺时针方向，电流为正，电容C的上极板将充上正电荷，故D错误。 故选B。 考向2 电磁振荡公式 【例2】LC振荡电路中，线圈的自感系数为，电容器的电容为，则该电路的振荡周期为（     ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】LC振荡电路的固有频率满足公式 固有周期满足公式 故选A。 【变式】如图所示，电阻不计的线圈，其自感系数，定值电阻，电容器的电容，电源电动势，内阻。先闭合开关S，待电路中电流达到稳定时，断开开关S，记为0时刻，下列说法正确的是（    ） A．电路中将产生电磁振荡，电流的最大值为 B．在之间，回路电流为顺时针方向 C．时，电容器储存的电场能达到最大 D．电路中将产生电磁振荡，电磁振荡的频率为 【答案】B 【详解】A．在开关断开前电流通过线圈的方向是由a到b，断开后瞬间即时刻电流也是由a到b，且电流最大，依题意最大电流为，故A错误； D．电路中将产生电磁振荡，电磁振荡的周期为 则电磁振荡的频率为，故D错误； BC．结合上述分析可知，时间内，电流通过线圈的方向是由a到b（即逆时针方向），电容器充电，右侧极板带正电；时间内，电容器放电，电流由电容器右侧极板流出，电流通过线圈的方向是由b到a（即顺时针方向），时，电容器放电结束，电容器储存的电场能最小，时间内，电容器反向充电，电流通过线圈的方向仍是由b到a（即顺时针方向），则在之间，回路电流为顺时针方向，故B正确，C错误。 故选B。 考向 3 麦克斯韦电磁场理论 【例3】下列关于各种“波”的说法错误的是（    ） A．在真空中，电磁波与光波的速度不同 B．波速、波长与频率的关系，对机械波和电磁波都适用 C．电磁波的范围极广，人的肉眼可以看见的电磁波被称为可见光 D．机械波和电磁波都能发生反射、折射、干涉和衍射现象，但二者是有本质区别的 【答案】A 【详解】A．光本身属于电磁波，真空中所有电磁波的传播速度均为光速，二者速度相同，故A错误； B．波速、波长与频率的普适关系为，该公式对机械波和电磁波均适用，故B正确； C．电磁波谱覆盖范围极广，包含无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线等，其中人眼能够感知的波段被称为可见光，故C正确； D．反射、折射、干涉、衍射是波特有的共性现象，机械波和电磁波都可以发生这些现象；但机械波是机械振动在介质中的传播，传播必须依赖介质，电磁波是周期性变化的电磁场的传播，可在真空中传播，二者有本质区别，故D正确。 本题选错误的，故选A。 【变式】麦克斯韦电磁场理论对应的两个模型：甲是变化的磁场产生电场，乙是变化的电场产生磁场，下列说法正确的是（     ） A．对甲图，即使电路不闭合，变化的磁场也能在其中产生电场 B．对乙图，只有带电平行板间的变化电场才能在板间产生磁场 C．甲、乙两图一定能产生持续的电磁波 D．电磁波是纵波，而且是一种真实存在的物质 【答案】A 【详解】A．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场在周围空间产生电场，这种电场（涡旋电场）是客观存在的，与空间中是否存在闭合电路无关，闭合电路只是为了显示感应电流的存在，故A正确； B．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场在周围空间产生磁场，这不仅局限于带电平行板之间，任何变化的电场周围都会产生磁场，故B错误； C．若甲图中的磁场是均匀变化的，则产生恒定的电场，恒定的电场不会产生磁场，同理若乙图中电场均匀变化产生恒定磁场，恒定磁场也不会产生电场，因此只有非均匀变化（如振荡）的电场或磁场才能产生持续的电磁波，故C错误； D．电磁波是横波，且电磁波具有能量和动量，是一种真实存在的物质，故D错误。 故选A。 考向4 .电磁波特点 【例4】．下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．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 B．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 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．