第35讲 电磁振荡与电磁波 讲义 -2027届高三物理一轮复习

该高中物理讲义聚焦电磁振荡与电磁波高考核心考点，涵盖电磁振荡的产生、能量转化及周期频率，电磁场理论，电磁波发射接收与电磁波谱等内容，按“现象-规律-应用”逻辑架构知识，通过知识梳理、考点分析（如同步同变关系总结）、典例精讲（结合真题情境）等环节，帮助学生系统构建知识网络并突破难点。 资料特色在于融合科学思维与科学态度，如电磁振荡考点中通过总结q、E、E_E与i、B、E_B的同步变化规律培养科学推理能力，典例结合5G、“中国天眼”等实际情境渗透社会责任。设计“概念辨析-规律应用-真题演练”三步复习策略，确保短时间内夯实基础并提升解题能力，为教师把控复习节奏提供清晰路径。

第35讲 电磁振荡与电磁波 讲义 知识梳理： 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：产生振荡电流的电路。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。 振荡电流、极板所带电荷量随时间的变化图像 (3)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、电路中的电流i、电容器内的电场强度E、线圈内的磁感应强度B发生周期性的变化。 (4)电磁振荡中的能量变化 ①放电过程中电容器储存的电场能逐渐转化为线圈的磁场能(电压减小，电流增加)。 ②充电过程中线圈中的磁场能逐渐转化为电容器的电场能(电流减小，电压增加)。 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。 (5)周期和频率 ①周期T＝2π。 ②频率f＝。 2．电磁场与电磁波 (1)麦克斯韦电磁场理论 ①变化的磁场产生电场。 ②变化的电场产生磁场。 (2)电磁波 ①电磁场在空间由近及远地向周围传播。 ②不需要介质，真空中传播速度为3×108 m/s。 ③同一介质中，频率高的电磁波传播速度小。 ④波速与电磁波频率的关系：v＝λf。 3．电磁波的发射与接收 (1)发射条件 ①开放电路。 ②高频振荡信号。 (2)调制 ①调频：高频电磁波的频率随信号的强弱而改变。 ②调幅：高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变。 (3)接收 ①电谐振：接收电路的固有频率等于无线电波的频率。 ②检波(解调)：调制的逆过程。 4．电磁波谱 (1)定义:按电磁波的波长大小或频率高低的顺序把它们排列成谱，叫作电磁波谱。 按波长由长到短：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。 (2)应用：无线电技术、红外遥感、照明摄影、医用消毒、防伪检查、医用透视、工业探伤、医用治疗。 考点一　电磁振荡 1.振荡电流、极板带电荷量随时间的变化图像 2.电磁振荡中各物理量的变化规律 (1)同步同变关系 在LC振荡电路发生电磁振荡的过程中，电容器相关的物理量：电荷量q、电场强度E、电场能EE是同步变化的，即： q↓→E↓→EE↓(或q↑→E↑→EE↑)。 线圈相关的物理量：振荡电流i、磁感应强度B、磁场能EB也是同步变化的，即： i↓→B↓→EB↓(或i↑→B↑→EB↑)。 (2)同步异变关系 在LC振荡过程中，电容器相关的三个物理量q、E、EE与线圈相关的三个物理量i、B、EB是同步异向变化的，即q、E、EE同时减小时，i、B、EB同时增大，且它们的变化是同步的。 典例１：(2026·江苏南京期中)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.线圈中磁场的方向向下 B.电路中的电流正在增大 C.电容器两极板的电荷量正在减少 D.线圈中的自感电动势在增加 答案　D解析　根据右手螺旋定则可知线圈中磁场方向向上，故A错误;电流方向流向正极板，表示电容器在充电，两极板电荷量增多，电场能增加，磁场能减少，电路中的电流正在减小，电流的变化率正在增加，则线圈中的自感电动势在增加，故B、C错误，D正确。 典例2：(2026·江苏盐城期末)如图甲所示，线圈L的直流电阻不计，闭合开关S，待电路达到稳定状态后断开开关S，LC回路中将产生电磁振荡。从开关S断开计时，线圈中的磁场能EB随时间t的变化规律如图乙所示。下列说法不正确的是(　　) A.LC电路振荡周期为2×10-3 s B.在1×10-3 s时，电容器右极板带正电 C.电容器中最大的电场能为2.5×10-2 J D.0~1×10-3 s时间内与1×10-3~2×10-3 s时间内回路中的电流方向相反 答案　A解析　t=0时刻断开开关S，线圈与电容器构成振荡回路，线圈中的电流从某一最大值开始减小，产生自感电动势对电容器充电，磁场能转化为电场能，电容器所带电荷量从零开始增加，当线圈中的电流减为零时，电容器充满电，所带电荷量达到最大，振荡电路经历T时，磁场能为零，电场能最大，电容器中最大的电场能为2.5×10-2 J，随后电容器放电，所带电荷量减小，线圈中的电流反向增加，电场能转化为磁场能，形成振荡电路，故LC电路振荡周期为4×10-3 s，C项正确，不符合题意，A项错误，符合题意;没断开开关前，线圈与R串联，由于线圈的电阻不计，所以线圈两端的电压为零，电容器两极板所带的电荷量为零，此时通过线圈的电流自左向右。当断开开关时，开始给电容器充电，电流逐渐减小，经过个周期，即t=1×10-3 s时，充电电流减小到最小，此时电容器所带的电荷量最多(左极板带负电，右极板带正电)，线圈L的感应电动势最大，B项正确，不符合题意;相邻的充、放电时间内，电荷的运动方向相反，电流方向相反，D项正确，不符合题意。 考点二　电磁场与电磁波　电磁波谱 1.对麦克斯韦电磁场理论的理解 恒定的电场不产生磁场 恒定的磁场不产生电场 均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场 均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场 不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场 不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场 振荡电场产生同频率的振荡磁场 振荡磁场产生同频率的振荡电场 2.电磁波的发射示意图(如图所示) 3.电磁波接收的方法 (1)利用调谐产生电谐振，使接收电路的感应电流最强。 (2)利用解调把接收电路中的有用信号分离出来。 典例3：(2026·江苏常州期中)关于电磁波谱，下列说法正确的是(　　) 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.X射线频率较高，波动性较强，粒子性较弱 D.医学利用γ射线做手术是利用了γ射线具有穿透能力很强的特性 答案　D解析　利用红外线来测温，是利用红外线的热效应，无论人体温度高低都向外辐射红外线，故A错误;紫外线的频率比可见光高，医学中常用于杀菌消毒，长时间照射人体可能损害健康，故B错误;X射线频率较高，波动性较弱，粒子性较强，故C错误;医学利用γ射线做手术是利用了γ射线具有穿透能力很强的特性，故D正确。 典例4：(2026·江苏扬州期中)“中国天眼”位于贵州的大山深处，是500 m口径球面射电望远镜(FAST)。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.麦克斯韦认为均匀变化的电场能激发出变化的磁场，空间将产生电磁波 B.X射线能使包在黑纸里的照相底片感光 C.普朗克通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论 D.紫外线的波长比红外线长 答案　B解析　麦克斯韦认为周期性变化的电场激发出周期性变化的磁场，空间将产生电磁波，A错误;X射线穿透能力强，能使包在黑纸里的照相底片感光，B正确;赫兹通过实验捕捉到电磁波，证实了麦克斯韦的电磁理论，C错误;紫外线的波长比红外线短，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $