第44讲 电磁振荡和电磁波（复习讲义）（上海专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

第44讲 电磁振荡和电磁波 目录 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 知●识●解●构 知识点01 麦克斯韦电磁场理论 知识点02 LC振荡电路 知识点03 电磁振荡的周期性过程 知识点04 无阻尼振荡和阻尼振荡 知识点05 电磁波的特性 考●向●破●译 考向01 麦克斯韦电磁场理论的理解考向02 考向03 利用电磁振荡的4个子周期进行判断 考向04 电磁振荡的电流图像 考向05 充放电过程识别 考向06 电磁波的发射、接收和传播 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 选择题 × √ × 填空题 √ √ × 计算题 × × × 实验题 × × × 综合题 × × × 考情分析 1．电磁振荡是电磁感应应用中相对较难的一个独立知识点，综合了电容、电感以及感应电流大小和方向变化的内容，高考出题和考题的难度的可能性均为中等，分值不会太高。 2．从题型上看，选择题的可能性最大，也有可能为填空或综合题的一个小题。 3．从命题场景上看，以物体模型为主。 复习目标 1. 了解麦克斯韦电磁场理论的主要内容。 2. 了解电磁振荡的产生过程和周期性。 3. 了解LC振荡电路的振荡过程中各参量的变化规律。 4. 了解电磁波的发射和接收过程，以及电磁波的传播规律。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 知●识●解●构 知识点01 麦克斯韦电磁场理论 1. 麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场． 2. 均匀变化的含义 均匀变化的电场指电场强度E是时间t的线性函数。 均匀变化的磁场指磁感应强度B是时间t的线性函数，而磁场是由电流（运动电荷）产生，也可以理解为运动电荷的加速度a不为0。 3. 能量观点：电场能和磁场能的相互转化。 4. 赫兹实验证实电磁场的存在。 5. 电磁场理论的意义 麦克斯韦建立了第一个完整的电磁理论体系，不仅科学地预言了电磁波的存在，而且揭示了光、电、磁现象的本质的统一性，完成了物理学的又一次大综合。 科学史上，称牛顿把天上和地上的运动规律统一起来，是实现第一次大综合，麦克斯韦把电、磁、光统一起来，是实现第二次大综合。 知识点02 LC振荡电路 (1) 如下图甲，先把开关置于电源一侧，为电容器充电；稍后再把开关置于线圈一侧，使电容器通过线圈放电。把电压传感器（或示波器）的两端连在电容器的两个极板上。观察电脑显示器（或示波器）显示的电压的波形如图乙。 (2) 定义：指在电路中，电荷和电流以及与之相联系的电场和磁场周期性地变化，同时相应的电场能和磁场能在电容器和电感器中不断转换的现象。 (3) 由线圈和电容器组成的电路，就是最简单的振荡电路，称为LC振荡电路。 知识点03 电磁振荡的周期性过程 图甲①：当开关掷向线圈的瞬间，也就是电容器刚要放电的瞬间，电路里没有电流，电容器两极板上的电荷最多．此时电容器里的电场最强，电路里的能量全部储存在电容器的电场中。 放电：电容器开始放电后，由于线圈的自感作用，放电电流不能立刻达到最大值，而是由零逐渐增大，同时电容器极板上的电荷逐渐减少。电容器里的电场逐渐减弱，线圈的磁场逐渐增强，电场能逐渐转化为磁场能。 图甲②：放电完毕的瞬间，电容器极板上没有电荷，放电电流达到最大值，电场能全部转化为磁场能。 充电：电容器放电完毕时，由于线圈的自感作用，电流并不会立即减小为零，而要保持原来的方向继续流动，并逐渐减小。电容器在与原来相反的方向重新充电，电容器两极板带上相反的电荷，并且电荷逐渐增多。线圈的磁场逐渐减弱，电容器里的电场逐渐增强，磁场能逐渐转化为电场能。 图甲③：反方向充电完毕的瞬间，电流减小为0，电容器极板上的电荷量达到最大值，磁场能全部转化为电场能。 图甲④：此后电容器再放电，电流反向，放电完毕的瞬间。 图甲⑤：此后电容器再充电，电流方向不变，充电完毕的瞬间。 