資源簡介

第4章　電磁波
第1節　電磁波的產生
(分值：100分)
1~8題每題7分，共56分
考點一　麥克斯韋的預言　赫茲實驗
1.(多選)(2023·寧德市高二月考)在物理學發展歷程中，許多物理學家的科學研究推動了人類文明的進程，以下關于幾位物理學家所做出的科學貢獻敘述正確的是(　　)
A.麥克斯韋建立了電磁場理論，并在實驗中證實了電磁波的存在
B.庫侖發現了電荷間的相互作用規律，總結得到了庫侖定律
C.奧斯特發現了電流的磁效應，總結出了電磁感應定律
D.伽利略借助實驗研究和邏輯推理得出了自由落體運動規律
2.(2024·長春市第二實驗中學高二月考)用麥克斯韋電磁場理論判斷如圖所示的四組電場(左側)產生的磁場(右側)，或磁場(左側)產生的電場(右側)隨時間t的變化規律，其中錯誤的是(　　)
3.(2023·莆田市第一中學期末)2022年3月23日，“神舟十三號”飛行乘組航天員翟志剛、王亞平、葉光富在中國空間站進行了“天宮課堂”第二課。“天宮課堂”主要依靠中繼衛星系統通過電磁波進行天地互動。下列關于電磁波的說法正確的是(　　)
A.電磁波傳播需要介質
B.交替變化的電磁場傳播出去形成電磁波
C.麥克斯韋預言并證實了電磁波的存在
D.不同頻率的電磁波在真空中傳播的速度是不同的
考點二　電磁振蕩的產生及變化規律
4.(2023·煙臺市期末)在LC振蕩電路中，下列說法正確的是(　　)
A.電感線圈中的電流最大時，電容器中電場能最大
B.電容器兩極板間電壓最大時，線圈中磁場能最大
C.在一個周期內，電容器充電一次，放電一次
D.在一個周期內，電路中的電流方向改變兩次
5.(多選)(2023·三明市高二期中)如圖所示的LC振蕩電路正處在振蕩過程中，某時刻L中的磁場和C中的電場如圖所示，可知(　　)
A.線圈中磁感應強度正在減小
B.電容器中的電場強度正在減小
C.該時刻電容器帶電荷量正在增多
D.該時刻磁場能正在增加，電場能正在減小，二者總量保持不變
6.(2024·鄭州市宇華實驗學校高二月考)已知LC振蕩電路(如圖甲所示)中電容器極板1上的電荷量隨時間變化的曲線如圖乙所示，則(　　)
A.a、c兩時刻電路中電流最大，方向相同
B.a、c兩時刻電容器的電場能最大
C.b、d兩時刻電路中電流最小，方向相反
D.b、d兩時刻線圈的磁場能最小
7.(2023·鄭州市高二期末)如圖甲所示的無線話筒是一個將聲信號轉化為電信號并發射出去的裝置，其內部電路中有一部分是LC振蕩電路。若話筒使用時，某時刻，話筒中LC振蕩電路中磁場方向如圖乙所示，且電流正在減小，下列說法正確的是(　　)
A.電容器正在放電
B.電容器下極板帶正電
C.俯視看，線圈中電流沿順時針方向
D.電場能正在向磁場能轉化
考點三　電磁振蕩的周期與頻率
8.如圖所示，LC振蕩電路的L不變，C可調，要使振蕩頻率從700 Hz 變為1 400 Hz。則可以采用的辦法有(　　)
A.把電容增大到原來的4倍
B.把電容增大到原來的2倍
C.把電容減小到原來的
D.把電容減小到原來的
9、10題每題8分，11、12題每題9分，共34分
9.(2024·德州市齊河縣第一中學高二月考)如圖甲所示，由線圈L和電容器C組成簡單的LC振蕩電路，先把電容器充滿電。t=0時刻，電容器開始放電，t=0.002 s時刻，LC回路中線圈中的電流第一次達到峰值，電流和電磁場情況如圖乙所示，則下述說法正確的是(　　)
A.此LC振蕩電路的周期T=0.004 s
B.t=0.005 s時，回路電流方向與圖乙中所示電流方向相同
C.t=0.006 s時，反向放電結束，電容器中的電場能最小，線圈中的磁場能最大
D.t=0.010 s時，反向充電結束，線圈中的磁場能最小，電容器中的電場能最大
10.(多選)(2023·廈門市第二中學高二月考)在如圖所示的電路中，將開關S與b端連接， 穩定后改為與a端連接，這樣在線圈和電容構成的回路中將產生電磁振蕩，若振蕩周期為T，以開關與a端接觸的瞬間為t=0時刻，則(　　)
A.t=0時，電路中磁場的能量最大
B.t=時，振蕩回路中電流最大，且從a經線圈流向d
C.t=時，電容器的電荷量最大
D.在~時間內，電容器充電
11.(2023·南通市期末)如圖所示，儲罐中有不導電液體，將與儲罐外殼絕緣的兩塊平行金屬板構成電容為C的電容器置于儲罐中，電容器可通過開關S與自感為L的線圈或電源相連。當開關從a撥到b開始計時，L與C構成的回路中產生振蕩電流，則A.線圈中的電流增大
B.線圈中的自感電動勢減小
C.電容器極板間的電場強度增大
D.電容器極板上的電荷量減小
12.如圖甲所示，LC振蕩電路中的電流正在變大，保持自感L不變，改變電容器的電容C，回路中電容器兩端的電壓變化如圖乙所示，則下列說法正確的是(　　)
A.回路中的磁場能正在變小
B.電路2的電容為電路1中電容的2倍
C.電路2中電容器的最大電荷量與電路1中電容器的最大電荷量相等
D.電路2的電流最大時電路1的電流也一定最大
(10分)
13.(多選)(2023·紹興市期末)如圖甲所示是LC振蕩電路中電流隨時間的變化關系，若以圖乙回路中順時針方向為電流正方向，a、b、c、d均為電場能或磁場能最大的時刻，下列說法正確的是(　　)
A.圖乙中的a是電場能最大的時刻，對應圖甲中的時刻
B.圖乙中的b是電場能最大的時刻，此后的內電流方向為正
C.圖乙中的c是磁場能最大的時刻，對應圖甲中的時刻
D.圖乙中的d是磁場能最大的時刻，此后電容器的下極板將充上正電荷
答案精析
1.BD　［麥克斯韋建立了電磁場理論，并預言了電磁波的存在，赫茲用實驗證明了電磁波的存在，故A錯誤；庫侖發現了電荷間的相互作用規律，總結得到了庫侖定律，故B正確；奧斯特發現了電流的磁效應，法拉第總結出了電磁感應定律，故C錯誤；伽利略借助實驗研究和邏輯推理得出了自由落體運動規律，故D正確。］
