考点31 电磁振荡和电磁波 讲义 -2026-2027学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

高中物理人教版选择性必修二重点考点解读 考点31 电磁振荡和电磁波 知识网络 考点解读 考点一、电磁振荡 1.振荡电路：产生大小和方向都做周期性迅速变化的电流(即振荡电流)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。 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，这种现象就是电磁振荡。 3.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。 (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。 (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=。 考点二、.麦克斯韦电磁场理论 考点三、.电磁波 (1)电磁场在空间由近及远地向周围传播，形成电磁波。 (2)电磁波的传播不需要(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，都等于光速3×108 m/s。在同一介质中不同频率的电磁波传播速度是不同的，频率越高，波速越小。  (3)v=λf，f是电磁波的频率。 3.无线电波的发射 (1)发射条件：开放电路和高频振荡信号，所以要对传输信号进行调制。 (2)调制方式 ①调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变。 ②调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变。 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相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，这就是电谐振现象。 (2)使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐，能够调谐的接收电路叫作调谐电路。 (3)从经过调制的高频振荡信号中“检”出调制信号的过程，叫作检波。检波是调制的逆过程，也叫作解调。 5.(1)电磁波谱：按照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。按波长由长到短排列的电磁波谱为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。 (2)电磁波谱分类及应用 电磁波谱 频率/Hz 真空中波长/m 特性 应用 递变规律 无线电波 <3×1012 >10-4 波动性强，易发生衍射 无线电技术 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。不同频率的电磁波在同一种介质中传播时，频率越高，折射率越大，速度越小 红外线 1011~1015 10-7~10-3 热效应 红外遥感 可见光 1015 10-7 引起视觉 照明、摄影 紫外线 1015~1016 10-8~10-7 化学效应、荧光效应、灭菌消毒 医用消毒、防伪 X射线 1016~1019 10-11~10-8 穿透本领强 检查、医用透视 γ射线 >1019 <10-11 穿透本领最强 工业探伤、医用治疗 能力素养提升 1. LC振荡电路充、放电过程的判断方法 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 2.　LC振荡过程中各物理量变化情况（从开始放电计时） 时刻（时间） 0→ → → →T 对应图像 工作过程 放电过程 充电过程 放电过程 充电过程 q qm→0 0→qm qm→0 0→qm u um→0 0→um um→0 0→um E Em→0 0→Em Em→0 0→Em 时刻（时间） 0→ → → →T 对应图像 工作过程 放电过程 充电过程 放电过程 充电过程 i 0→im im→0 0→im im→0 B 0→Bm Bm→0 0→Bm Bm→0 能量 E电→E磁 E磁→E电 E电→E磁 E磁→E电 注意 以上各量中q、u、E随时间的变化步调一致，i、B随时间的变化步调一致，E电、E磁的变化周期为。 针对性训练 1．（2026南京二模）下面四幅无线电波波形图，属于调频波的是（ ） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】调频波是频率随信号变化，所以属于调频波的是C，C正确。 2 (2026·浙江省模拟)下列有关电磁波的应用，说法正确的是(　　) A.