这样不断地充电和放电，电路中就出现了大小、方向都在变化的电流，即出现了振荡电流。在这个过程中，电容器极板上的电荷量、电路中的电流、电容器里的电场场度、线圈里的磁感应强度，都在周期性地变化，形成电磁振荡。在电磁振荡的过程中，电场能和磁场能发生周期性的转化。 图乙、丙表示电路中的电流和电容器极板上的电荷量周期性变化的情况。 ① →放电→ ② →充电→ ③ →放电→ ④ →充电→ ⑤ 甲 电磁振荡过程 乙 电流的周期性变化（以图甲中顺时针方向电流为正） ① ② ③ ④ ⑤ 丙 电容器极板上电荷量的周期性变化（为图甲中上面极板的电荷量） 时刻t 0 T 电荷量q 最多 0 最多 0 最多 电压u 最大 0 最大 0 最大 电场能E电 最大 0 最大 0 最大 电场强度E 最大 0 最大 0 最大 电流i 0 最大 0 最大 0 磁场能E磁 0 最大 0 最大 0 磁感应强度B 0 最大 0 最大 0 知识点04 无阻尼振荡和阻尼振荡 （1）振荡电路中，若没有能量损耗，则振荡电流的振幅（）将不变，如图所示，叫做无阻尼振荡（或等幅振荡）。无阻尼振荡是理想模型。 （2）阻尼振荡，任何振荡电路中，总存在能量损耗，使振荡电流的振幅逐渐减小，如图所示，这叫做阻尼振荡（或叫减幅振荡），如果用振荡器周期性地给振荡电路补充能量，就可以保持等幅振荡，这类似于受迫振动。（周期不变） ※ 电磁振荡的周期和频率 周期公式 ，频率公式 LC振荡电路的周期（频率）只由电路本身的特性（自感、电容）决定，所以叫做固有周期（频率）。 电感的国际单位制主单位是亨利，简称亨，用字母H表示，是导出单位。 知识点05 电磁波的特性 1．电磁波的形成 周期性变化的电场和磁场交替产生，形成电磁场，电磁场由近及远传播，形成电磁波。 2. 电磁波的发射 (1)开放电路。 (2)提高振荡电路频率。 (3)对电磁波进行调制（两种方式：调幅、调频） 3．电磁波的特点 (1)电磁波的传播不需要介质．在真空中传播速度等于光速c＝3×108 m/s (2)电磁场储存电磁能，电磁波的发射过程就是辐射能量的过程。 (3)只有周期性变化的电场和磁场相互激发才能形成电磁波。 (4)电磁波是电磁场在空间中的传播，电磁场是一种客观存在的物质——场物质。 4．电磁波的波速：λ表示电磁波的波长、f表示频率、c表示波速，则有c＝λf 5．电磁波谱：按电磁波的波长大小或频率高低的顺序排列成谱，叫作电磁波谱． 按照波长从长到短依次排列为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线； 不同的电磁波由于具有不同的波长(频率)，具有不同的特性． 6. 电磁波与机械波的比较 名称 项目　　 电磁波 机械波 产生 由周期性变化的电场、磁场产生 由质点(波源)的振动产生 传播介质 不需要介质(在真空中仍可传播) 必须有介质(真空中不能传播) 波的种类 横波 既有横波也有纵波 速度特点 由介质和频率决定， 真空光速(c＝3×108 m/s) 仅由介质决定 不同介质 频率不变 频率不变 介质中波速 与频率、波长有关。 同种介质，v红> v紫 （色散的原因） 与频率、波长无关 能量 都能携带能量并传播能量 速度公式 v＝λ f 遵循规律 都能发生反射、折射、干涉、衍射等现象 考●向●破●译 考向01 麦克斯韦电磁场理论的理解 例1. （24-25高二下·上海·期中）如图所示为空间中电场的电场强度E或磁场的磁感应强度B随时间t变化的情况，其中能在空间中产生电磁波的是（     ） A． B． C． D． 【变式训练1】在如图所示的四个电场与时间的关系图象中，不能产生磁场的是图 ，能产生稳定磁场的图是 ，能产生电磁波的是图 。 考向02 电磁振荡的规律 例1.（25-26高二下·上海长宁·阶段检测）如图乙为LC振荡电路的i−t图像。在t=0时刻，回路中电容器C的上极板M带正电。如图甲，在某段时间，LC 电路中，电流方向顺时针，且M板负电，则该时间段为（　　） A．0∼t1​ B．t1​∼t2​ C．t2​∼t3​ D．t3​∼t4​ 【变式训练1】（26-27高三上·上海宝山·阶段检测）LC振荡电路可产生无线电波。