2.C　［恒定的電場不產生磁場，選項A正確；均勻變化的電場產生恒定的磁場，選項B正確；周期性變化的磁場產生同頻率周期性變化的電場，產生的電場的電場強度與磁場的磁感應強度的變化率成正比，t=0時，磁場的磁感應強度的變化率最大，故產生的電場的電場強度最大，選項C錯誤，D正確。］
3.B　［電磁波傳播不需要介質，可以在真空中傳播，故A錯誤；周期性變化的電場產生周期性變化的磁場，周期性變化的磁場產生周期性變化的電場，從而形成電磁波，所以電磁波是交替變化的電磁場傳播形成的，故B正確；麥克斯韋預言了電磁波的存在，赫茲證實了電磁波的存在，故C錯誤；不同頻率的電磁波在真空中均以光速傳播，故D錯誤。］
4.D　［電感線圈中的電流最大時，線圈中的磁場能最大，電容器中電場能最小，選項A錯誤；電容器兩極板間電壓最大時，電場能最大，線圈中磁場能最小，選項B錯誤；在一個周期內，電容器充電兩次，放電兩次，選項C錯誤；在一個周期內，電路中的電流方向改變兩次，選項D正確。］
5.AC　［根據題圖所示磁場由安培定則可知，電路電流沿逆時針方向，電流流向下極板，由電容器極板間電場方向可知，電容器下極板帶正電，則此時正處于充電過程，電容器中的電場強度正在增大，線圈磁感應強度正在減小，故A正確，B錯誤；此時正處于充電過程，電容器帶電荷量正在增多，故C正確；此時正處于充電過程，則該時刻電場能正在增大，磁場能正在減小，二者總量保持不變，故D錯誤。］
6.B　［由LC振蕩電路中電磁振蕩規律可知，電容器充、放電過程中，當電容器極板上的電荷量最大時，電路中電流為零，電容器的電場能最大，故A錯誤，B正確；b、d兩時刻，電容器極板上的電荷量為零，電路中電流最大，兩時刻電流方向相反，線圈的磁場能最大，故C、D錯誤。］
7.B　［電流正在減小，則電容器正在充電，電容器極板上的電荷量正在增大，電容器板間電場變強，磁場能正在向電場能轉化，A、D錯誤；根據安培定則，俯視看，線圈中電流沿逆時針方向，電容器正在充電，則電容器下極板帶正電，B正確，C錯誤。］
8.D　［由f=知，頻率變為原來的2倍時，C=C0，其中C0為原電容，故選項D正確。］
9.C　［t=0.002 s時，LC振蕩電路中線圈中的電流第一次達到最大值，則T=0.002 s，周期T=0.008 s，A錯誤；t=0.004 s時電流再次為零，0.004 s到0.008s時間內電流的方向與題圖乙中所示方向相反，B錯誤；在t=0.002 s時，電流第一次達到最大值，此時線圈中的磁場能最大，當t=0.006 s=T，反向放電結束，電容器中的電場能最小，線圈中的磁場能最大，C正確；當t=0.010 s=T時的情況與t=0.002 s時的情況是一致的，正向放電結束，電容器中的電場能最小，線圈中的磁場能最大，D錯誤。］
10.BC　［開關S先與b連接，電容器充電，上極板帶正電，下極板帶負電，開關S再與a連接并開始計時，此時振蕩電路中電荷量最大，電流為0 ，如圖所示。
t=0時刻，線圈中的電流為0，無法激發磁場，磁場的能量為0，A錯誤；t=時刻，振蕩電路中電流最大，電容器從初始時刻放電結束，電流方向為a到d，B正確；t=時刻，電容器反向充電結束，電荷量達到最大，C正確；在~時間內，電容器反向放電，D錯誤。］
11.C　［LC振蕩電路的周期T=2π，電容器電荷量隨時間變化情況如圖所示
在12.D　［回路中電流正在增大，電容器正在放電，電場能轉化為磁場能，則回路中的磁場能正在變大，故A錯誤；電路2的周期為電路1的2倍，根據T=2π可知，電路2的電容為電路1中電容的4倍，故B錯誤；根據電容的定義式C=可得Q=CU，由于最大電壓相同，電路2中的電容為電路1中電容的4倍，可知電路2對應的電容器的最大電荷量是電路1最大電荷量的4倍，故C錯誤；電路2的電流最大時，電容器兩端電壓為零，由題圖乙知此時電路1的電容器兩端電壓也為零，即電流也最大，故D正確。］
13.BC　［題圖乙中的a是電容器充電完畢電場能最大的時刻，上極板帶正電，接下來放電時電流沿逆時針方向，對應題圖甲中的T時刻，A錯誤；題圖乙中的b是電容器充電完畢電場能最大的時刻，下極板帶正電，此后的內放電，電流沿順時針方向，B正確；題圖乙中的c是磁場能最大的時刻，此后磁場能轉化為電場能，由安培定則判斷，電流方向為逆時針方向，對應題圖甲中的時刻，C正確；題圖乙中的d是磁場能最大的時刻，此后磁場能轉化為電場能，由安培定則判斷，電流方向為順時針方向，此后電容器的下極板將充上負電荷，D錯誤。］第1節　電磁波的產生
［學習目標］　1.知道電磁場理論及其產生。2.了解赫茲實驗。3.知道什么是LC振蕩電路和振蕩電流，知道電磁振蕩的產生及變化規律(重難點)。4.知道電磁振蕩的周期與頻率，會求LC振蕩電路的周期和頻率(重點)。
一、麥克斯韋的預言　赫茲實驗
1.麥克斯韋的預言
(1)1820年，物理學家　　　　　發現了通電導線會使磁針偏轉，揭示了電流的　　　　　　。1831年，物理學家　　　　　發現電磁感應現象，表明磁會　　　　。
(2)物理學家　　　　　　　　建立了完整的電磁場理論，預言了　　　　　　的存在。
兩大假設：①變化的磁場周圍會產生　　　。
如果磁場隨時間均勻變化，則激發的渦旋電場是穩定的，即渦旋電場不隨時間變化；如果磁場隨時間不均勻變化，則激發的渦旋電場隨時間變化。
②變化的電場周圍會產生　　　　。
如果電場隨時間均勻變化，則激發的磁場是穩定的；如果電場隨時間不均勻變化，則激發的磁場隨時間變化。
(3)電磁場和電磁波的產生
①電磁場的產生
根據麥克斯韋的理論可得出：交變的電場周圍產生　　　　　　　　的交變的磁場，交變的磁場周圍產生　　　　　　　　的交變的電場。交變的電場和交變的磁場相互聯系在一起，就會在空間形成一個統一的、不可分割的　　　　　　。
②電磁波的產生
在空間交替變化并傳播出去的電磁場形成了　　　　　　。
2.赫茲實驗
1888年，物理學家　　　　注意到感應線圈高壓電極間的空隙處有時會產生火花放電現象，第一次用實驗證實了　　　　　　的存在。
1.如圖所示，磁鐵相對閉合線圈向下運動時，閉合線圈中的自由電荷做定向移動，這是因為自由電荷受到什么力的作用？該現象能否說明變化的磁場產生了電場？如果沒有導體，情況會怎樣？
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2.如圖所示的實驗裝置，當接在高壓感應線圈上的兩金屬球間有電火花時，導線環上兩小球間也會產生電火花，這是為什么？這個實驗證實了什么？
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例1　(2024·湛江市第二中學高二期中)根據麥克斯韋電磁場理論，下列說法正確的是(　　)
A.在電場周圍空間一定能夠產生磁場
B.在變化的磁場周圍空間一定產生變化的電場
C.均勻變化的電場周圍空間一定產生均勻變化的磁場
D.周期性變化的磁場周圍空間一定產生周期性變化的電場
例2　麥克斯韋預言了電磁波的存在，通過實驗驗證電磁波存在的科學家是(　　)
A.貝爾 B.赫茲
C.西門子 D.愛迪生
二、電磁振蕩的產生及變化規律
如圖所示，將開關S擲向1，先給電容器充電，再將開關擲向2。
(1)電容器通過線圈放電過程中，線圈中的電流怎樣變化？電容器的電場能轉化為什么形式的能？
(2)在電容器反向充電過程中，線圈中的電流如何變化？電容器和線圈中的能量是如何轉化的？
(3)線圈中自感電動勢的作用是什么？
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1.振蕩電流：大小和　　　　都周期性變化的電流。
2.振蕩電路：產生　　　　　　　　的電路稱為振蕩電路。由電感線圈L和電容器C所組成的電路就是一種基本的振蕩電路，稱為　　　　　　　　，如圖所示。
3.電磁振蕩
在LC振蕩電路中，與振蕩電流相聯系的電場和磁場也周期性　　　　　　　　，電場能和磁場能　　　　　　　　，這種現象稱為電磁振蕩。
4.電磁振蕩的過程分析
(1)放電過程中，電流逐漸增大，磁場逐漸增強，極板上的電荷量逐漸減少，電場逐漸減弱，電場能逐漸轉化為磁場能。
(2)充電過程中，電流逐漸減小，磁場逐漸減弱，極板上的電荷量逐漸增加，電場逐漸增強，磁場能逐漸轉化為電場能。
5.電磁振蕩的圖像分析
(1)各物理量隨時間的變化圖像：振蕩過程中電流i、電場能EE和極板上的電荷量q、磁場能EB之間的對應關系。(如圖)
(2)相關量與電路狀態的對應情況
電路狀態 a b c d e
時刻t 0 T
極板上電荷量q 最多 0 最多 0 最多
電場能EE 最大 0 最大 0 最大
電流i 0 正向最大 0 反向最大 0
磁場能EB 0 最大 0 最大 0
例3　(2023·南京市金陵中學高二期末)如圖所示的LC振蕩電路中，某時刻電容器上下極板帶電情況和線圈L中的磁場方向如圖所示，則此時(　　)
A.線圈中的自感電動勢在增大
B.電容器兩端電壓正在增大
C.磁場能正在轉化為電場能
D.LC振蕩電路中的電流正在增大
1.在LC振蕩電路發生電磁振蕩的過程中，與電容器有關的物理量：電荷量q、電場強度E、電場能EE是同步變化的，即q↓→E↓→EE↓(或q↑→E↑→EE↑)。
與線圈有關的物理量：振蕩電流i、磁感應強度B、磁場能EB也是同步變化的，即i↓→B↓→EB↓(或i↑→B↑→EB↑)。
2.在電磁振蕩過程中，電容器上的三個物理量q、E、EE增大時，線圈中的三個物理量i、B、EB減小，即q、E、EE↑i、B、EB↓。
例4　(多選)(2023·莆田市華僑中學高二月考)如圖(a)所示，在LC振蕩電路中，通過P點的電流變化規律如圖(b)所示，且把順時針方向規定為電流i的正方向，則(　　)
A.0至0.5 s時間內，電容器C在放電
B.0.5 s至1 s時間內，電容器C的上極板帶正電
C.1 s至1.5 s時間內，P點的電勢比Q點的電勢高
D.1.5 s至2 s時間內，磁場能正在轉變成電場能
例5　在如圖甲所示的振蕩電路中，電容器極板間電壓隨時間變化的規律如圖乙所示，規定電路中振蕩電流沿逆時針方向為正方向，則電路中振蕩電流隨時間變化的圖像是(　　)
LC振蕩電路充、放電過程的判斷方法
1.根據電流流向判斷，當電流流向帶正電的極板時，處于充電過程；反之，處于放電過程。
2.根據物理量的變化趨勢判斷：當電容器的帶電荷量q(U、E)增大時，處于充電過程；反之，處于放電過程。
3.根據能量判斷：電場能增加時，處于充電過程；磁場能增加時，處于放電過程。
三、電磁振蕩的周期和頻率
(1)如圖所示的電路，如果僅更換成電感L更大的線圈，將開關S擲向1，先給電容器充電，再將開關擲向2，電容器通過線圈放電，線圈因自感現象產生的自感電動勢是否更大？“阻礙”作用是否也更大？由于延緩了振蕩電流的變化，振蕩周期T會怎樣變化？
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(2)如果僅更換成電容C更大的電容器，將開關S擲向1，先給電容器充電，電容器的帶電荷量是否增大？ 再將開關擲向2，電容器通過線圈放電，放電時間是否變長？振蕩周期是否變長？
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1.電磁振蕩的周期T：電磁振蕩完成一次　　　　　　　　的時間。
2.電磁振蕩的頻率f：完成周期性變化的次數與所用時間之比，數值等于單位時間內完成的　　　　　　　　　　　的次數。如果振蕩電路沒有能量損耗，也不受其他外界條件影響，這時的周期和頻率叫作振蕩電路的　　　　周期和　　　　頻率。
3.LC振蕩電路的周期和頻率公式：T=　　　　　　，f=　　　　　　。
其中：周期(T)、頻率(f)、電感(L)、電容(C)的單位分別是秒(s)、赫茲(Hz)、亨利(H)、法拉(F)。
1.一個周期內LC振蕩電路電流方向改變幾次？LC振蕩電路的周期(頻率)與哪些因素有關？電容較大時，電容器充電、放電的時間長些還是短些？線圈的自感系數較大時，電容器充電、放電時間長些還是短些？電壓呢？