雷达是利用无线电波来测定物体位置的无线电设备 B.铁路、民航等安检口使用γ射线对行李内物品进行检测 C.医院里常用紫外线照射对病房和手术室进行消毒 D.超市、书店的大门处常用来感应物品的门禁是利用了X射线 答案　AC 解析　雷达是利用无线电波来测定物体位置的无线电设备，故A正确；安检设备普遍采用X射线，因其穿透力适中且成像清晰；γ射线穿透力过强且有害，故B错误；紫外线能破坏微生物DNA，广泛用于医院消毒，故C正确；超市、书店门禁通过射频识别技术，属于无线电波应用，与X射线无关，故D错误。 3 (2025·浙江6月选考·5)如图所示的LC振荡电路，能减小其电磁振荡周期的措施是(　　) 答案　D 解析　线圈中插入铁芯和线圈匝数增加，自感系数L都变大，由T=2π可知，周期变大，故A、B错误；电容器极板间插入电介质，即增大εr，由C=可知电容变大，由T=2π可知周期变大，故C错误；电容器极板间距d增大，由C=可知电容变小，由T=2π可知周期变小，故D正确。 4 (2025·广东中山市期中)如图所示，在磁感应强度B随时间t变化的以下四种磁场中，下列判断正确的是(　　) A.甲图能产生电场，不能产生电磁波 B.乙图能产生电场，不能产生电磁波 C.丙图能产生电场，也能产生电磁波 D.丁图能产生电场，不能产生电磁波 答案　AC 解析　甲图中是均匀变化的磁场，可以产生稳定的电场，但不能产生电磁波，故A正确；乙图中是稳定的磁场，不可以产生电场，不能产生电磁波，故B错误；丙图中是周期性变化的磁场，能产生周期性变化的电场，也能产生电磁波，故C正确；丁图中是周期性变化的磁场，能产生周期性变化的电场，也能产生电磁波，故D错误。 5 .(2025·江苏卷·5)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变化关系的图像是(　　) 答案　A 解析　根据题意可知，将开关由a拨到b时，电容器和自感线圈组成回路，此回路为振荡电路，产生周期性变化的振荡电流，电场能转化为磁场能以及磁场能又再次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·海南海口市模拟)如图(a)所示的LC振荡电路中，电容器C极板上的带电量q随时间t变化的规律如图(b)所示，则该振荡电路(　　) A.0~1×10-6 s电容器处于放电过程 B.t=2×10-6 s时磁场能最大 C.增大电容器C的极板间距，则周期会增大 D.t=4×10-6 s，电路中电流为零 答案　AD 解析　由题图(b)可知，0~1×10-6 s，电容器极板上电荷量减少，所以电容器处于放电过程，故A正确；同理，t=2×10-6 s时，电容器极板上电荷量达到峰值，极板间的电场能最大，根据能量守恒定律可知，此时磁场能最小，故B错误；根据C=，可知增大电容器的极板间距，电容器的电容减小，根据T=2π，可知周期会减小，故C错误；根据I=，可知q-t图像中图线的斜率表示电路中的电流，所以t=4×10-6 s时，电路中电流为零，故D正确。 7 . (2025届江苏省苏州市八校高三下学期三模联考)以下电路中，能够最有效发射电磁波的是（　　） A. V B. C. D. 【答案】D 【解析】有效发射电磁波要满足两个条件：1、振荡电路的频率足够高（频率公式）；2、振荡电路产生的电场和磁场必须分布到广大的开放的空间中，即开放电路；D项中具备小电感、小电容，同时采用开放结构，最有效发射电磁波。故选D。 8. (浙江诸暨市2025年5月高三适应性考试试题)如图所示，线圈L的自感系数0.1H，直流电阻为零，电容器C的电容40μF，电阻R的阻值3Ω，电源电动势E=1.5V，内阻不计。闭合开关S，待电路达到稳定状态后断开开关S，LC电路中将产生电磁振荡。如果规定线圈中的电流方向从a到b为正，在断开开关的时刻t=0，则电感线圈中电流i随时间t变化的图像为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】在开关闭合时，电流是从a流向b，通过L的电流为 当断开开关后电流在LC电路中振荡，周期为 代入题中数据解得 则振动图像如图 故选A。 9. (2026河南联考)如图，为测量储物罐中不导电液体的高度，有人设计了一个监测液面高度变化的传感器。将与储物罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容C置于储物罐中，电容C可通过开关S与电感或电源相连，当开关从a拨到b时，由电感L和电容C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，可以推知液面的升降情况。关于此装置，下面说法正确的是(　　) A.电源电动势越小，则振荡电流的频率越低 B.当电路中电流最大时，电容器两端的电压最小 C.开关a拨向b瞬间，电感L的自感电动势为零 D.