将一铜环放置在线圈上方，铜环平面与线圈中心轴线垂直，如图（a）所示。电容器极板上的电荷量q随时间t变化的图线如图（b）所示，则（　　） A．t1、t3时刻电路中电流最小 B．t2、t4时刻电容器里电场最强 C．t1~t2时间内线圈和铜环相互排斥 D．t2~t4时间内电路中的电流方向不变 考向03 电磁振荡的电流图像 例1. （24-25高二下·上海浦东新·期中）（1）将图2中4幅图排序，下列排序能正确反映一个完整的振荡周期的是( ) A．④①②③       B．②③①④       C．①③④②       D．③②④① （2）图1中的电流传感器在某段时间内记录的电流随时间变化图像如图3所示。由图像可知( ) A．在t2时刻振荡电路中的磁场能最大 B．在t3时刻振荡电路中的电场能最大 C．t1～t2时间内电容器极板上的电荷量不断减小 D．t3～t4时间内电感器的自感作用使回路中电流继续保持原方向 【变式训练1】（多选）如图所示，图甲是LC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，a、b、c、d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a是电场能最大的时刻，对应图甲中的时刻 B．图乙中的b是电场能最大的时刻，此后的内电流方向为正 C．图乙中的c是磁场能最大的时刻，对应图甲中的时刻 D．图乙中的d是磁场能最大的时刻，此后电容C的下极板将充上正电荷 考向04 充放电过程识别 例1. （2025·上海浦东新·三模）如图所示，单刀双掷开关先打到端让电容器充满电。时开关打到端，时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。则（     ） A．回路的周期为 B．回路的电流最大时电容器中电场能最大 C．时线圈中磁场能最大 D．时回路中电流沿顺时针方向 【变式训练1】LC振荡回路如图所示： （1）（多选）如图所示的LC振荡电路中，通过点的电流随时间变化的图线如图（b）所示，若把通过点向右的电流规定为轴的正方向，则( ) A、0至内，电容器C正在充电 B、至内，电容器上极板带正电荷 C、至内，点比点电势高 D、至内磁场能在减少 （2）（多选）实际的LC电磁振荡回路如果没有外界能量的适时补充，振荡电流的振幅是逐渐减小的，下述各种情况中造成振幅减小原因的是( ) A、线圈自感电动势对电流的阻碍作用 B、电路中的电阻对电流的阻碍作用 C、线圈铁芯中涡流产生的电热 D、向周围空间辐射电磁波 考向05 电磁波的发射、接收和传播 例1. （25-26高三上·上海宝山·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．电容器两极板间电场强度正在变大 C．电容器正在放电，线圈储存的磁场能正在增加 D．线路中的电流正在减小且与线圈中感应电流的方向相同 【变式训练1】（24-25高二下·上海·期中）电磁波的发现和使用带来了通信技术的发展，极大地改变了人们的生活，开阔了我们的视野。 1．某同学将机械波与电磁波进行对比，总结出下列内容，正确的是（     ） A．机械波和电磁波的传播都需要介质 B．机械波和电磁波都有横波和纵波 C．机械波和电磁波的传播速度都与介质无关 D．机械波和电磁波都能发生干涉和衍射现象 2．上海东方广播电台流行音乐“动感101”（FM101.7）节目的无线电波频率是101.7 MHz，其波长是_________m，比紫外线的波长________（选填“长”、“短”或“一样”）。 3．电磁波的发射装置中有LC振荡电路，如图为振荡电路某时刻的状态图，其中电容器的电容大小为C，电感线圈的自感系数为L，不考虑电磁辐射，下列说法正确的是（     ） A．该时刻电容器的电容正在增大 B．该时刻电路中的电流正在减小 C．若仅在线圈中插入铁芯，则振荡周期变小 D．电场能与磁场能转换的周期 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1. （2026年上海高考真题）某LC振荡电路由电容器C与自感线圈L串联组成；已知某一时刻，电容器的上极板带正电，且此时电容器正在充电。