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2.LC振蕩電路中的i、B、q、電場強度E的變化周期T=　　　　　　。電場能、磁場能也在做周期性變化，其周期T'==　　　　　　。
例6　(2023·龍巖市高二期中)公交卡是LC振蕩電路的一個典型應用。在LC振蕩電路中，某時刻線圈產生的磁場方向和電容器內的電場方向如圖所示，該時刻振蕩電流　　　　　(填“增大”或“減小”)；若要減小該LC振蕩電路的周期，我們可以　　　　　(填“增大”或“減小”)電容器兩極板的間距。
例7　(2024·江蘇省射陽中學高二月考)如圖甲所示電路，不計電感線圈L的直流電阻，閉合開關S后一段時間電路達到穩定狀態。t=0時刻斷開開關S，LC振蕩電路中產生電磁振蕩。則(　　)
A.圖乙可以表示L中的電流隨時間變化的圖像
B.圖乙可以表示電容器所帶電荷量隨時間變化的圖像
C.t=時刻，磁場能最大
D.將自感系數L和電容C同時增大為原來的2倍，電磁振蕩的頻率變為原來的
答案精析
一、
1.(1)奧斯特　磁效應　法拉第
生電　(2)麥克斯韋　電磁波　
①電場　②磁場　(3)①頻率相同
頻率相同　電磁場　②電磁波
2.赫茲　電磁波
思考與討論
1.自由電荷受到電場力的作用；能說明變化的磁場產生了電場；沒有導體時，該處仍會產生電場。
2.當A、B兩金屬球間產生電火花時就會產生變化的電磁場，這種變化的電磁場傳播到金屬環時，在金屬環中激發出感應電動勢，使金屬環上兩小球間也產生電火花。這個實驗證實了電磁波的存在。
例1　D　［由麥克斯韋電磁場理論可知，均勻變化的電場產生穩定的磁場，非均勻變化的電場產生非均勻變化的磁場，恒定的電場不會產生磁場；均勻變化的磁場產生穩定的電場，周期性變化的磁場產生周期性變化的電場，恒定的磁場不會產生電場，故選項D正確。］
例2　B
二、
(1)電容器放電過程中，線圈中的電流逐漸增大，電容器的電場能轉化為線圈中的磁場能。
(2)在電容器反向充電過程中，線圈中的電流逐漸減小，線圈中的磁場能轉化為電容器的電場能。
(3)線圈中電流變化時，產生的自感電動勢阻礙電流的變化。
梳理與總結
1.方向
2.振蕩電流　LC振蕩電路
3.交替變化　相互轉化
例3　D　［根據線圈L中的磁場方向，由安培定則可知，電路中的電流是逆時針方向，則電容器處于放電過程，電容器極板上的電荷量逐漸減小，則電容器兩端電壓正在減小，故B錯誤；由于放電過程LC振蕩電路中的電流增大得越來越慢，電流的變化率正在減小，故線圈中的自感電動勢在減小，故A錯誤，D正確；根據LC振蕩電路中能量關系可知，電場能正在轉化為磁場能，故C錯誤。］
例4　AD　［由題圖乙可知，0至0.5 s時間內，電流逐漸增大，電容器C在放電，故A正確；由題圖乙可知，0.5 s至1 s時間內，電流逐漸減小，電容器在充電，電容器C的下極板帶正電，故B錯誤；1~1.5 s內，電容器放電，電流從0逐漸增大到最大值，電場能全部轉化為磁場能，電流的方向為Q到P，在外電路中沿著電流的方向電勢逐漸降低，所以Q點電勢比P點電勢高，故C錯誤；由題圖乙可知，1.5 s至2 s時間內，電流逆時針方向，大小正在減小，電容器在充電，磁場能正在轉變成電場能，故D正確。］
例5　D　［電容器極板間電壓U=隨電容器極板上電荷量的增大而增大，隨電荷量的減小而減小。從題圖乙可以看出，在0~這段時間內是充電過程，且UAB>0，即φA>φB，A板應帶正電，只有順時針方向的電流才能使A板被充電后帶正電，同時考慮到t=0時刻電壓為零，電容器極板上的電荷量為零，電流最大，即t=0時刻，電流為負向最大，D正確。］
三、
(1)自感電動勢更大，“阻礙”作用更大，周期變長。
(2)帶電荷量增大，放電時間變長，周期變長。
梳理與總結
1.周期性變化
2.周期性變化　固有　固有
3.2π　
思考與討論
1.在一個周期內，振蕩電流的方向改變兩次；LC電路的周期(頻率)與電容和電感有關；電容增大時，周期變長(頻率變低)；電感增大時，周期變長(頻率變低)；周期(頻率)與電容器極板上電荷量的多少、板間電壓的高低、是否接入電路中等因素無關。
2.2π　π
例6　減小　增大
解析　(1)由題圖中磁場的方向，根據安培定則可知電流由電容器上極板經線圈流向下極板，由電場方向可知，下極板是正極，故此時電容器正在充電，則電路中電流正在減小；
(2)要減小該LC振蕩電路的周期，根據T=2π
可知需要減小電容，根據C=
可知可以增大電容器兩極板間距。
例7　B　［t=0時刻斷開開關S，電感線圈L與電容器構成振蕩回路，L中的電流從某一最大值減小，產生自感電動勢對電容器充電，磁場能轉化為電場能，電容器所帶電荷量從0增加，當L中的電流減為零，電容器充電完成，所帶電荷量達到最大，振蕩電路經T，此時磁場能為零，電場能最大，隨后電容器放電，所帶電荷量減小，L中電流反向增加，電場能轉化為磁場能，故A、C錯誤，B正確；由振蕩電路的頻率為f=，將自感系數L和電容C同時增大為原來的2倍，電磁振蕩的頻率變為原來的，故D錯誤。］(共69張PPT)
DISIZHANG
第4章
第1節　電磁波的產生
1.知道電磁場理論及其產生。
2.了解赫茲實驗。
3.知道什么是LC振蕩電路和振蕩電流，知道電磁振蕩的產生及變化規律(重難點)。
4.知道電磁振蕩的周期與頻率，會求LC振蕩電路的周期和頻率(重點)。
學習目標
一、麥克斯韋的預言　赫茲實驗
二、電磁振蕩的產生及變化規律
課時對點練
三、電磁振蕩的周期和頻率
內容索引
麥克斯韋的預言　赫茲實驗
一
1.麥克斯韋的預言
(1)1820年，物理學家 發現了通電導線會使磁針偏轉，揭示了電流的 。1831年，物理學家 發現電磁感應現象，表明磁會 。
(2)物理學家 建立了完整的電磁場理論，預言了 的存在。
兩大假設：①變化的磁場周圍會產生 。
如果磁場隨時間均勻變化，則激發的渦旋電場是穩定的，即渦旋電場不隨時間變化；如果磁場隨時間不均勻變化，則激發的渦旋電場隨時間變化。
奧斯特
磁效應
法拉第
生電
麥克斯韋
電磁波
電場
②變化的電場周圍會產生 。
如果電場隨時間均勻變化，則激發的磁場是穩定的；如果電場隨時間不均勻變化，則激發的磁場隨時間變化。
(3)電磁場和電磁波的產生
①電磁場的產生
根據麥克斯韋的理論可得出：交變的電場周圍產生 的交變的磁場，交變的磁場周圍產生 的交變的電場。交變的電場和交變的磁場相互聯系在一起，就會在空間形成一個統一的、不可分割的 。
②電磁波的產生
在空間交替變化并傳播出去的電磁場形成了 。
磁場
頻率相同
頻率相同
電磁場
電磁波
2.赫茲實驗
1888年，物理學家 注意到感應線圈高壓電極間的空隙處有時會產生火花放電現象，第一次用實驗證實了 的存在。
赫茲
電磁波
1.如圖所示，磁鐵相對閉合線圈向下運動時，閉合線圈中的自由電荷做定向移動，這是因為自由電荷受到什么力的作用？該現象能否說明變化的磁場產生了電場？如果沒有導體，情況會怎樣？
思考與討論
答案　自由電荷受到電場力的作用；能說明變化的磁場產生了電場；沒有導體時，該處仍會產生電場。
2.如圖所示的實驗裝置，當接在高壓感應線圈上的兩金屬球間有電火花時，導線環上兩小球間也會產生電火花，這是為什么？這個實驗證實了什么？
答案　當A、B兩金屬球間產生電火花時就會產生變化的電磁場，這種變化的電磁場傳播到金屬環時，在金屬環中激發出感應電動勢，使金屬環上兩小球間也產生電火花。這個實驗證實了電磁波的存在。
　(2024·湛江市第二中學高二期中)根據麥克斯韋電磁場理論，下列說法正確的是
A.在電場周圍空間一定能夠產生磁場
B.在變化的磁場周圍空間一定產生變化的電場
C.均勻變化的電場周圍空間一定產生均勻變化的磁場
D.周期性變化的磁場周圍空間一定產生周期性變化的電場
例1
√
由麥克斯韋電磁場理論可知，均勻變化的電場產生穩定的磁場，非均勻變化的電場產生非均勻變化的磁場，恒定的電場不會產生磁場；均勻變化的磁場產生穩定的電場，周期性變化的磁場產生周期性變化的電場，恒定的磁場不會產生電場，故選項D正確。
　麥克斯韋預言了電磁波的存在，通過實驗驗證電磁波存在的科學家是
A.貝爾 B.赫茲
C.西門子 D.愛迪生
例2
√
返回
二
電磁振蕩的產生及變化規律
如圖所示，將開關S擲向1，先給電容器充電，再將開
關擲向2。
(1)電容器通過線圈放電過程中，線圈中的電流怎樣變
化？電容器的電場能轉化為什么形式的能？
答案　電容器放電過程中，線圈中的電流逐漸增大，電容器的電場能轉化為線圈中的磁場能。
(2)在電容器反向充電過程中，線圈中的電流如何變
化？電容器和線圈中的能量是如何轉化的？
答案　在電容器反向充電過程中，線圈中的電流逐
漸減小，線圈中的磁場能轉化為電容器的電場能。
(3)線圈中自感電動勢的作用是什么？
答案　線圈中電流變化時，產生的自感電動勢阻礙電流的變化。
1.振蕩電流：大小和 都周期性變化的電流。
2.振蕩電路：產生 的電路稱為振蕩電路。
由電感線圈L和電容器C所組成的電路就是一種基
本的振蕩電路，稱為 ，如圖所示。
3.電磁振蕩
在LC振蕩電路中，與振蕩電流相聯系的電場和磁場也周期性 ，電場能和磁場能 ，這種現象稱為電磁振蕩。
梳理與總結
方向
振蕩電流
LC振蕩電路
交替變化
相互轉化
4.電磁振蕩的過程分析
(1)放電過程中，電流逐漸增大，磁場逐漸增強，極板上的電荷量逐漸減少，電場逐漸減弱，電場能逐漸轉化為磁場能。
(2)充電過程中，電流逐漸減小，磁場逐漸減弱，極板上的電荷量逐漸增加，電場逐漸增強，磁場能逐漸轉化為電場能。
5.電磁振蕩的圖像分析
(1)各物理量隨時間的變化圖像：振蕩過程中電流i、電場能EE和極板上的電荷量q、磁場能EB之間的對應關系。(如圖)
(2)相關量與電路狀態的對應情況
電路狀態 a b c d e
時刻t 0 T
極板上電荷量q 最多 0 最多 0 最多
電場能EE 最大 0 最大 0 最大
電流i 0 正向最大 0 反向最大 0
磁場能EB 0 最大 0 最大 0
　(2023·南京市金陵中學高二期末)如圖所示的LC振蕩電路中，某時刻電容器上下極板帶電情況和線圈L中的磁場方向如圖所示，則此時
A.線圈中的自感電動勢在增大
B.電容器兩端電壓正在增大
C.磁場能正在轉化為電場能
D.LC振蕩電路中的電流正在增大
例3
√
根據線圈L中的磁場方向，由安培定則可知，電路中的電流是逆時針方向，則電容器處于放電過程，電容器極板上的電荷量逐漸減小，則電容器兩端電壓正在減小，故B錯誤；
由于放電過程LC振蕩電路中的電流增大得越來越慢，電流的變化率正在減小，故線圈中的自感電動勢在減小，故A錯誤，D正確；
根據LC振蕩電路中能量關系可知，電場能正在轉化為磁場能，故C錯誤。
1.在LC振蕩電路發生電磁振蕩的過程中，與電容器有關的物理量：電荷量q、電場強度E、電場能EE是同步變化的，即q↓→E↓ →EE↓(或q↑→E↑→EE↑)。
與線圈有關的物理量：振蕩電流i、磁感應強度B、磁場能EB也是同步變化的，即i↓→B↓→EB↓(或i↑→B↑→EB↑)。
2.在電磁振蕩過程中，電容器上的三個物理量q、E、EE增大時，線圈中的三個物理量i、B、EB減小，即q、E、EE↑ i、B、EB↓。
總結提升
　(多選)(2023·莆田市華僑中學高二月考)如圖(a)所示，在LC振蕩電路中，通過P點的電流變化規律如圖(b)所示，且把順時針方向規定為電流i的正方向，則
A.0至0.5 s時間內，電容器C在放電
B.0.5 s至1 s時間內，電容器C的上
　極板帶正電
C.1 s至1.5 s時間內，P點的電勢比Q點的電勢高
D.1.5 s至2 s時間內，磁場能正在轉變成電場能
例4
√
√
由題圖乙可知，0至0.5 s時間內，電流逐漸增大，電容器C在放電，故A正確；
由題圖乙可知，0.5 s至1 s時間內，
電流逐漸減小，電容器在充電，電容器C的下極板帶正電，故B錯誤；
1~1.5 s內，電容器放電，電流從0逐漸增大到最大值，電場能全部轉化為磁場能，電流的方向為Q到P，在外電路中沿著電流的方向電勢逐漸降低，所以Q點電勢比P點電勢高，故C錯誤；