检测到振荡电流的频率增加，说明液面高度在降低 答案　BD 解析　振荡电流的频率为f=，则振荡频率与电源电动势无关，故A错误；当电路中电流最大时，电容器放电完毕，此时电容器两端电压最小，故B正确；开关a拨向b瞬间，电流最小，电流变化率最大，即电感L的自感电动势最大，故C错误；检测到振荡电流的频率增加，说明电容器的电容减小，根据C=，可知εr减小，即液面高度在降低，故D正确。 10. （2026广东湛江湛江）图甲为某种车辆智能道闸系统的简化原理图，预埋在地面上的地感线圈L和电容器C构成LC振荡电路，当车辆靠近地感线圈时，线圈自感系数变大，使得振荡电流频率发生变化，检测器将该信号发送至车牌识别器，从而向闸机发送起杆或落杆指令。某段时间振荡电路中的电流如图乙，则下列有关说法错误的是(　　) A.t1时刻电容器间的电场强度为最小值 B.t1~t2时间内，电容器处于充电过程 C.汽车靠近线圈时，振荡电流频率变小 D.从图乙波形可判断汽车正靠近地感线圈 答案　D 解析　t1时刻电流最大，线圈中磁场能最大，电容器中电场能最小，电容器间的电场强度为最小值，故A正确；t1~t2时间内，电流逐渐减小，线圈中磁场能减小，电容器中电场能增大，电容器处于充电过程，故B正确；当车辆靠近地感线圈时，线圈自感系数变大，根据T=2π，可知周期变大，频率越来越小，故C正确；由题图乙可知，振荡电流频率越来越大，则线圈自感系数变小，汽车正远离地感线圈，故D错误。 11. （福建龙岩市2025年高中毕业班五月教学质量检测）使用蓝牙耳机接听手机来电，手机与基地台及耳机的信号传输如图所示．若基地台与手机、手机与蓝牙耳机之间通信的电磁波分别为甲波、乙波，则（ ） A. 甲波的波长比乙波短 B. 真空中甲波的传播速度比乙波小 C. 测量体温时使用的测温枪探测的是乙波 D. 甲、乙波都能在真空中传播 【答案】D 【解析】 由题图可知甲波的频率小于乙波的频率，则甲波波长比乙波长，故A错误； 所有频率的电磁波在真空中的传播速度都为，故B错误； 测量体温时使用的测温枪探测的是红外线，而通信用的是无线电波，故C错误； 所有频率的电磁波都能在真空中传播，故D正确。 12.(2025·陕西省教育联盟模拟)为了保证考试的公平，大型考试中广泛使用了金属探测器，图甲就是一款常用的金属探测器，其内部的线圈与电容器构成LC振荡电路，结构原理如图乙所示，线圈靠近金属时，线圈的自感系数增大。若某时刻电路中的电流方向如图所示，电容器A极板带正电，则下列说法正确的是(　　) A.电路中的电流正在增大 B.电容器两板的电压在减小 C.线圈中的自感电动势在增大 D.线圈靠近金属时，LC振荡电路的周期减小 答案　C 解析　图示时刻，电容器正在充电，电荷量在增大，电压增大，电路中的电流在减小，但电流减小得越来越快，根据E＝L知线圈中的自感电动势正在增大，故A、B错误，C正确;探测仪靠近金属时，相当于给线圈增加了铁芯，所以其自感系数L增大，根据T＝2π知T增大，故D错误。 13. (2025·江西九师联盟联考)如图甲所示，在LC振荡电路实验中，多次改变电容器的电容C并测得相应的振荡电流的周期T，如图乙所示，以C为横坐标、T2为纵坐标，将测得的数据标示在坐标纸上并用直线拟合数据，则(　　) A.电路中的磁场能最大时，电容器板间电场能最大 B.电容器板间电场强度增大时，电路中电流正在增大 C.电容器带电荷量最大时，电路中电流最大 D.可由T2－C图像计算线圈的自感系数 答案　D 解析　电路中的磁场能最大时，电容器板间电场能最小，为零，A错误;电容器板间电场强度增大时，电容器正在充电，磁场能转化为电场能，电路中电流正在减小，B错误;电容器充电结束时，电容器带电荷量达到最大，电场能最大，电路中电流为零，C错误;由T＝2π得T2＝4π2LC，由T2－C图像的斜率可以计算得到线圈自感系数，D正确。 14 （2026吉林延边质检）如图所示是由线圈L和电容器C组成的最简单的LC振荡电路。先给电容器充满电。t＝0时如图a所示，电容器两板间的电势差最大，电容器开始放电。t＝0.005 s时如图b所示，LC回路中线圈上的电流第一次达到最大值，则（　　） A.此LC振荡电路的周期T＝0.01 s B.t＝0.025 s时，回路电流方向与图b中所示电流方向相反 C.t＝0.035 s时，线圈中的磁场能最大 D.t＝0.040 s至t＝0.045 s时，线圈中的电流逐渐减小 答案 C 解析：　从开始放电到第一次放电完毕需要T，可知此LC振荡电路的周期为T＝0.02 s，选项A错误；因为T＝1T，所以回路电流方向与图b中所示电流方向相同，选项B错误；因为T＝1T，此时电容器反向放电完毕，线圈中电流最大，磁场能也最大，选项C正确；t＝0.040 s至t＝0.045 s时，即2T～2T，电容器正向放电，线圈中的电流逐渐增大，选项D错误。 