规定电路中逆时针的电流方向为正方向；电路中的电流随时间的变化如图所示，在图中四个时刻中，哪一时刻符合上述电路状态________ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第44讲 电磁振荡和电磁波 目录 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 思维建模·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，归纳解题范式 知●识●解●构 知识点01 麦克斯韦电磁场理论 知识点02 LC振荡电路 知识点03 电磁振荡的周期性过程 知识点04 无阻尼振荡和阻尼振荡 知识点05 电磁波的特性 考●向●破●译 考向01 麦克斯韦电磁场理论的理解考向02 考向03 利用电磁振荡的4个子周期进行判断 考向04 电磁振荡的电流图像 考向05 充放电过程识别 考向06 电磁波的发射、接收和传播 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 核心考点 2026年 2025年 2024年 选择题 × √ × 填空题 √ √ × 计算题 × × × 实验题 × × × 综合题 × × × 考情分析 1．电磁振荡是电磁感应应用中相对较难的一个独立知识点，综合了电容、电感以及感应电流大小和方向变化的内容，高考出题和考题的难度的可能性均为中等，分值不会太高。 2．从题型上看，选择题的可能性最大，也有可能为填空或综合题的一个小题。 3．从命题场景上看，以物体模型为主。 复习目标 1. 了解麦克斯韦电磁场理论的主要内容。 2. 了解电磁振荡的产生过程和周期性。 3. 了解LC振荡电路的振荡过程中各参量的变化规律。 4. 了解电磁波的发射和接收过程，以及电磁波的传播规律。 思维建模·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，归纳解题范式 知●识●解●构 知识点01 麦克斯韦电磁场理论 1. 麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场． 2. 均匀变化的含义 均匀变化的电场指电场强度E是时间t的线性函数。 均匀变化的磁场指磁感应强度B是时间t的线性函数，而磁场是由电流（运动电荷）产生，也可以理解为运动电荷的加速度a不为0。 3. 能量观点：电场能和磁场能的相互转化。 4. 赫兹实验证实电磁场的存在。 5. 电磁场理论的意义 麦克斯韦建立了第一个完整的电磁理论体系，不仅科学地预言了电磁波的存在，而且揭示了光、电、磁现象的本质的统一性，完成了物理学的又一次大综合。 科学史上，称牛顿把天上和地上的运动规律统一起来，是实现第一次大综合，麦克斯韦把电、磁、光统一起来，是实现第二次大综合。 知识点02 LC振荡电路 (1) 如下图甲，先把开关置于电源一侧，为电容器充电；稍后再把开关置于线圈一侧，使电容器通过线圈放电。把电压传感器（或示波器）的两端连在电容器的两个极板上。观察电脑显示器（或示波器）显示的电压的波形如图乙。 (2) 定义：指在电路中，电荷和电流以及与之相联系的电场和磁场周期性地变化，同时相应的电场能和磁场能在电容器和电感器中不断转换的现象。 (3) 由线圈和电容器组成的电路，就是最简单的振荡电路，称为LC振荡电路。 知识点03 电磁振荡的周期性过程 图甲①：当开关掷向线圈的瞬间，也就是电容器刚要放电的瞬间，电路里没有电流，电容器两极板上的电荷最多．此时电容器里的电场最强，电路里的能量全部储存在电容器的电场中。 放电：电容器开始放电后，由于线圈的自感作用，放电电流不能立刻达到最大值，而是由零逐渐增大，同时电容器极板上的电荷逐渐减少。电容器里的电场逐渐减弱，线圈的磁场逐渐增强，电场能逐渐转化为磁场能。 图甲②：放电完毕的瞬间，电容器极板上没有电荷，放电电流达到最大值，电场能全部转化为磁场能。 充电：电容器放电完毕时，由于线圈的自感作用，电流并不会立即减小为零，而要保持原来的方向继续流动，并逐渐减小。电容器在与原来相反的方向重新充电，电容器两极板带上相反的电荷，并且电荷逐渐增多。