由題圖乙可知，1.5 s至2 s時間內，電流逆時針方向，大小正在減小，電容器在充電，磁場能正在轉變成電場能，故D正確。
　在如圖甲所示的振蕩電路中，電容器極板間電壓隨時間變化的規律如圖乙所示，規定電路中振蕩電流沿逆時針方向為正方向，則電路中振蕩電流隨時間變化的圖像是
例5
√
電容器極板間電壓U=隨電容器極板上電荷量的增大而增大，隨電荷量的減小而減小。從題圖乙可以看出，
在0~這段時間內是充電過程，且UAB>0，即φA>φB，A板應帶正電，只有順時針方向的電流才能使A板被充電后帶正電，同時考慮到t=0時刻電壓為零，電容器極板上的電荷量為零，電流最大，即t=0時刻，電流為負向最大，D正確。
LC振蕩電路充、放電過程的判斷方法
1.根據電流流向判斷，當電流流向帶正電的極板時，處于充電過程；反之，處于放電過程。
2.根據物理量的變化趨勢判斷：當電容器的帶電荷量q(U、E)增大時，處于充電過程；反之，處于放電過程。
3.根據能量判斷：電場能增加時，處于充電過程；磁場能增加時，處于放電過程。
總結提升
返回
電磁振蕩的周期和頻率
三
(1)如圖所示的電路，如果僅更換成電感L更大的線圈，將開關S擲向1，先給電容器充電，再將開關擲向2，電容器通過線圈放電，線圈因自感現象產生的自感電動勢是否更大？“阻礙”作用是否也更大？由于延緩了振蕩電流的變化，振蕩周期T會怎樣變化？
(2)如果僅更換成電容C更大的電容器，將開關S擲向1，先給電容器充電，電容器的帶電荷量是否增大？ 再將開關擲向2，電容器通過線圈放電，放電時間是否變長？振蕩周期是否變長？
答案　帶電荷量增大，放電時間變長，周期變長。
答案　自感電動勢更大，“阻礙”作用更大，周期變長。
1.電磁振蕩的周期T：電磁振蕩完成一次 的時間。
2.電磁振蕩的頻率f：完成周期性變化的次數與所用時間之比，數值等于單位時間內完成的 的次數。如果振蕩電路沒有能量損耗，也不受其他外界條件影響，這時的周期和頻率叫作振蕩電路的 周期和_____頻率。
3.LC振蕩電路的周期和頻率公式：T=_______，f=。
其中：周期(T)、頻率(f)、電感(L)、電容(C)的單位分別是秒(s)、赫茲(Hz)、亨利(H)、法拉(F)。
梳理與總結
周期性變化
周期性變化
固有
固有
2π
1.一個周期內LC振蕩電路電流方向改變幾次？LC振蕩電路的周期(頻率)與哪些因素有關？電容較大時，電容器充電、放電的時間長些還是短些？線圈的自感系數較大時，電容器充電、放電時間長些還是短些？電壓呢？
思考與討論
答案　在一個周期內，振蕩電流的方向改變兩次；LC電路的周期(頻率)與電容和電感有關；電容增大時，周期變長(頻率變低)；電感增大時，周期變長(頻率變低)；周期(頻率)與電容器極板上電荷量的多少、板間電壓的高低、是否接入電路中等因素無關。
2.LC振蕩電路中的i、B、q、電場強度E的變化周期T=________。電場能、磁場能也在做周期性變化，其周期T'==_______。
2π
π
　(2023·龍巖市高二期中)公交卡是LC振蕩電路的一個典型應用。在LC振蕩電路中，某時刻線圈產生的磁場方向和電容器內的電場方向如圖所示，該時刻振蕩電流　　　(填“增大”或“減小”)；若要減小該LC振蕩電路的周期，我們可以　　(填“增大”或“減小”)電容器兩極板的間距。
例6
減小
增大
(1)由題圖中磁場的方向，根據安培定則可知電流由電容器上極板經線圈流向下極板，由電場方向可知，下極板是正極，故此時電容器正在充電，則電路中電流正在減小；
(2)要減小該LC振蕩電路的周期，根據T=2π
可知需要減小電容，根據C=
可知可以增大電容器兩極板間距。
　(2024·江蘇省射陽中學高二月考)如圖甲所示電路，不計電感線圈L的直流電阻，閉合開關S后一段時間電路達到穩定狀態。t=0時刻斷開開關S，LC振蕩電路中產生電磁振蕩。則
A.圖乙可以表示L中的電流隨時間變
　化的圖像
B.圖乙可以表示電容器所帶電荷量隨
　時間變化的圖像
C.t=時刻，磁場能最大
D.將自感系數L和電容C同時增大為原來的2倍，電磁振蕩的頻率變為原
　來的
例7
√
t=0時刻斷開開關S，電感線圈L與電容器構成振蕩回路，L中的電流從某一最大值減小，產生自感電動勢對電容器充電，磁場能轉化
為電場能，電容器所帶電荷量從0增加，當L中的電流減為零，電容器充電完成，所帶電荷量達到最大，振蕩電路經T，此時磁場能為零，電場能最大，隨后電容器放電，所帶電荷量減小，L中電流反向增加，電場能轉化為磁場能，故A、C錯誤，B正確；
由振蕩電路的頻率為f=，將自感系數L和電容C同時增大為原來的2倍，電磁振蕩的頻率變為原來的，故D錯誤。
返回
課時對點練
四
考點一　麥克斯韋的預言　赫茲實驗
1.(多選)(2023·寧德市高二月考)在物理學發展歷程中，許多物理學家的科學研究推動了人類文明的進程，以下關于幾位物理學家所做出的科學貢獻敘述正確的是
A.麥克斯韋建立了電磁場理論，并在實驗中證實了電磁波的存在
B.庫侖發現了電荷間的相互作用規律，總結得到了庫侖定律
C.奧斯特發現了電流的磁效應，總結出了電磁感應定律
D.伽利略借助實驗研究和邏輯推理得出了自由落體運動規律
1
2
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11
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基礎對點練
13
√
√
麥克斯韋建立了電磁場理論，并預言了電磁波的存在，赫茲用實驗證明了電磁波的存在，故A錯誤；
庫侖發現了電荷間的相互作用規律，總結得到了庫侖定律，故B正確；
奧斯特發現了電流的磁效應，法拉第總結出了電磁感應定律，故C錯誤；
伽利略借助實驗研究和邏輯推理得出了自由落體運動規律，故D正確。
1
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13
2.(2024·長春市第二實驗中學高二月考)用麥克斯韋電磁場理論判斷如圖所示的四組電場(左側)產生的磁場(右側)，或磁場(左側)產生的電場(右側)隨時間t的變化規律，其中錯誤的是