15 （2026安徽质检）如图所示，q-t图像表示LC振荡电路中电容器下极板电荷量随时间变化的图像，下列说法正确的是（　　） A.Oa时间段，线圈中磁场能在减小 B.b、d两时刻电路中电流最大 C.b、d两时刻电容器中电场能最大 D.该电路可以有效地把电磁波发射出去 答案 C 解析：　从q-t图像可知，Oa时间段，电容器的电荷量在减小，故电容器的电场能在减小，线圈中的磁场能在增大，A错误；从q-t图像可知，b、d两时刻电容器的电荷量最大，故电容器中电场能最大，电路中电流为0，B错误，C正确；有效地发射电磁波，需要有足够高的振荡频率和开放电路，此电路不是开放电路，不能有效地发射电磁波，D错误。 16 （2025·浙江丽水市月考）电磁波广泛应用在现代医疗中。下列属于电磁波在医用器械中应用的有（　　） 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：　紫外线的频率高，能量强，常用于杀菌，紫外灯属于电磁波的应用，A正确；X光的穿透能力较强，常用于拍胸片，X光机属于电磁波的应用，B正确；超声波雾化器属于超声波的应用，超声波属于机械波，不属于电磁波，故与电磁波无关，C错误；“彩超”机属于超声波的应用，超声波属于机械波，不属于电磁波，故与电磁波无关，D错误。 17 （2025·山东日照期中）下列关于电磁波谱的说法正确的是（　　） A.夏天太阳把地面晒得发热是因为可见光的热效应在各种电磁波中是最强的 B.利用雷达测出发射微波脉冲与接收到脉冲的时间间隔可以确定雷达与目标的距离 C.验钞机验钞票真伪利用了红外线的荧光效应 D.相同条件下，电磁波谱中最难发生衍射的是X射线 答案 B 解析：　在各种电磁波中热效应最强的是红外线，故A错误；雷达是利用发射微波脉冲和接收脉冲的时间间隔来测距的，故B正确；验钞机利用的是紫外线的荧光效应，故C错误；电磁波谱中比X射线波长短的γ射线更难发生衍射，故D错误。 18. （2026河南联考）电磁波在生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（　　） A.雷达是利用无线电波中的长波来测定物体位置的 B.太阳辐射在黄绿光附近辐射最强，人眼对黄绿光最敏感 C.在电磁波的发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫调谐 D.紫外线的波长比可见光的波长更长，具有较高的能量，可以用来灭菌消毒 答案 B 解析：　微波波长较短，直线传播性能好，雷达是利用微波来测定物体位置的，故A错误；太阳辐射在黄绿光附近辐射最强，而人眼也对黄绿光最敏感，故B正确；在电磁波的发射技术中，使载波随各种信号改变而改变的技术叫调制，故C错误；紫外线的波长比可见光的波长更短，频率更高，具有较高的能量，可以用来灭菌消毒，故D错误。 19.（2025·安徽黄山市模拟）在如图甲所示的LC振荡电路中，通过P点的电流i随时间t变化的图线如图乙所示，规定通过P点的电流方向向右为正方向。下列说法正确的是（　　） A.0至0.5 ms内，电容器C正在充电 B.0.5 ms至1 ms内，电容器上极板带正电 C.1 ms至1.5 ms内，Q点的电势比P点的电势高 D.若电容器的电容C加倍，则电流的周期将变为4 ms 答案 C 解析：　由题图乙可知，0至0.5 ms内，通过P点的电流向右且逐渐增大，则电容器正在放电，故A错误；0.5 ms至1 ms内，通过P点的电流向右且逐渐减小，则电容器正在反向充电，电容器下极板带正电，故B错误；1 ms至1.5 ms内，通过P点的电流向左且逐渐增大，则电容器正在反向放电，电容器下极板带正电，上极板带负电，可知Q点的电势比P点的电势高，故C正确；由题图乙可知，电流的周期T＝2 ms，若电容器的电容C加倍，根据T＝2π，则电流的周期将变为T'＝T＝2 ms，故D错误。 20.（2025·福建莆田期末）紫外线杀菌灯是一种用于室内物体表面和空气的杀菌消毒灯，在防控重点场所可使用一种人体感应紫外线杀菌灯。这种灯装有红外线感应开关，人来灯灭， 人走灯亮，为人民的健康保驾护航。下列说法正确的是（　　） A.红外线感应开关通过接收到人体辐射的红外线来控制电路通断 B.红外线的衍射能力比紫外线强 C.紫外线能消杀病菌是因为紫外线具有较高的能量 D.红外线的光子能量比紫外线的大 答案 ABC 解析：　由于人体可以向外辐射红外线，所以红外线感应开关通过接收到人体辐射的红外线来控制电路的通断，选项A正确；由于红外线的波长比紫外线的波长长，所以红外线的衍射能力比紫外线强，选项B正确；紫外线频率高，则根据光子能量公式可知，紫外线具有较高的能量，故可以灭菌消毒，选项C正确；红外线的频率小于紫外线的频率，则红外线的光子能量低于紫外线的光子能量，选项D错误。 21.（2025·浙江温州期末）使用蓝牙耳机接听手机来电，信号传输示意图如图所示，以下说法正确的是（　　） A.蓝牙通信的电磁波是可见光 B.