线圈的磁场逐渐减弱，电容器里的电场逐渐增强，磁场能逐渐转化为电场能。 图甲③：反方向充电完毕的瞬间，电流减小为0，电容器极板上的电荷量达到最大值，磁场能全部转化为电场能。 图甲④：此后电容器再放电，电流反向，放电完毕的瞬间。 图甲⑤：此后电容器再充电，电流方向不变，充电完毕的瞬间。 这样不断地充电和放电，电路中就出现了大小、方向都在变化的电流，即出现了振荡电流。在这个过程中，电容器极板上的电荷量、电路中的电流、电容器里的电场场度、线圈里的磁感应强度，都在周期性地变化，形成电磁振荡。在电磁振荡的过程中，电场能和磁场能发生周期性的转化。 图乙、丙表示电路中的电流和电容器极板上的电荷量周期性变化的情况。 ① →放电→ ② →充电→ ③ →放电→ ④ →充电→ ⑤ 甲 电磁振荡过程 乙 电流的周期性变化（以图甲中顺时针方向电流为正） ① ② ③ ④ ⑤ 丙 电容器极板上电荷量的周期性变化（为图甲中上面极板的电荷量） 时刻t 0 T 电荷量q 最多 0 最多 0 最多 电压u 最大 0 最大 0 最大 电场能E电 最大 0 最大 0 最大 电场强度E 最大 0 最大 0 最大 电流i 0 最大 0 最大 0 磁场能E磁 0 最大 0 最大 0 磁感应强度B 0 最大 0 最大 0 知识点04 无阻尼振荡和阻尼振荡 （1）振荡电路中，若没有能量损耗，则振荡电流的振幅（）将不变，如图所示，叫做无阻尼振荡（或等幅振荡）。无阻尼振荡是理想模型。 （2）阻尼振荡，任何振荡电路中，总存在能量损耗，使振荡电流的振幅逐渐减小，如图所示，这叫做阻尼振荡（或叫减幅振荡），如果用振荡器周期性地给振荡电路补充能量，就可以保持等幅振荡，这类似于受迫振动。（周期不变） ※ 电磁振荡的周期和频率 周期公式 ，频率公式 LC振荡电路的周期（频率）只由电路本身的特性（自感、电容）决定，所以叫做固有周期（频率）。 电感的国际单位制主单位是亨利，简称亨，用字母H表示，是导出单位。 知识点05 电磁波的特性 1．电磁波的形成 周期性变化的电场和磁场交替产生，形成电磁场，电磁场由近及远传播，形成电磁波。 2. 电磁波的发射 (1)开放电路。 (2)提高振荡电路频率。 (3)对电磁波进行调制（两种方式：调幅、调频） 3．电磁波的特点 (1)电磁波的传播不需要介质．在真空中传播速度等于光速c＝3×108 m/s (2)电磁场储存电磁能，电磁波的发射过程就是辐射能量的过程。 (3)只有周期性变化的电场和磁场相互激发才能形成电磁波。 (4)电磁波是电磁场在空间中的传播，电磁场是一种客观存在的物质——场物质。 4．电磁波的波速：λ表示电磁波的波长、f表示频率、c表示波速，则有c＝λf 5．电磁波谱：按电磁波的波长大小或频率高低的顺序排列成谱，叫作电磁波谱． 按照波长从长到短依次排列为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线； 不同的电磁波由于具有不同的波长(频率)，具有不同的特性． 6. 电磁波与机械波的比较 名称 项目　　 电磁波 机械波 产生 由周期性变化的电场、磁场产生 由质点(波源)的振动产生 传播介质 不需要介质(在真空中仍可传播) 必须有介质(真空中不能传播) 波的种类 横波 既有横波也有纵波 速度特点 由介质和频率决定， 真空光速(c＝3×108 m/s) 仅由介质决定 不同介质 频率不变 频率不变 介质中波速 与频率、波长有关。 同种介质，v红> v紫 （色散的原因） 与频率、波长无关 能量 都能携带能量并传播能量 速度公式 v＝λ f 遵循规律 都能发生反射、折射、干涉、衍射等现象 考●向●破●译 考向01 麦克斯韦电磁场理论的理解 例1. （24-25高二下·上海·期中）如图所示为空间中电场的电场强度E或磁场的磁感应强度B随时间t变化的情况，其中能在空间中产生电磁波的是（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】已知变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远向周围传播，形成电磁波。 A．图A中，电场恒定，不产生磁场，不能产生电磁波，故A错误； B．