声音在空气中传播时是横波 【答案】B 【详解】A．根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，均匀变化的磁场周围产生稳定的电场，故A错误； B．在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量最大时，电场能最大，磁场能最小，电路中的电流最小，故B正确； 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，速度相等，故C错误； D．声音在空气中传播时是纵波，故D错误。 故选B。 【变式】下列说法正确的是（　　） A．真空中电磁波传播的速度c、波长和频率f满足关系式 B．变化的磁场一定能产生变化的电场 C．麦克斯韦通过实验证明了光是一种电磁波 D．电磁波和机械波一样，都必须在介质中传播 【答案】A 【详解】A．真空中电磁波传播的速度为光速，其波长和频率满足关系式，故A正确； B．根据麦克斯韦电磁理论，均匀变化的磁场产生恒定的电场，故B错误； C．麦克斯韦预言光是一种电磁波，没有通过实验证明了光是一种电磁波，故C错误； D．机械波传播需要介质，电磁波能够在真空中传播，即电磁波传播不需要介质，故D错误。 故选A。 一、单选题 1．电动牙刷普遍采用电磁感应式无线充电技术，其充电底座内部的振荡电路产生高频交变磁场，牙刷内的接收线圈感应出电动势给电池充电。下图为充电底座内部的LC振荡回路的示意图。某时刻LC振荡电路中磁场方向如图所示，且电容器下极板带正电，则该时刻（     ） A．振荡回路的电流正在增大 B．电容器中的电场能正在增大 C．线圈中的磁通量变化率正在增大 D．电容器极板间的电势差正在增大 【答案】A 【详解】ABD．根据磁场方向可知，电路中电流的方向为顺时针方向，又因电容器的下极板带正电，说明电容器正在放电，电场能向磁场能转化，电容器极板间的电势差正在减小，振荡回路的电流正在增大，故A正确，BD错误； C．电容器正在放电，则电路中的电流在增大，根据电磁振荡的特点可知，电流的变化率在减小，自感电动势减小，可知线圈磁通量变化率正在减小，故C错误。 故选A。 2．关于LC振荡电路，下列说法正确的是（　　） A．振荡电路的周期与电容器的电容成反比 B．在一个周期内，线圈产生的磁场方向改变一次 C．在一个周期内，电容器充电两次 D．当电容器放电完毕时，电路中的磁场能最小 【答案】C 【详解】A．LC振荡电路的周期公式为 可知周期与成正比，并非与电容成反比，故A错误； B．磁场方向由电流方向决定，一个周期内LC振荡电路的电流方向改变2次，因此线圈产生的磁场方向也改变2次，故B错误； C．一个周期内，LC电路依次完成正向放电、反向充电、反向放电、正向充电4个过程，共充电2次、放电2次，故C正确； D．电感线圈中的电流最大时，线圈的磁场能最大，电容器中电场能最小，电容器放电完毕时电路中电流最大，此时磁场能最大，故D错误。 故选C。 3．上高山、下矿井、出大海、到田间，5G网络正在加速赋能千行百业实现数字化生产。目前全球已部署超过260张5G网络，覆盖约的人口。产生5G无线信号电波的LC振荡电路某时刻的工作状态如图所示，则该时刻（　　） A．此LC振荡电路产生的电磁波是纵波 B．电容器正在充电，线圈储存的磁场能正在增大 C．若电容器两极板正对面积变小，则电路产生的无线信号电波的频率变大 D．线路中的电流正在增大 【答案】C 【详解】A．振荡电路产生的电磁波是横波，故A错误； BD．电流方向流向正极板，表示电容器在充电，两极板电荷量增大，电路中电流在减小，线圈储存的磁场能正在减小，逐渐转化成电场能，故BD错误； C．根据可知，若电容器两极板正对面积变小，则电容器的电容减小。根据可知，电路产生的无线信号电波的频率变大，故C正确。 故选C。 4．无线话筒是振荡电路的一个典型应用。如图（甲）所示的振荡电路中，电容器上极板的电荷量随时间变化的规律如图（乙）所示。则下列说法正确的是（     ） A．时间段内，电容器在充电 B．其他条件不变，仅增大电容器的电容，则振荡周期减小 C．时刻，电容器上极板电荷量为0 D．时刻，电路中电流为0 【答案】A 【详解】A．时间段内，电容器极板上的电荷量的绝对值逐渐增大，说明电容器正在充电，故A正确； B．振荡电路的周期公式为，其他条件不变，仅增大电容器的电容，则振荡周期变大，故B错误； C．时刻，电容器上极板电荷量达到正向最大值，故C错误； D．时刻，电容器上极板电荷量为零，此时电容器放电完毕，电场能最小，磁场能最大，可知电路中电流最大，故D错误。 故选A。 5．关于电磁场和电磁波，下列叙述中正确的是（     ） A．均匀变化的电场在它周围空间产生均匀变化的磁场 B．变化的磁场产生电场 C．电磁波中每一处的电场方向和磁场方向总是互相垂直，但与波的传播方向平行 D．电磁波和机械波一样依赖于介质传播 【答案】B 【详解】A．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，故A错误； B．根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场产生电场，故B正确； C．电磁波是横波，电磁波中每一处的电场E的方向和磁场B的方向总是互相垂直，且均与波的传播方向垂直，故C错误； D．电磁波的传播不需要介质，能够在真空中传播，而机械波的传播依赖于介质，故D错误。 故选B。 6．关于下列四幅图，说法正确的是（     ） A．图甲中的电流，属于交变电流 B．图乙中的电场中，能产生电磁波 C．图丙中用偏振眼镜观看立体电影，偏振现象说明光是纵波 D．图丁中将交变电压的频率由变为，三只灯泡都将变暗 【答案】B 【详解】A．图甲中，电流的大小随时间做周期性变化，但方向始终为正，没有发生改变，属于脉动直流电，不属于交变电流，故A错误； B．图乙中，电场强度随时间做周期性变化（振荡电场），根据麦克斯韦电磁场理论，周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，变化的磁场又产生变化的电场，从而由近及远传播形成电磁波，故B正确； C．图丙中，用偏振眼镜观看立体电影，偏振现象说明光是横波，故C错误； D．图丁中，交流电频率减小，电阻的阻值与频率无关，灯泡亮度不变；电感线圈的感抗，频率减小，感抗减小，对电流阻碍作用减小，灯泡变亮；电容器的容抗，频率减小，容抗增大，对电流阻碍作用增大，灯泡变暗，故D错误。 故选B。 7．如图所示是我国500m口径球面射电望远镜（FAST），它可以接收来自宇宙深处的电磁波。关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波 B．麦克斯韦通过实验捕捉到电磁波 C．电磁波由真空进入某种介质传播时，波长变短 D．一切高温物体都能够发射紫外线 【答案】C 【详解】A．只要空间某处的电场或磁场发生周期性变化，就会在其周围产生电磁波，均匀变化的电场或磁场周围不能产生电磁波，故A错误； B．麦克斯韦提出电磁场理论，赫兹通过实验捕捉到电磁波，故B错误； C．电磁波由真空进入某种介质传播时，频率不变，传播速度变小，根据可知，波长变短，故C正确； D．虽然高温是物体发出紫外线的一个条件，但不是所有高温物体都能发出紫外线，故D错误。 故选C。 8．“中国天眼”（FAST）位于贵州的大山深处，是口径球面射电望远镜，它通过接收来自宇宙深处的电磁波，探索宇宙。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．麦克斯韦认为变化的电场能激发出变化的磁场，但没有介质不能产生电磁波 B．麦克斯韦认为均匀变化的电场能激发出变化的磁场，空间将产生电磁波 C．电磁波从真空进入水中时，频率改变，波速不变 D．电磁波从真空进入水中时，频率不变，波速改变 【答案】D 【详解】AB．麦克斯韦认为周期性变化的电场在周围能够引起变化的磁场，变化的电场和磁场又会在较远的空间引起新的变化的电场和磁场，这样变化的电场和磁场由近及远地向周围传播，形成了电磁波，电磁波的传播不需要介质，而均匀变化的电场只能激发恒定的磁场，不能产生电磁波，故AB错误； CD．电磁波在不同介质中传播速度不同，频率不会改变，故C错误，D正确。 故选D。 二、多选题 9．在理想LC振荡电路中，从电容器电场能最大开始，经过t＝2.0×10−6s，电场能第一次完全转化为磁场能。某时刻，电路中的状态如图所示。关于该振荡电路，下列说法正确的是（     ） A．该电路的振荡周期为4.0×10−6s B．图示时刻，电容器正在充电，电流减小 C．图示时刻，电容器正在放电，电流增大 D．减小电感线圈的自感系数L，振荡周期减小 【答案】BD 【详解】A．