在真空中蓝牙通信的电磁波波长比手机通信的电磁波波长短 C.两束蓝牙通信的电磁波在任何情况下都不会发生干涉 D.蓝牙通信的电磁波在真空中的传播速度小于光速 答案 B 解析：　蓝牙通信的电磁波是无线电波，不是可见光，故A错误；蓝牙通信的电磁波频率高于手机通信的电磁波频率，所以在真空中蓝牙通信的电磁波波长比手机通信的电磁波波长短，故B正确；若两束蓝牙通信的电磁波频率相同，相位差恒定，就会发生干涉，故C错误；蓝牙通信的电磁波在真空中的传播速度等于光速，故D错误。 22.（2026福建期中）如图是电磁波发射电路中的LC电磁振荡电路，某时刻电路中正形成如图所示方向的电流，此时电容器的上极板带正电，下极板带负电，则以下说法正确的是（　　） A.线圈中的磁场向上且正在增强 B.电容器中的电场向下且正在减弱 C.若在线圈中插入铁芯，则发射电磁波的频率变大 D.若增大电容器极板间的距离，则发射电磁波的波长变小 答案 D 解析：　根据电流方向，可知电容器正在充电，充电电流逐渐减小，电容器中的电场向下且正在增强，利用安培定则可判断出线圈中的磁场向上且正在减弱，A、B错误；若在线圈中插入铁芯，线圈的自感系数增大，根据f＝，可知发射电磁波的频率变小，C错误；若增大电容器极板间的距离，根据平行板电容器电容决定式C＝可知C减小，根据f＝，可知发射电磁波的频率变大，发射电磁波的波长变小，D正确。 23.（2025·安徽合肥期末）发射无线电波的装置如图甲所示，高频振荡器产生高频等幅振荡，如图乙所示，人对着话筒说话产生低频振荡，如图丙所示，根据这两个图像，可知经过调幅的振荡电流的波形图像应是下列选项中的（　　） 答案 B 解析：　高频振荡器产生高频等幅振荡，低频振荡随声音信号而变化，把低频振荡加载到高频振荡上后，形成的振荡电流的振幅也就随着声音信号而变化，分析可知，把声音信号加到高频等幅振荡电流上的波形图像如选项B中图所示。 24.（2025·河北张家口市模拟）图甲为LC振荡电路，极板M的带电荷量随时间的变化如图乙所示。在某段时间里，回路磁场能在减小，电流方向为顺时针，则这段时间对应图像中哪一段（　　） A.0～t1 B.t1～t2 C.t2～t3 D.t3～t4 答案 D 解析：　依题意，在LC振荡电路中，由于回路磁场能在减小，说明线圈L正在对电容器C进行充电，把储存的磁场能转化为电容器极板间的电场能，由于回路中电流为顺时针方向，则此时M极板带正电，且所带电荷量逐渐增大，结合题图可知图像对应的这段时间为t3～t4，故D正确。 25.（2026江西萍乡质检）某次考试时需利用手柄式金属探测仪检测违禁电子设备，如图为某款金属探测仪，该探测仪内部结构主要是由线圈与电容器构成的LC振荡电路。 如图所示为LC振荡电路，已知线圈自感系数L＝2.5×10－3 H，电容器电容C＝4 μF，LC振荡电路的周期公式为T＝2π。t＝0时刻，上极板带正电，下极板带负电，瞬时电流为零，则（　　） A.LC振荡电路的周期T＝π×10－4 s B.当t＝×10－4 s时，电路中的磁场能最大 C.当t＝×10－4 s时，线圈中的自感电动势最大 D.在t＝×10－4 s至×10－4 s时间内，电路中电流始终沿逆时针方向 答案 B 解析：　由周期公式可得T＝2π×10－4 s，A错误；经过t＝×10－4 s，即，放电完毕，电场能最小，电流最大，磁场能最大，B正确；经过t＝×10－4 s，即，电流最大，但电流变化最慢，故线圈中的自感电动势最小，C错误；以顺时针方向为正方向，可画出电流随时间的变化图像，如图所示，故在～时间内，电流先沿顺时针减小再沿逆时针增大，即电流方向发生变化，D错误。 26.（2026河南联考）雷达是利用电磁波来测定物体的位置和速度的设备，它可以向一定方向发射不连续的电磁波脉冲，遇到障碍物会发生反射。雷达在发射和接收电磁波时，荧光屏上分别会呈现出一个尖形波。某防空雷达发射相邻两次电磁波脉冲之间的时间间隔为Δt＝5×10－4 s。它在跟踪一个正向着雷达匀速移动的目标的过程中，某时刻在监视屏上显示的雷达波形如图甲所示，30 s后在同一方向上监视屏上显示的雷达波形如图乙所示。已知雷达监视屏上相邻刻线间表示的时间为1×10－4 s，电磁波在空气中的传播速度为3×108 m/s，则被监视目标的移动速度最接近（　　） A.1 200 m/s B.900 m/s C.500 m/s D.300 m/s 答案 C 解析：　已知雷达监视屏上相邻刻度线间表示的时间间隔为1×10－4 s，从题图甲中可以看出两次电磁波脉冲之间的时间间隔为t＝4×10－4 s，利用公式可得雷达与目标刚开始相距s1＝＝6×104 m，同理，两者30 s后相距s2＝＝4.5×104 m，则目标的移动速度v＝＝500 m/s，故选项C正确。 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 高中物理人教版选择性必修二重点考点解读 考点31 电磁振荡和电磁波 知识网络 考点解读 考点一、电磁振荡 1.