图B中，电场均匀变化，产生恒定的磁场，不能产生电磁波，故B错误； C．图C中，周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，能产生电磁波，故C正确； D．图D中，均匀变化的磁场，产生恒定的电场，不能产生电磁波，故D错误。 故选C。 【变式训练1】在如图所示的四个电场与时间的关系图象中，不能产生磁场的是图 ，能产生稳定磁场的图是 ，能产生电磁波的是图 。 【答案】A；B；CD 【解析】不能产生磁场的是A中的匀强电场；能产生稳定磁场的是均匀变化的B中的电场，能产生电磁波的是C和D的交变电场。 考向02 电磁振荡的规律 例1.（25-26高二下·上海长宁·阶段检测）如图乙为LC振荡电路的i−t图像。在t=0时刻，回路中电容器C的上极板M带正电。如图甲，在某段时间，LC 电路中，电流方向顺时针，且M板负电，则该时间段为（　　） A．0∼t1​ B．t1​∼t2​ C．t2​∼t3​ D．t3​∼t4​ 【答案】C 【详解】在 t=0 时刻，电容器C的上极板 M 带正电，电路中电流 i=0，说明此时电容器充电完毕。随后电容器开始放电，电流从正极板 M 流出，经线圈 L 流向下极板，即电流方向为逆时针。由图乙可知，在 0∼t1 时间内电流 i 为正值，说明规定逆时针方向为电流的正方向。 A．0∼t1时间内，电流 i>0（逆时针），且电流增大。这是电容器放电过程。M 板带正电，电荷量逐渐减少，故A错误； B．t1∼t2时间内，电流i>0（逆时针），且电流减小。这是线圈给电容器反向充电的过程。电流流向电容器下极板，使下极板带正电，上极板 M 带负电。虽然 M 板带负电，但电流方向是逆时针，故B错误； C．t2∼t3时间内电流 i<0（顺时针），且电流绝对值增大。这是电容器放电过程。在 t2 时刻，充电完毕，下极板带正电，M 板带负电。放电时电流从下极板流出，沿顺时针方向流动。在此过程中，M 板依然带负电（电荷量逐渐减少至0）故C正确； D．t3∼t4时间内，电流 i<0（顺时针），且电流绝对值减小。这是线圈给电容器充电的过程。顺时针电流流向上极板 M，使 M 板带正电。故D错误。 故选C。 【变式训练1】（26-27高三上·上海宝山·阶段检测）LC振荡电路可产生无线电波。将一铜环放置在线圈上方，铜环平面与线圈中心轴线垂直，如图（a）所示。电容器极板上的电荷量q随时间t变化的图线如图（b）所示，则（　　） A．t1、t3时刻电路中电流最小 B．t2、t4时刻电容器里电场最强 C．t1~t2时间内线圈和铜环相互排斥 D．t2~t4时间内电路中的电流方向不变 【答案】BD 【详解】 A．、 时刻电容器电荷量为零，放电完毕，电路中电流最大，A错误 B．、 时刻电荷量最大，电容器极板间电场最强，B正确 C．~ 时间内电荷量的绝对值增大，电路中电流减小，线圈的磁场减弱，穿过铜环的磁通量减小，由楞次定律可知线圈和铜环相互吸引，C错误 D．在 - 图像中，图线斜率的正负反映电流方向。~ 时间内图线斜率始终为正，电流方向不变，仅大小变化，D正确 故选BD。 考向03 电磁振荡的电流图像 例1. （24-25高二下·上海浦东新·期中）（1）将图2中4幅图排序，下列排序能正确反映一个完整的振荡周期的是( ) A．④①②③       B．②③①④       C．①③④②       D．③②④① （2）图1中的电流传感器在某段时间内记录的电流随时间变化图像如图3所示。由图像可知( ) A．在t2时刻振荡电路中的磁场能最大 B．在t3时刻振荡电路中的电场能最大 C．t1～t2时间内电容器极板上的电荷量不断减小 D．t3～t4时间内电感器的自感作用使回路中电流继续保持原方向 【答案】 B D 【详解】[1]四幅图的图①中电容器极板上的电荷量为零，此时电流最大，则①之前必为放电过程，且放电开始时电容器下极板带正电，故图③在①之前；①之后必为充电过程，且充电结束电容器上极板带正电，故④在①之后；图②可以③之前的充电过程，也可以是④之后的放电过程，故四幅图排序为②③①④或者为③①④②。故选B。 [2] A．在时刻振荡电路中电流为0，磁场能最小，故A错误； B．