从电容器电场能最大到电场能第一次完全转化为磁场能，经历四分之一周期，有= 整理得，故A错误； BC．由电场方向可知电容器下极板带正电；根据磁场方向和线圈绕向，利用安培定则可知电流流入下极板，故电容器正在充电。充电过程中电场能增大、磁场能减小，电流减小，故B正确，C错误。 D．理想振荡电路的周期 减小自感系数，周期减小，故D正确。 故选BD。 10．如图为LC振荡电路，某时刻线圈磁场方向如图所示，且磁感应强度正在增大，以该时刻为计时起点，规定回路逆时针电流为正方向，电容器上极板带正电时极板电压为正。下列电流、极板电压随时间变化的图像可能正确的是（     ） A． B． C． D． 【答案】AD 【详解】AB．时刻线圈中的磁场方向向上且逐渐增大，根据安培定则，电流方向为逆时针方向（电流方向为正方向）且逐渐增大，故B错误、A正确； CD．由上述分析，电流从下极板经线圈流向上极板，且电流逐渐增大，可判断电容器为放电过程，则下极板带正电，极板电压为负且逐渐减小，故C错误、D正确。 故选AD。 11．关于LC振荡电路，下列说法正确的是（     ） A．振荡电流最大时，电容器极板间电场强度为零 B．电容器放电过程中，电场能转化为磁场能 C．振荡周期只由电容器电容决定，与线圈自感系数无关 D．电路中电流为零时，磁场能最大 【答案】AB 【详解】A．振荡电流最大时，对应电容器放电完毕的时刻，极板带电量，由 可知极板间电压为0，由 得极板间电场强度为零，故A正确； B．电容器放电过程中，极板带电量逐渐减小，电场能减小，回路电流逐渐增大，磁场能增大，该过程电场能转化为磁场能，故B正确； C．LC振荡电路的周期公式为 周期由电容器电容和线圈自感系数共同决定，故C错误； D．磁场能大小与电流大小正相关，电路中电流为零时，磁场能最小，此时极板带电量最大，电场能最大，故D错误。 故选AB。 12．根据麦克斯韦电磁场理论，下列叙述中正确的是（　　） A．路灯周围空间不存在磁场和电场 B．变化的电场可产生磁场 C．恒定的磁场激发恒定的电场 D．在电磁波传播过程中，电场方向、磁场方向和传播方向三者互相垂直 【答案】BD 【详解】A．路灯通交变电流，电流会在周围空间激发变化的磁场，变化的磁场又会激发电场，因此路灯周围存在电磁场，故A错误； B．根据麦克斯韦电磁场理论的核心结论，变化的电场可以产生磁场，故B正确； C．只有变化的磁场才能激发电场，恒定的磁场无法激发电场，故C错误； D．电磁波属于横波，传播过程中电场方向、磁场方向、传播方向三者两两互相垂直，故D正确。 故选BD。 三、实验题 13．电容器与电感器，电容器和电感器是两种常见的元件，常用于各种电路中。 (1)如图所示是一个由电感器L与电容器C组成的电路，其中电感器的电感为L=9×10-4H，电容器的电容为C=4×10-6F，R为定值电阻。 ①当开关S接通1后，达到稳定前，电阻R两端的电势差________（选涂：A．增大  B．不变  C．减小）； ②达到稳定后，电容器上极板带______（选涂：A．正  B．负）电； ③再将开关S接通2，记此时t=0，则当t=1×10-4s时，通过电感器的电流方向________（选涂：A．上  B．下），电流________（选涂：A．增大  B．不变  C．减小）。 (2)如图所示，L1和L2是两个相同的小灯泡，R为定值电阻，L是自感系数很大、阻值与R相同的线圈。开关S接通时，灯泡________先达到最亮；开关S断开时，灯泡________先暗（均选涂：A．L1  B．L2）。 【答案】(1) 减小 正 下 减小 (2) L1 L2 【详解】（1）[1] 当开关S接通1后，电容器充电，但是充电电流越来越小，根据可知电阻R两端的电势差减小。 [2]达到稳定后，电容器上极板连接电源正极，可知上极板带正电。 [3][4] 振荡电路的周期 再将开关S接通2，记此时t=0，则当t=1×10-4s时，此时处于之间，电容器反向充电，此时通过电感器的电流向下，电流不断减小。 （2）[1]线圈的自感电动势会阻碍电流增大，初始时线圈支路电流几乎为0，电流全部通过L1，L2和定值电阻并联，L1的电流大于L2，因此L1先达到最亮。 [2]电源被切断，线圈产生自感电动势，维持电流通过L1，而L2所在支路无持续电流通路，因此L2先暗。 14．某同学设计了如图所示的电路来观察电容器的充放电过程。 (1)根据电路图，用笔画线代替导线连接下面的实物。 (2)连接好电路后，将滑动变阻器的滑片调整至适当位置，闭合开关，将单刀双掷开关掷于1端，此时电容器开始__________（填“充”或“放”）电，观察到的实验现象是____________，再将掷于2端，观察到的实验现象是_______________. (3)其他条件不变，只换用容量更大的电容器来做实验，相比于上次实验，此次实验在放电过程中看到的现象是_______________. (4)其他条件不变，只把小灯泡换成电感器，闭合开关S，先将单刀双掷开关掷于1端，一段时间后，再将单刀双掷开关掷于2端，此时电容器和电感器构成一个LC振荡电路，当电感线圈中的磁感线和电容器中极板的带电情况分别如图所示时，电容器正处于___________（填“充”或“放”）电状态，电路中的电流在___________（填“增大”或“减小”）。 【答案】(1) (2) 充 小灯泡闪亮一下后熄灭 小灯泡闪亮一下后熄灭 (3)小灯泡闪亮持续时间较长 (4) 放 增大 【详解】（1）实物连接如图所示 （2）[1][2]闭合开关S，将单刀双掷开关掷于1端，此时电容器开始充电，由于电容器上的电荷越来越多，电容器两极板间的电压越来越大，电路中的电流越来越小，最后为零，所以观察到的实验现象是小灯泡闪亮一下后熄灭。 [3]将单刀双掷开关掷于2端，此时电容器开始放电，电容器相当于电源，电容器带的电荷量越来越少，两极板间的电压越来越小，所以观察到的实验现象是小灯泡闪亮一下后熄灭。 （3）其他条件不变，只换用电容量更大的电容器来做实验，相比于上次实验，电容器两极板间的电压不变，电容器的带电荷量增多，则在放电过程中，放电时间更长，小灯泡闪亮持续时间较长。 （4）[1][2]根据右手定则可知，电容器正处于放电状态，电路中的电流在增大。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第1、2节 电磁振荡 电磁场与电磁波 知识点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。 2.振荡电路：能产生振荡电流的电路叫做振荡电路。 3.振荡过程：如图所示，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关掷向2，从此时起，电容器要对线圈放电。 ①放电过程：由于线圈的自感作用，放电电流不能立刻达到最大值，由0逐渐增大，同时电容器极板上的电荷减少。放电完毕时，极板上的电荷为零，放电电流达到最大。该过程电容器储存的电场能转化为线圈的磁场能。 ②充电过程：电容器放电完毕，由于线圈的自感作用，电流并不会立刻消失，而要保持原来的方向继续流动，并逐渐减小，电容器开始反向充电，极板上的电荷逐渐增加，当电流减小到零时，充电结束，极板上的电荷量达到最大。该过程线圈中的磁场能又转化为电容器的电场能。此后电容器再放电、再充电，周而复始，于是电路中就有了周期性变化的振荡电流。 4.实际的LC振荡是阻尼振荡：电路中有电阻，振荡电流通过时会有电热产生，另外还会有一部分能量以电磁波的形式辐射出去。如果要实现等幅振荡，必须有能量补充到电路中。 知识点2 电磁振荡的周期和频率 1.周期：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间叫做周期。 2.频率：单位时间内完成的周期性变化的次数叫做频率。 如果振荡电路没有能量损失，也不受外界影响，这时的周期和频率分别叫做固有周期和固有频率。 3.周期和频率公式：，。 知识点3 电磁波 1.麦克斯韦电磁场理论 2.电磁波 (1)电磁场在空间由近及远传播，形成电磁波。 (2)电磁波的传播不需要介质，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)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。 (4)v＝λf，f是电磁波的频率。 考向1 振荡回路充放电规律 【例1】在如图甲所示的LC振荡电路中，开关接1给电容器充电，足够长的时间后将开关接2，此后一段时间内通过线圈的电流如图乙所示。下列说法中正确的是（     ） A．逆时针方向为电流的正方向 B．t2~t3时间内电容器内储存的电场能在增大 C．该LC振荡电路的周期为t2 D．将线圈中的铁芯拔出后，振荡电路的周期将变小 【变式】如图所示，图甲是振荡回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，、为电场能最大的时刻，为磁场能最大的时刻，下列说法正确的是（     ） A．图乙中的状态对应图甲中的时刻 B．图乙中状态之后的内电流方向为正 C．图乙中的状态对应图甲中的时刻 D．图乙中状态之后的内，电容的下极板将充上正电荷 考向2 电磁振荡公式 【例2】LC振荡电路中，线圈的自感系数为，电容器的电容为，则该电路的振荡周期为（     ） A． B． C． D． 【变式】如图所示，电阻不计的线圈，其自感系数，定值电阻，电容器的电容，电源电动势，内阻。先闭合开关S，待电路中电流达到稳定时，断开开关S，记为0时刻，下列说法正确的是（    ） A．电路中将产生电磁振荡，电流的最大值为 B．在之间，回路电流为顺时针方向 C．时，电容器储存的电场能达到最大 D．电路中将产生电磁振荡，电磁振荡的频率为 考向 3 麦克斯韦电磁场理论 【例3】下列关于各种“波”的说法错误的是（    ） A．在真空中，电磁波与光波的速度不同 B．波速、波长与频率的关系，对机械波和电磁波都适用 C．电磁波的范围极广，人的肉眼可以看见的电磁波被称为可见光 D．机械波和电磁波都能发生反射、折射、干涉和衍射现象，但二者是有本质区别的 【变式】麦克斯韦电磁场理论对应的两个模型：甲是变化的磁场产生电场，乙是变化的电场产生磁场，下列说法正确的是（     ） A．对甲图，即使电路不闭合，变化的磁场也能在其中产生电场 B．对乙图，只有带电平行板间的变化电场才能在板间产生磁场 C．甲、乙两图一定能产生持续的电磁波 D．电磁波是纵波，而且是一种真实存在的物质 考向4 .电磁波特点 【例4】．下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．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 B．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 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．声音在空气中传播时是横波 【变式】下列说法正确的是（　　） A．真空中电磁波传播的速度c、波长和频率f满足关系式 B．变化的磁场一定能产生变化的电场 C．麦克斯韦通过实验证明了光是一种电磁波 D．电磁波和机械波一样，都必须在介质中传播 一、单选题 1．电动牙刷普遍采用电磁感应式无线充电技术，其充电底座内部的振荡电路产生高频交变磁场，牙刷内的接收线圈感应出电动势给电池充电。下图为充电底座内部的LC振荡回路的示意图。某时刻LC振荡电路中磁场方向如图所示，且电容器下极板带正电，则该时刻（     ） A．振荡回路的电流正在增大 B．电容器中的电场能正在增大 C．线圈中的磁通量变化率正在增大 D．电容器极板间的电势差正在增大 2．关于LC振荡电路，下列说法正确的是（　　） A．振荡电路的周期与电容器的电容成反比 B．在一个周期内，线圈产生的磁场方向改变一次 C．在一个周期内，电容器充电两次 D．当电容器放电完毕时，电路中的磁场能最小 3．上高山、下矿井、出大海、到田间，5G网络正在加速赋能千行百业实现数字化生产。目前全球已部署超过260张5G网络，覆盖约的人口。产生5G无线信号电波的LC振荡电路某时刻的工作状态如图所示，则该时刻（　　） A．此LC振荡电路产生的电磁波是纵波 B．电容器正在充电，线圈储存的磁场能正在增大 C．若电容器两极板正对面积变小，则电路产生的无线信号电波的频率变大 D．线路中的电流正在增大 4．无线话筒是振荡电路的一个典型应用。如图（甲）所示的振荡电路中，电容器上极板的电荷量随时间变化的规律如图（乙）所示。则下列说法正确的是（     ） A．时间段内，电容器在充电 B．其他条件不变，仅增大电容器的电容，则振荡周期减小 C．时刻，电容器上极板电荷量为0 D．时刻，电路中电流为0 5．关于电磁场和电磁波，下列叙述中正确的是（     ） A．均匀变化的电场在它周围空间产生均匀变化的磁场 B．变化的磁场产生电场 C．电磁波中每一处的电场方向和磁场方向总是互相垂直，但与波的传播方向平行 D．电磁波和机械波一样依赖于介质传播 6．关于下列四幅图，说法正确的是（     ） A．图甲中的电流，属于交变电流 B．图乙中的电场中，能产生电磁波 C．图丙中用偏振眼镜观看立体电影，偏振现象说明光是纵波 D．图丁中将交变电压的频率由变为，三只灯泡都将变暗 7．如图所示是我国500m口径球面射电望远镜（FAST），它可以接收来自宇宙深处的电磁波。关于电磁波，下列说法正确的是（　　） A．只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波 B．麦克斯韦通过实验捕捉到电磁波 C．电磁波由真空进入某种介质传播时，波长变短 D．一切高温物体都能够发射紫外线 8．“中国天眼”（FAST）位于贵州的大山深处，是口径球面射电望远镜，它通过接收来自宇宙深处的电磁波，探索宇宙。下列关于电磁波的说法正确的是（　　） A．麦克斯韦认为变化的电场能激发出变化的磁场，但没有介质不能产生电磁波 B．麦克斯韦认为均匀变化的电场能激发出变化的磁场，空间将产生电磁波 C．电磁波从真空进入水中时，频率改变，波速不变 D．电磁波从真空进入水中时，频率不变，波速改变 二、多选题 9．在理想LC振荡电路中，从电容器电场能最大开始，经过t＝2.0×10−6s，电场能第一次完全转化为磁场能。某时刻，电路中的状态如图所示。关于该振荡电路，下列说法正确的是（     ） A．该电路的振荡周期为4.0×10−6s B．图示时刻，电容器正在充电，电流减小 C．图示时刻，电容器正在放电，电流增大 D．减小电感线圈的自感系数L，振荡周期减小 10．如图为LC振荡电路，某时刻线圈磁场方向如图所示，且磁感应强度正在增大，以该时刻为计时起点，规定回路逆时针电流为正方向，电容器上极板带正电时极板电压为正。下列电流、极板电压随时间变化的图像可能正确的是（     ） A． B． C． D． 11．关于LC振荡电路，下列说法正确的是（     ） A．振荡电流最大时，电容器极板间电场强度为零 B．电容器放电过程中，电场能转化为磁场能 C．振荡周期只由电容器电容决定，与线圈自感系数无关 D．电路中电流为零时，磁场能最大 12．根据麦克斯韦电磁场理论，下列叙述中正确的是（　　） A．路灯周围空间不存在磁场和电场 B．变化的电场可产生磁场 C．恒定的磁场激发恒定的电场 D．在电磁波传播过程中，电场方向、磁场方向和传播方向三者互相垂直 三、实验题 13．电容器与电感器，电容器和电感器是两种常见的元件，常用于各种电路中。 (1)如图所示是一个由电感器L与电容器C组成的电路，其中电感器的电感为L=9×10-4H，电容器的电容为C=4×10-6F，R为定值电阻。 ①当开关S接通1后，达到稳定前，电阻R两端的电势差________（选涂：A．增大  B．不变  C．减小）； ②达到稳定后，电容器上极板带______（选涂：A．正  B．负）电； ③再将开关S接通2，记此时t=0，则当t=1×10-4s时，通过电感器的电流方向________（选涂：A．上  B．下），电流________（选涂：A．增大  B．不变  C．减小）。 (2)如图所示，L1和L2是两个相同的小灯泡，R为定值电阻，L是自感系数很大、阻值与R相同的线圈。开关S接通时，灯泡________先达到最亮；开关S断开时，灯泡________先暗（均选涂：A．L1  B．L2）。 14．某同学设计了如图所示的电路来观察电容器的充放电过程。 (1)根据电路图，用笔画线代替导线连接下面的实物。 (2)连接好电路后，将滑动变阻器的滑片调整至适当位置，闭合开关，将单刀双掷开关掷于1端，此时电容器开始__________（填“充”或“放”）电，观察到的实验现象是____________，再将掷于2端，观察到的实验现象是_______________. (3)其他条件不变，只换用容量更大的电容器来做实验，相比于上次实验，此次实验在放电过程中看到的现象是_______________. (4)其他条件不变，只把小灯泡换成电感器，闭合开关S，先将单刀双掷开关掷于1端，一段时间后，再将单刀双掷开关掷于2端，此时电容器和电感器构成一个LC振荡电路，当电感线圈中的磁感线和电容器中极板的带电情况分别如图所示时，电容器正处于___________（填“充”或“放”）电状态，电路中的电流在___________（填“增大”或“减小”）。 学科网（北京）股份有限公司 $