振荡电路：产生大小和方向都做周期性迅速变化的电流(即振荡电流)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。 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，这种现象就是电磁振荡。 3.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。 (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。 (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=。 考点二、.麦克斯韦电磁场理论 考点三、.电磁波 (1)电磁场在空间由近及远地向周围传播，形成电磁波。 (2)电磁波的传播不需要(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，都等于光速3×108 m/s。在同一介质中不同频率的电磁波传播速度是不同的，频率越高，波速越小。  (3)v=λf，f是电磁波的频率。 3.无线电波的发射 (1)发射条件：开放电路和高频振荡信号，所以要对传输信号进行调制。 (2)调制方式 ①调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变。 ②调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变。 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相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，这就是电谐振现象。 (2)使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐，能够调谐的接收电路叫作调谐电路。 (3)从经过调制的高频振荡信号中“检”出调制信号的过程，叫作检波。检波是调制的逆过程，也叫作解调。 5.(1)电磁波谱：按照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。按波长由长到短排列的电磁波谱为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。 (2)电磁波谱分类及应用 电磁波谱 频率/Hz 真空中波长/m 特性 应用 递变规律 无线电波 <3×1012 >10-4 波动性强，易发生衍射 无线电技术 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。不同频率的电磁波在同一种介质中传播时，频率越高，折射率越大，速度越小 红外线 1011~1015 10-7~10-3 热效应 红外遥感 可见光 1015 10-7 引起视觉 照明、摄影 紫外线 1015~1016 10-8~10-7 化学效应、荧光效应、灭菌消毒 医用消毒、防伪 X射线 1016~1019 10-11~10-8 穿透本领强 检查、医用透视 γ射线 >1019 <10-11 穿透本领最强 工业探伤、医用治疗 能力素养提升 1. LC振荡电路充、放电过程的判断方法 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 2.　LC振荡过程中各物理量变化情况（从开始放电计时） 时刻（时间） 0→ → → →T 对应图像 工作过程 放电过程 充电过程 放电过程 充电过程 q qm→0 0→qm qm→0 0→qm u um→0 0→um um→0 0→um E Em→0 0→Em Em→0 0→Em 时刻（时间） 0→ → → →T 对应图像 工作过程 放电过程 充电过程 放电过程 充电过程 i 0→im im→0 0→im im→0 B 0→Bm Bm→0 0→Bm Bm→0 能量 E电→E磁 E磁→E电 E电→E磁 E磁→E电 注意 以上各量中q、u、E随时间的变化步调一致，i、B随时间的变化步调一致，E电、E磁的变化周期为。 针对性训练 1．（2026南京二模）下面四幅无线电波波形图，属于调频波的是（ ） A． B． C． D． 2 (2026·浙江省模拟)下列有关电磁波的应用，说法正确的是(　　) A.雷达是利用无线电波来测定物体位置的无线电设备 B.铁路、民航等安检口使用γ射线对行李内物品进行检测 C.医院里常用紫外线照射对病房和手术室进行消毒 D.超市、书店的大门处常用来感应物品的门禁是利用了X射线 3 (2025·浙江6月选考·5)如图所示的LC振荡电路，能减小其电磁振荡周期的措施是(　　) 4 (2025·广东中山市期中)如图所示，在磁感应强度B随时间t变化的以下四种磁场中，下列判断正确的是(　　) A.