√
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13
恒定的電場不產生磁場，選項A正確；
均勻變化的電場產生恒定的磁場，選項B正確；
周期性變化的磁場產生同頻率周期性變化的電場，產生的電場的電場強度與磁場的磁感應強度的變化率成正比，t=0時，磁場的磁感應強度的變化率最大，故產生的電場的電場強度最大，選項C錯誤，D正確。
3.(2023·莆田市第一中學期末)2022年3月23日，“神舟十三號”飛行乘組航天員翟志剛、王亞平、葉光富在中國空間站進行了“天宮課堂”第二課。“天宮課堂”主要依靠中繼衛星系統通過電磁波進行天地互動。下列關于電磁波的說法正確的是
A.電磁波傳播需要介質
B.交替變化的電磁場傳播出去形成電磁波
C.麥克斯韋預言并證實了電磁波的存在
D.不同頻率的電磁波在真空中傳播的速度是不同的
√
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13
電磁波傳播不需要介質，可以在真空中傳播，故A錯誤；
周期性變化的電場產生周期性變化的磁場，周期性變化的磁場產生周期性變化的電場，從而形成電磁波，所以電磁波是交替變化的電磁場傳播形成的，故B正確；
麥克斯韋預言了電磁波的存在，赫茲證實了電磁波的存在，故C錯誤；
不同頻率的電磁波在真空中均以光速傳播，故D錯誤。
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考點二　電磁振蕩的產生及變化規律
4.(2023·煙臺市期末)在LC振蕩電路中，下列說法正確的是
A.電感線圈中的電流最大時，電容器中電場能最大
B.電容器兩極板間電壓最大時，線圈中磁場能最大
C.在一個周期內，電容器充電一次，放電一次
D.在一個周期內，電路中的電流方向改變兩次
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電感線圈中的電流最大時，線圈中的磁場能最大，電容器中電場能最小，選項A錯誤；
電容器兩極板間電壓最大時，電場能最大，線圈中磁場能最小，選項B錯誤；
在一個周期內，電容器充電兩次，放電兩次，選項C錯誤；
在一個周期內，電路中的電流方向改變兩次，選項D正確。
5.(多選)(2023·三明市高二期中)如圖所示的LC振蕩電路正處在振蕩過程中，某時刻L中的磁場和C中的電場如圖所示，可知
A.線圈中磁感應強度正在減小
B.電容器中的電場強度正在減小
C.該時刻電容器帶電荷量正在增多
D.該時刻磁場能正在增加，電場能正在減小，
　二者總量保持不變
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根據題圖所示磁場由安培定則可知，電路電流沿逆時針方向，電流流向下極板，由電容器極板間電場方向可知，電容器下極板帶正電，則此時正處于充電過程，電容器中的電場強度正
在增大，線圈磁感應強度正在減小，故A正確，B錯誤；
此時正處于充電過程，電容器帶電荷量正在增多，故C正確；
此時正處于充電過程，則該時刻電場能正在增大，磁場能正在減小，二者總量保持不變，故D錯誤。
6.(2024·鄭州市宇華實驗學校高二月考)已知LC振蕩電路(如圖甲所示)中電容器極板1上的電荷量隨時間變化的曲線如圖乙所示，則
A.a、c兩時刻電路中電流最大，方向相同
B.a、c兩時刻電容器的電場能最大
C.b、d兩時刻電路中電流最小，方向相反
D.b、d兩時刻線圈的磁場能最小
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12
由LC振蕩電路中電磁振蕩規律可知，電容器充、放電過程中，當電容器極板上的電荷量最大時，電路中電流為零，電容器的電場能最大，故A錯誤，B正確；
13
b、d兩時刻，電容器極板上的電荷量為零，電路中電流最大，兩時刻電流方向相反，線圈的磁場能最大，故C、D錯誤。
7.(2023·鄭州市高二期末)如圖甲所示的無線話筒是一個將聲信號轉化為電信號并發射出去的裝置，其內部電路中有一部分是LC振蕩電路。若話筒使用時，某時刻，話筒中LC振蕩電路中磁場方向如圖乙所示，且電流正在減小，下列說法正確的是
A.電容器正在放電
B.電容器下極板帶正電
C.俯視看，線圈中電流沿順時針方向
D.電場能正在向磁場能轉化
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電流正在減小，則電容器正在充電，電容器極板上的電荷量正在增大，電容器板間電場變強，磁場能正在向電場能轉化，A、D錯誤；
根據安培定則，俯視看，線圈中電流沿逆時針方向，電容器正在充電，則電容器下極板帶正電，B正確，C錯誤。
考點三　電磁振蕩的周期與頻率
8.如圖所示，LC振蕩電路的L不變，C可調，要使振蕩頻率從700 Hz 變為1 400 Hz。則可以采用的辦法有
A.把電容增大到原來的4倍
B.把電容增大到原來的2倍
C.把電容減小到原來的
D.把電容減小到原來的
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由f=知，頻率變為原來的2倍時，C=C0，
其中C0為原電容，故選項D正確。
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9.(2024·德州市齊河縣第一中學高二月考)如圖甲所示，由線圈L和電容器C組成簡單的LC振蕩電路，先把電容器充滿電。t=0時刻，電容器開始放電，t=0.002 s時刻，LC回路中線圈中的電流第一次達到峰值，電流和電磁場情況如圖乙所示，則下述說法正確的是
A.此LC振蕩電路的周期T=0.004 s
B.t=0.005 s時，回路電流方向與圖乙中
　所示電流方向相同
C.t=0.006 s時，反向放電結束，電容器中的電場能最小，線圈中的磁場能最大