在时刻振荡电路中电流最大，磁场能最大，电场能最小，故B错误； C．时间内电流逐渐减小，磁场能向电场能转化，电容器极板上的电荷量不断增大，故C错误； D．时间内电路中电流逐渐减小，根据楞次定律，电感器的自感作用使回路中电流继续保持原方向，故D正确。故选D。 【变式训练1】（多选）如图所示，图甲是LC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，a、b、c、d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a是电场能最大的时刻，对应图甲中的时刻 B．图乙中的b是电场能最大的时刻，此后的内电流方向为正 C．图乙中的c是磁场能最大的时刻，对应图甲中的时刻 D．图乙中的d是磁场能最大的时刻，此后电容C的下极板将充上正电荷 【答案】BC 【解析】图a是电场能最大的时刻，由上极板带正电，即充电时电流沿顺时针方向，对应题图甲中的0或T时刻，A错误； 图b是电场能最大的时刻，由下极板带正电，此后的内电容器放电，电流沿顺时针方向，B正确； 图c是磁场能最大的时刻，此后磁场能转化为电场能，由楞次定律判断，电流方向为逆时针方向，题图甲中的时刻电流为逆时针方向，C正确； 图d是磁场能最大的时刻，此后磁场能转化为电场能，由楞次定律判断，电流方向为顺时针方向，此后电容C的下极板将充上负电荷，D错误。 考向04 充放电过程识别 例1. （2025·上海浦东新·三模）如图所示，单刀双掷开关先打到端让电容器充满电。时开关打到端，时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。则（     ） A．回路的周期为 B．回路的电流最大时电容器中电场能最大 C．时线圈中磁场能最大 D．时回路中电流沿顺时针方向 【答案】C 【详解】A．初始时电容器上极板带正电，电荷量最大，时电容器下极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值，说明半个周期 解得，故A错误； B．振荡中，根据能量守恒可知，回路电流最大时电容器放电完毕，电场能全部转化为磁场能，磁场能最大、电场能最小，故B错误； C．，时电容器放电完毕，回路电流最大，线圈中的磁场能最大，故C正确； D．时间内，电容器放电，上极板所带电荷量逐渐减小，电路中的电流沿逆时针方向，在时刻，即时刻，回路中电流达到最大值；时回路的状态和相同，回路中电流沿逆时针方向，故D错误。 故选C。 【变式训练1】LC振荡回路如图所示： （1）（多选）如图所示的LC振荡电路中，通过点的电流随时间变化的图线如图（b）所示，若把通过点向右的电流规定为轴的正方向，则( ) A、0至内，电容器C正在充电 B、至内，电容器上极板带正电荷 C、至内，点比点电势高 D、至内磁场能在减少 （2）（多选）实际的LC电磁振荡回路如果没有外界能量的适时补充，振荡电流的振幅是逐渐减小的，下述各种情况中造成振幅减小原因的是( ) A、线圈自感电动势对电流的阻碍作用 B、电路中的电阻对电流的阻碍作用 C、线圈铁芯中涡流产生的电热 D、向周围空间辐射电磁波 【答案】（1）CD （2）BCD 【详解】（1） A．由题图可知0至0.5ms内在增大，电容器正在放电，故A错误； B．0.5ms至1ms内，电流在减小，为充电过程，电流方向不变，电容器上极板带负电，故B错误； C．在1ms至1.5ms内，为放电过程，电流方向改变，即电流由Q流向P，则Q点比P点电势高，故C正确； D．1.5ms至2ms内，为充电过程，电流减小，磁场能在减少，故D正确。 故选CD。 （2） A．线圈自感对电流有阻碍作用，能把电流的能量转化为磁场能,不会造成振荡能量的损失,故振幅不会减小，故A错误； B．电路中电阻对电流的阻碍作用将部分电能转化为内能，从而造成振荡能量的损失，使振幅减小，故B正确； C．线圈铁芯上涡流产生的电热，也是由振荡能量转化来的，也会引起振荡能量的损失，使振幅减小，故C正确； D．向周围空间辐射电磁波，使振荡能量以电磁波的形式散发出去，造成振荡能量的损失，使振幅减小，故D正确。 故选BCD。 