甲图能产生电场，不能产生电磁波 B.乙图能产生电场，不能产生电磁波 C.丙图能产生电场，也能产生电磁波 D.丁图能产生电场，不能产生电磁波 5 .(2025·江苏卷·5)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变化关系的图像是(　　) 6. (2025·海南海口市模拟)如图(a)所示的LC振荡电路中，电容器C极板上的带电量q随时间t变化的规律如图(b)所示，则该振荡电路(　　) A.0~1×10-6 s电容器处于放电过程 B.t=2×10-6 s时磁场能最大 C.增大电容器C的极板间距，则周期会增大 D.t=4×10-6 s，电路中电流为零 7 . (2025届江苏省苏州市八校高三下学期三模联考)以下电路中，能够最有效发射电磁波的是（　　） A. V B. C. D. 8. (浙江诸暨市2025年5月高三适应性考试试题)如图所示，线圈L的自感系数0.1H，直流电阻为零，电容器C的电容40μF，电阻R的阻值3Ω，电源电动势E=1.5V，内阻不计。闭合开关S，待电路达到稳定状态后断开开关S，LC电路中将产生电磁振荡。如果规定线圈中的电流方向从a到b为正，在断开开关的时刻t=0，则电感线圈中电流i随时间t变化的图像为（　　） A. B. C. D. 9. (2026河南联考)如图，为测量储物罐中不导电液体的高度，有人设计了一个监测液面高度变化的传感器。将与储物罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容C置于储物罐中，电容C可通过开关S与电感或电源相连，当开关从a拨到b时，由电感L和电容C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，可以推知液面的升降情况。关于此装置，下面说法正确的是(　　) A.电源电动势越小，则振荡电流的频率越低 B.当电路中电流最大时，电容器两端的电压最小 C.开关a拨向b瞬间，电感L的自感电动势为零 D.检测到振荡电流的频率增加，说明液面高度在降低 10. （2026广东湛江湛江）图甲为某种车辆智能道闸系统的简化原理图，预埋在地面上的地感线圈L和电容器C构成LC振荡电路，当车辆靠近地感线圈时，线圈自感系数变大，使得振荡电流频率发生变化，检测器将该信号发送至车牌识别器，从而向闸机发送起杆或落杆指令。某段时间振荡电路中的电流如图乙，则下列有关说法错误的是(　　) A.t1时刻电容器间的电场强度为最小值 B.t1~t2时间内，电容器处于充电过程 C.汽车靠近线圈时，振荡电流频率变小 D.从图乙波形可判断汽车正靠近地感线圈 11. （福建龙岩市2025年高中毕业班五月教学质量检测）使用蓝牙耳机接听手机来电，手机与基地台及耳机的信号传输如图所示．若基地台与手机、手机与蓝牙耳机之间通信的电磁波分别为甲波、乙波，则（ ） A. 甲波的波长比乙波短 B. 真空中甲波的传播速度比乙波小 C. 测量体温时使用的测温枪探测的是乙波 D. 甲、乙波都能在真空中传播 12.(2025·陕西省教育联盟模拟)为了保证考试的公平，大型考试中广泛使用了金属探测器，图甲就是一款常用的金属探测器，其内部的线圈与电容器构成LC振荡电路，结构原理如图乙所示，线圈靠近金属时，线圈的自感系数增大。若某时刻电路中的电流方向如图所示，电容器A极板带正电，则下列说法正确的是(　　) A.电路中的电流正在增大 B.电容器两板的电压在减小 C.线圈中的自感电动势在增大 D.线圈靠近金属时，LC振荡电路的周期减小 13. (2025·江西九师联盟联考)如图甲所示，在LC振荡电路实验中，多次改变电容器的电容C并测得相应的振荡电流的周期T，如图乙所示，以C为横坐标、T2为纵坐标，将测得的数据标示在坐标纸上并用直线拟合数据，则(　　) A.电路中的磁场能最大时，电容器板间电场能最大 B.电容器板间电场强度增大时，电路中电流正在增大 C.电容器带电荷量最大时，电路中电流最大 D.可由T2－C图像计算线圈的自感系数 14 （2026吉林延边质检）如图所示是由线圈L和电容器C组成的最简单的LC振荡电路。先给电容器充满电。t＝0时如图a所示，电容器两板间的电势差最大，电容器开始放电。t＝0.005 s时如图b所示，LC回路中线圈上的电流第一次达到最大值，则（　　） A.此LC振荡电路的周期T＝0.01 s B.t＝0.025 s时，回路电流方向与图b中所示电流方向相反 C.t＝0.035 s时，线圈中的磁场能最大 D.t＝0.040 s至t＝0.045 s时，线圈中的电流逐渐减小 15 （2026安徽质检）如图所示，q-t图像表示LC振荡电路中电容器下极板电荷量随时间变化的图像，下列说法正确的是（　　） A.Oa时间段，线圈中磁场能在减小 B.b、d两时刻电路中电流最大 C.b、d两时刻电容器中电场能最大 D.