D.t=0.010 s時，反向充電結束，線圈中的磁場能最小，電容器中的電場能最大
√
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能力綜合練
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t=0.002 s時，LC振蕩電路中線圈中的電流第一次達到最大值，則T=0.002 s，周期T=0.008 s，A錯誤；
t=0.004 s時電流再次為零，0.004 s到0.008s時間內電流的方向與題圖乙中所示方向相反，B錯誤；
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在t=0.002 s時，電流第一次達到最大值，此時線圈中的磁場能最大，當t=0.006 s=T，反向放電結束，電
容器中的電場能最小，線圈中的磁場能最大，C正確；
當t=0.010 s=T時的情況與t=0.002 s時的情況是一致的，正向放電結束，電容器中的電場能最小，線圈中的磁場能最大，D錯誤。
10.(多選)(2023·廈門市第二中學高二月考)在如圖所示的電路中，將開關S與b端連接， 穩定后改為與a端連接，這樣在線圈和電容構成的回路中將產生電磁振蕩，若振蕩周期為T，以開關與a端接觸的瞬間為t=0時刻，則
A.t=0時，電路中磁場的能量最大
B.t=時，振蕩回路中電流最大，且從a經線圈流向d
C.t=時，電容器的電荷量最大
D.在~時間內，電容器充電
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t=時刻，振蕩電路中電流最大，電容器從初始時刻放電結束，電流方向為a到d，B正確；
13
開關S先與b連接，電容器充電，上極板帶正電，下極板帶負電，開關S再與a連接并開始計時，此時振蕩電路中電荷量最大，電流為0，如圖所示。
t=0時刻，線圈中的電流為0，無法激發磁場，磁場的能量為0，A錯誤；
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t=時刻，電容器反向充電結束，電荷量達到最大，C正確；
在~時間內，電容器反向放電，D錯誤。
11.(2023·南通市期末)如圖所示，儲罐中有不導電液體，將與儲罐外殼絕緣的兩塊平行金屬板構成電容為C的電容器置于儲罐中，電容器可通過開關S與自感為L的線圈或電源相連。當開關從a撥到b開始計時，L與C構成的回路中產生振蕩電流，則A.線圈中的電流增大
B.線圈中的自感電動勢減小
C.電容器極板間的電場強度增大
D.電容器極板上的電荷量減小
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LC振蕩電路的周期T=2π，電容器電荷量隨時間變化情況如圖所示
在根據C=，E=，可得E=，電容器極板上的電荷量增加，則電場強度增大，C正確。
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12.如圖甲所示，LC振蕩電路中的電流正在變大，保持自感L不變，改變電容器的電容C，回路中電容器兩端的電壓變化如圖乙所示，則下列說法正確的是
A.回路中的磁場能正在變小
B.電路2的電容為電路1中電容
　的2倍
C.電路2中電容器的最大電荷量與電路1中電容器的最大電荷量相等
D.電路2的電流最大時電路1的電流也一定最大
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電路2的周期為電路1的2倍，根據T=2π可知，電路2的電容為電路1中電容的4倍，故B錯誤；
回路中電流正在增大，電容器正在放電，電場能轉化為磁場能，則回路中的磁場能正在變大，故A錯誤；
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電容器的最大電荷量是電路1最大電荷量的4倍，故C錯誤；
電路2的電流最大時，電容器兩端電壓為零，由題圖乙知此時電路1的電容器兩端電壓也為零，即電流也最大，故D正確。
根據電容的定義式C=可得Q=CU，由于最大電壓相同，電路2中的電容為電路1中電容的4倍，可知電路2對應的
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13.(多選)(2023·紹興市期末)如圖甲所示是LC振蕩電路中電流隨時間的變化關系，若以圖乙回路中順時針方向為電流正方向，a、b、c、d均為電場能或磁場能最大的時刻，下列說法正確的是
尖子生選練
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A.圖乙中的a是電場能最大的時刻，對應圖甲中的時刻
B.圖乙中的b是電場能最大的時刻，此后的內電流方向為正
C.圖乙中的c是磁場能最大的時刻，對應圖甲中的時刻
D.圖乙中的d是磁場能最大的時刻，此后電容器的下極板將充上正電荷
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題圖乙中的a是電容器充電完畢電場能最大的時刻，上極板帶正電，接下來放電時電流沿逆時針方向，對應題圖甲中的T時刻，A錯誤；
題圖乙中的b是電容器充電完畢電場能最大的時刻，下極板帶正電，此后的內放電，電流沿順時針方向，B正確；
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題圖乙中的c是磁場能最大的時刻，此后磁場能轉化為電場能，由安培定則判斷，電流方向為逆時針方向，對應題圖甲中的時刻，C正確；
題圖乙中的d是磁場能最大的時刻，此后磁場能轉化為電場能，由安培定則判斷，電流方向為順時針方向，此后電容器的下極板將充上負電荷，D錯誤。
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