第四章 电磁振荡与电磁波 知识清单 -2026-2027学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

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高中物理选择性必修二
第四章 电磁振荡与电磁波—知识清单

第 1 节 电磁振荡

概念

要点

电磁振荡

电容器与电感线圈组成的电路(LC 电路)中,电荷量和电流做周期性变化的过程

振荡过程

电容器带电(电场能)→ 放电(电流增大、磁场能增加)→ 反向给电容器充电 → 往复循环

能量转化

电容器的电场能←→电感线圈的磁场能,相互转化、总量守恒

振荡周期与频率

T = 2π ,f = 1/(2π)(L 为电感、C 为电容)

固有频率

由 LC 电路本身决定(f₀ = 1/(2π)),与外力无关

阻尼振荡

实际电路有电阻,振幅逐渐减小;要维持等幅振荡需补充能量

q 与 I 的关系

电流最大时电荷量为 0(二者相差π/2);电荷量最大时电流为 0

方法(振荡问题的两个结论):

  1. 求周期频率:先由 L、C 求 T = 2π,再求 f = 1/T;
  2. 判断能量:电容器的电场能最大时(|q| 最大)电流为零、磁场能为零;电流最大时电荷量为 0、电场能为零。

易错:电磁振荡中电场能与磁场能相互转化,总能量守恒(忽略损耗时);电感线圈提供的是磁场能不是电场能。

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第 2 节 电磁场与电磁波

概念

要点

麦克斯韦的贡献

① 变化的电场在周围产生磁场(涡旋磁场);② 变化的磁场在周围产生电场(涡旋电场);③ 二者互相激发,形成电磁波

电磁波

变化的电场和变化的磁场交替产生、彼此激发,向外传播形成电磁波

电磁波是横波

电场 E 与磁场 B 互相垂直,且都垂直于传播方向

传播特点

① 不需要介质,可在真空中传播;② 真空中速度 c = 3.0×10⁸ m/s,与光速相同 → 光是电磁波

E 与 B 的关系

真空中 E/B = c;E 与 B 同相变化(同时为零、同时最大)

实验证实

赫兹用实验证实了电磁波的存在

方法(电磁波的基本计算):λ = c/f(真空中 c =λ·f);已知 f 求 λ,或已知λ求 f,先统一单位。

易错:电磁波不需要介质;电磁波是横波;E 与 B 同相(不是反相);真空中波速恒为 c。

第 3 节 无线电波的发射与接收

概念

要点

发射

把高频振荡(载波)加上要传递的信息信号,形成调制的电磁波向外发射

调幅 AM

使载波的振幅随信号变化;用于广播

调频 FM

使载波的频率随信号变化;用于电视、移动通信(抗干扰能力强、音质好)

接收

天线可接收到各个方向、各种频率的电磁波,需要调谐才能选出所需信号

调谐

调节接收电路(LC)的固有频率,使之与接收到的电磁波频率相同,发生共振,使需要的信号最强

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