该电路可以有效地把电磁波发射出去 16 （2025·浙江丽水市月考）电磁波广泛应用在现代医疗中。下列属于电磁波在医用器械中应用的有（　　） 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 17 （2025·山东日照期中）下列关于电磁波谱的说法正确的是（　　） A.夏天太阳把地面晒得发热是因为可见光的热效应在各种电磁波中是最强的 B.利用雷达测出发射微波脉冲与接收到脉冲的时间间隔可以确定雷达与目标的距离 C.验钞机验钞票真伪利用了红外线的荧光效应 D.相同条件下，电磁波谱中最难发生衍射的是X射线 18. （2026河南联考）电磁波在生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是（　　） A.雷达是利用无线电波中的长波来测定物体位置的 B.太阳辐射在黄绿光附近辐射最强，人眼对黄绿光最敏感 C.在电磁波的发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术叫调谐 D.紫外线的波长比可见光的波长更长，具有较高的能量，可以用来灭菌消毒 19.（2025·安徽黄山市模拟）在如图甲所示的LC振荡电路中，通过P点的电流i随时间t变化的图线如图乙所示，规定通过P点的电流方向向右为正方向。下列说法正确的是（　　） A.0至0.5 ms内，电容器C正在充电 B.0.5 ms至1 ms内，电容器上极板带正电 C.1 ms至1.5 ms内，Q点的电势比P点的电势高 D.若电容器的电容C加倍，则电流的周期将变为4 ms 20.（2025·福建莆田期末）紫外线杀菌灯是一种用于室内物体表面和空气的杀菌消毒灯，在防控重点场所可使用一种人体感应紫外线杀菌灯。这种灯装有红外线感应开关，人来灯灭， 人走灯亮，为人民的健康保驾护航。下列说法正确的是（　　） A.红外线感应开关通过接收到人体辐射的红外线来控制电路通断 B.红外线的衍射能力比紫外线强 C.紫外线能消杀病菌是因为紫外线具有较高的能量 D.红外线的光子能量比紫外线的大 21.（2025·浙江温州期末）使用蓝牙耳机接听手机来电，信号传输示意图如图所示，以下说法正确的是（　　） A.蓝牙通信的电磁波是可见光 B.在真空中蓝牙通信的电磁波波长比手机通信的电磁波波长短 C.两束蓝牙通信的电磁波在任何情况下都不会发生干涉 D.蓝牙通信的电磁波在真空中的传播速度小于光速 22.（2026福建期中）如图是电磁波发射电路中的LC电磁振荡电路，某时刻电路中正形成如图所示方向的电流，此时电容器的上极板带正电，下极板带负电，则以下说法正确的是（　　） A.线圈中的磁场向上且正在增强 B.电容器中的电场向下且正在减弱 C.若在线圈中插入铁芯，则发射电磁波的频率变大 D.若增大电容器极板间的距离，则发射电磁波的波长变小 23.（2025·安徽合肥期末）发射无线电波的装置如图甲所示，高频振荡器产生高频等幅振荡，如图乙所示，人对着话筒说话产生低频振荡，如图丙所示，根据这两个图像，可知经过调幅的振荡电流的波形图像应是下列选项中的（　　） 24.（2025·河北张家口市模拟）图甲为LC振荡电路，极板M的带电荷量随时间的变化如图乙所示。在某段时间里，回路磁场能在减小，电流方向为顺时针，则这段时间对应图像中哪一段（　　） A.0～t1 B.t1～t2 C.t2～t3 D.t3～t4 25.（2026江西萍乡质检）某次考试时需利用手柄式金属探测仪检测违禁电子设备，如图为某款金属探测仪，该探测仪内部结构主要是由线圈与电容器构成的LC振荡电路。 如图所示为LC振荡电路，已知线圈自感系数L＝2.5×10－3 H，电容器电容C＝4 μF，LC振荡电路的周期公式为T＝2π。t＝0时刻，上极板带正电，下极板带负电，瞬时电流为零，则（　　） A.LC振荡电路的周期T＝π×10－4 s B.当t＝×10－4 s时，电路中的磁场能最大 C.当t＝×10－4 s时，线圈中的自感电动势最大 D.在t＝×10－4 s至×10－4 s时间内，电路中电流始终沿逆时针方向 26.（2026河南联考）雷达是利用电磁波来测定物体的位置和速度的设备，它可以向一定方向发射不连续的电磁波脉冲，遇到障碍物会发生反射。雷达在发射和接收电磁波时，荧光屏上分别会呈现出一个尖形波。某防空雷达发射相邻两次电磁波脉冲之间的时间间隔为Δt＝5×10－4 s。它在跟踪一个正向着雷达匀速移动的目标的过程中，某时刻在监视屏上显示的雷达波形如图甲所示，30 s后在同一方向上监视屏上显示的雷达波形如图乙所示。已知雷达监视屏上相邻刻线间表示的时间为1×10－4 s，电磁波在空气中的传播速度为3×108 m/s，则被监视目标的移动速度最接近（　　） A.1 200 m/s B.900 m/s C.500 m/s D.300 m/s 1 学科网（北京）股份有限公司 $