考向05 电磁波的发射、接收和传播 例1. （25-26高三上·上海宝山·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．电容器两极板间电场强度正在变大 C．电容器正在放电，线圈储存的磁场能正在增加 D．线路中的电流正在减小且与线圈中感应电流的方向相同 【答案】ABD 【详解】A．由图中线圈的绕向和电流方向，根据右手螺旋定则，四指沿线圈中电流的环绕方向弯曲，拇指指向下方，因此线圈中磁场方向向下，故A正确； B．图示电流从电容器的负极板流出并流入正极板，正极板的正电荷量和负极板的负电荷量均增大，说明电容器正在充电。根据，电容器极板间的电场强度正在增大，故B正确； C．电容器正在充电，储存的电场能增加；理想振荡电路的总能量不变，因此线圈储存的磁场能正在减少，故C错误； D．根据楞次定律，线圈产生的自感电流要阻碍原电流减小，因此感应电流与原电流方向相同，D正确。 故选ABD。 【变式训练1】（24-25高二下·上海·期中）电磁波的发现和使用带来了通信技术的发展，极大地改变了人们的生活，开阔了我们的视野。 1．某同学将机械波与电磁波进行对比，总结出下列内容，正确的是（     ） A．机械波和电磁波的传播都需要介质 B．机械波和电磁波都有横波和纵波 C．机械波和电磁波的传播速度都与介质无关 D．机械波和电磁波都能发生干涉和衍射现象 2．上海东方广播电台流行音乐“动感101”（FM101.7）节目的无线电波频率是101.7 MHz，其波长是_________m，比紫外线的波长________（选填“长”、“短”或“一样”）。 3．电磁波的发射装置中有LC振荡电路，如图为振荡电路某时刻的状态图，其中电容器的电容大小为C，电感线圈的自感系数为L，不考虑电磁辐射，下列说法正确的是（     ） A．该时刻电容器的电容正在增大 B．该时刻电路中的电流正在减小 C．若仅在线圈中插入铁芯，则振荡周期变小 D．电场能与磁场能转换的周期 【答案】 1．D 2．2.95 长 3．B 【详解】1．A．机械波的传播需要介质，而电磁波的传播可以不需要介质，A错误； B．机械波有横波和纵波，电磁波只有横波，B错误； C．机械波的传播速度只与介质有关，而电磁波在介质中传播的速度不仅与介质有关，还与电磁波的频率有关，C错误。 D．机械波和电磁波都能发生干涉和衍射现象，D正确。 故选D。 2．[1]频率 ，电磁波在真空中的传播速度， 根据 知波长为。 [2] 电磁波谱中，从长到短大致为：无线电波 > 微波 > 红外线 > 可见光 > 紫外线 > X射线 > γ射线。因此，无线电波（如FM广播）的波长远长于紫外线，选填“长”。 3．A．该时刻电容器的电容正在增大，电容由电容器自身结构（极板面积、间距、电介质）决定，与电路工作状态无关，因此该时刻电容大小不变，A 错误； B．该时刻电路中的电流正在减小，由图中线圈磁场方向（向下）结合安培定则可判断电流为逆时针方向。电容器上极板带负电、下极板带正电，电流流向正极板，说明电容器处于充电过程。充电时，电场能增加、磁场能减少，电流逐渐减小至零，B 正确。 C．若仅在线圈中插入铁芯，则振荡周期变小。插入铁芯会增大线圈的自感系数，由周期公式可知增大时变大，C 错误； D．电场能与磁场能转换的周期是LC回路完整充放电（电场能↔磁场能↔电场能）的周期,而电场能与磁场能一次相互转换仅需半个周期，即，D 错误。 故选B。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 1. （2026年上海高考真题）某LC振荡电路由电容器C与自感线圈L串联组成；已知某一时刻，电容器的上极板带正电，且此时电容器正在充电。规定电路中逆时针的电流方向为正方向；电路中的电流随时间的变化如图所示，在图中四个时刻中，哪一时刻符合上述电路状态________ 【答案】 【解析】某一时刻，电容器的上极板带正电，且此时电容器正在充电，可知电路中的电流方向为顺时针方向，电流为负值。又因为充电过程，电容器极板上电荷量增大，则电流正在减小，故时刻符合上述电路状态。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $