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章末素養(yǎng)提升
物理觀念 LC振蕩電路 1.電容器的電荷量、電壓、電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)能的變化規(guī)律 2.電路中的電流，線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁場(chǎng)能的變化規(guī)律 3.周期：T=　　　　　　，頻率f=　　　　　　
電磁場(chǎng)與電磁波 1.麥克斯韋電磁理論 2.電磁波的形成：電磁場(chǎng)由近及遠(yuǎn)地向外傳播 3.電磁波的特點(diǎn)
無(wú)線電波的 發(fā)射和接收 1.發(fā)射端 2.接收端
電磁波譜 波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短 無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X射線和γ射線
科學(xué)思維 1.會(huì)定性解釋振蕩電流周期性變化的原因 2.類(lèi)比機(jī)械振動(dòng)，推理得到振蕩電流是一種交變電流
科學(xué)探究 能根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)果提出問(wèn)題；能通過(guò)實(shí)驗(yàn)收集關(guān)于電磁波如何發(fā)射與接收的信息；能解釋赫茲的實(shí)驗(yàn)及電磁波的發(fā)射與接收；有主動(dòng)與同學(xué)交流的積極性
科學(xué)態(tài)度 與責(zé)任 了解麥克斯韋和赫茲對(duì)電磁學(xué)發(fā)展的貢獻(xiàn)，認(rèn)識(shí)電磁理論對(duì)現(xiàn)代生活及科技的影響
例1　（2023·天津市北辰區(qū)高二期末）現(xiàn)代生活中人類(lèi)與電磁波結(jié)下了不解之緣，關(guān)于電磁波下列陳述中符合事實(shí)的是（　　）
A.麥克斯韋首先用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在
B.紅外線波長(zhǎng)小于紫外線的波長(zhǎng)
C.空間有變化的電場(chǎng)（或磁場(chǎng)）存在，不一定能形成電磁波
D.把手機(jī)放在抽成真空的玻璃盒中，撥打該手機(jī)號(hào)碼，手機(jī)由于接收不到電磁波信號(hào)而無(wú)法接通
例2　關(guān)于電磁波的應(yīng)用，下列說(shuō)法正確的是（　　）
A.醫(yī)院里常用X射線對(duì)病房和手術(shù)室進(jìn)行消毒
B.工業(yè)上利用γ射線檢查金屬部件內(nèi)部有無(wú)砂眼或裂縫
C.刑偵上用紫外線拍攝指紋照片，因?yàn)樽贤饩€有明顯的熱作用
D.衛(wèi)星用紅外遙感技術(shù)拍攝云圖照片，因?yàn)榧t外線波長(zhǎng)短，穿透能力較強(qiáng)
例3　（多選）（2021·福建卷）以聲波作為信息載體的水聲通信是水下長(zhǎng)距離通信的主要手段。2020年11月10日，中國(guó)載人潛水器“奮斗者”號(hào)創(chuàng)造了10 909米深潛紀(jì)錄。此次深潛作業(yè)利用了水聲通信和電磁通信等多種通信方式進(jìn)行指令傳輸或數(shù)據(jù)交換，如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（　　）
A.“奮斗者”號(hào)與“探索一號(hào)”通信的信息載體屬于橫波
B.“奮斗者”號(hào)與“滄海”號(hào)通信的信息載體屬于橫波
C.“探索一號(hào)”與通信衛(wèi)星的實(shí)時(shí)通信可以通過(guò)機(jī)械波實(shí)現(xiàn)
D.“探索一號(hào)”與“探索二號(hào)”的通信過(guò)程也是能量傳播的過(guò)程
例4　許多先進(jìn)的軍事作戰(zhàn)單位都安裝了有源相控陣?yán)走_(dá)，如圖所示。有源相控陣?yán)走_(dá)是相控陣?yán)走_(dá)的一種。有源相控陣?yán)走_(dá)的每個(gè)輻射器都配裝有一個(gè)發(fā)射—接收組件，每一個(gè)組件都能自己發(fā)射、接收電磁波，因此在頻寬、信號(hào)處理和冗余度設(shè)計(jì)上都比無(wú)源相控陣?yán)走_(dá)具有較大的優(yōu)勢(shì)。下列說(shuō)法正確的是（　　）
A.雷達(dá)使用的電磁波是長(zhǎng)波，它利用了長(zhǎng)波容易發(fā)生衍射，可以繞開(kāi)障礙物遠(yuǎn)距離傳播的特點(diǎn)
B.雷達(dá)使用的電磁波是微波，它利用了微波直線性好，反射性強(qiáng)的特點(diǎn)
C.雷達(dá)的最大偵察距離應(yīng)等于電磁波在雷達(dá)發(fā)射相鄰兩個(gè)脈沖的時(shí)間間隔內(nèi)傳播的距離
D.雷達(dá)使用的電磁波比紅外遙感使用的電磁波頻率大
例5　（多選）如圖所示的LC振蕩電路，當(dāng)開(kāi)關(guān)S轉(zhuǎn)向右邊發(fā)生振蕩后，下列說(shuō)法中正確的是（　　）
A.振蕩電流達(dá)到最大值時(shí)，電容器上的帶電荷量為零
B.振蕩電流達(dá)到最大值時(shí)，磁場(chǎng)能最大
C.振蕩電流為零時(shí)，電場(chǎng)能為零
D.振蕩電流相鄰兩次為零的時(shí)間間隔等于振蕩周期的一半
例6　（2023·成都市第七中學(xué)模擬）如圖甲所示，LC電路中，周期T=4 s。已充電的平行板電容器兩極板水平放置。開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，極板間有一帶電灰塵恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，回路中的振蕩電流i-t圖像如圖乙所示，規(guī)定順時(shí)針為電流正方向，不計(jì)電路產(chǎn)生的內(nèi)能及電磁輻射，g取10 m/s2。線圈中電流最大時(shí)（灰塵未打到極板），灰塵的加速度大小為　　　　　 m/s2；回路的磁場(chǎng)能在減小，且電容器上極板帶負(fù)電，則回路應(yīng)在　　　　　　時(shí)間段（選填“Oa”“ab”“bc”或“cd”）；灰塵在遇到極板之前，它的速度　　　　　　　　　（選填“不斷增大”“不斷減小”或“周期性增大、減小”）。
答案精析
2π　　λf　3×108 m/s
例1　C　［麥克斯韋首先預(yù)言了電磁波的存在，而赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，故A錯(cuò)誤；紅外線波長(zhǎng)大于紫外線的波長(zhǎng)，故B錯(cuò)誤；均勻變化的電場(chǎng)（或磁場(chǎng)）只能產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)（或電場(chǎng)），將不能再產(chǎn)生電磁波，故C正確；電磁波在真空中也能傳播，把手機(jī)放在抽成真空的玻璃盒中，手機(jī)能接收到電磁波的信號(hào)，故D錯(cuò)誤。］
例2　B　［醫(yī)院里常用紫外線對(duì)病房和手術(shù)室進(jìn)行消毒，A錯(cuò)誤；γ射線具有較強(qiáng)的穿透性，故工業(yè)上利用γ射線檢查金屬內(nèi)部有無(wú)砂眼或裂縫，B正確；刑偵上用紫外線拍攝指紋照片，因?yàn)樽贤饩€波長(zhǎng)短，衍射條紋間距小，分辨率高，C錯(cuò)誤；紅外線的波長(zhǎng)長(zhǎng)，衍射能力較強(qiáng)，D錯(cuò)誤。］
例3　BD　［根據(jù)題述，“奮斗者”號(hào)與“探索一號(hào)”通信是以聲波作為信息載體的水聲通信，為縱波，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；“奮斗者”號(hào)與“滄海”號(hào)通信是以無(wú)線藍(lán)綠光作為信息載體的電磁波通信，而電磁波屬于橫波，選項(xiàng)B正確；由于“探索一號(hào)”與太空中的通信衛(wèi)星相距很遠(yuǎn)，且太空中沒(méi)有介質(zhì)，機(jī)械波無(wú)法傳播，所以“探索一號(hào)”與通信衛(wèi)星的實(shí)時(shí)通信不能通過(guò)機(jī)械波實(shí)現(xiàn)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；“探索一號(hào)”與“探索二號(hào)”利用水面無(wú)線通信，其通信過(guò)程也是能量傳播的過(guò)程，選項(xiàng)D正確。］
例4　B　［雷達(dá)是根據(jù)發(fā)射和接收電磁波的時(shí)間間隔來(lái)測(cè)距和測(cè)速的，所以應(yīng)采用直線性好、反射性強(qiáng)的微波，故A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)2s=ct可知，雷達(dá)的最大偵察距離應(yīng)等于電磁波在雷達(dá)發(fā)射相鄰兩個(gè)脈沖的時(shí)間間隔內(nèi)傳播距離的一半，故C錯(cuò)誤；根據(jù)電磁波譜可知，無(wú)線電波的頻率要小于紅外線的頻率，故D錯(cuò)誤。］
例5　ABD　［由LC振蕩電路電磁振蕩的規(guī)律知，振蕩電流最大時(shí)，即是放電剛結(jié)束時(shí)，電容器上的帶電荷量為零，A正確；回路中電流最大時(shí)，線圈中磁場(chǎng)最強(qiáng)，磁場(chǎng)能最大，B正確；振蕩電流為零時(shí)，充電結(jié)束，此時(shí)磁場(chǎng)能為零，電場(chǎng)能最大，C錯(cuò)誤；振蕩電流相鄰兩次為零的時(shí)間間隔恰好等于振蕩周期的一半，D正確。］
例6　10　cd　不斷增大
解析　線圈中電流最大時(shí)，線圈的磁場(chǎng)能最大，則電容器的電場(chǎng)能最小，可知電容器內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，所以灰塵的加速度大小為a=g=10 m/s2。回路的磁場(chǎng)能在減小，可知回路電流減小，電容器電場(chǎng)能增大，電容器正在充電，且電容器上極板帶負(fù)電，則電流正流向正極板，為逆時(shí)針?lè)较颍藭r(shí)回路應(yīng)在cd時(shí)間段。由于S斷開(kāi)時(shí)灰塵處于靜止?fàn)顟B(tài)，分析可知電場(chǎng)力等于重力，則灰塵下落時(shí)受到向上的電場(chǎng)力最大等于重力，可知灰塵在遇到極板之前，灰塵的加速度方向一直向下，它的速度不斷增大。(共20張PPT)
DISIZHANG
第四章
章末素養(yǎng)提升
物理觀念 LC振蕩電路 1.電容器的電荷量、電壓、電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)能的變化規(guī)律
2.電路中的電流，線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁場(chǎng)能的變化規(guī)律
3.周期：T= ，頻率f=_________
再現(xiàn)
素養(yǎng)知識(shí)
2π
物理觀念 電磁場(chǎng)與電磁波 1.麥克斯韋電磁理論
2.電磁波的形成：電磁場(chǎng)由近及遠(yuǎn)地向外傳播
3.電磁波的特點(diǎn)
物理觀念 無(wú)線電波的發(fā)射和接收 1.發(fā)射端
2.接收端
電磁波譜 波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短
無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X射線和γ射線
科學(xué)思維 1.會(huì)定性解釋振蕩電流周期性變化的原因
2.類(lèi)比機(jī)械振動(dòng)，推理得到振蕩電流是一種交變電流
科學(xué)探究 能根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)果提出問(wèn)題；能通過(guò)實(shí)驗(yàn)收集關(guān)于電磁波如何發(fā)射與接收的信息；能解釋赫茲的實(shí)驗(yàn)及電磁波的發(fā)射與接收；有主動(dòng)與同學(xué)交流的積極性
科學(xué)態(tài)度與責(zé)任 了解麥克斯韋和赫茲對(duì)電磁學(xué)發(fā)展的貢獻(xiàn)，認(rèn)識(shí)電磁理論對(duì)現(xiàn)代生活及科技的影響
　 (2023·天津市北辰區(qū)高二期末)現(xiàn)代生活中人類(lèi)與電磁波結(jié)下了不解之緣，關(guān)于電磁波下列陳述中符合事實(shí)的是
A.麥克斯韋首先用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在
B.紅外線波長(zhǎng)小于紫外線的波長(zhǎng)
C.空間有變化的電場(chǎng)(或磁場(chǎng))存在，不一定能形成電磁波
D.把手機(jī)放在抽成真空的玻璃盒中，撥打該手機(jī)號(hào)碼，手機(jī)由于接收不
到電磁波信號(hào)而無(wú)法接通
例1
提能
綜合訓(xùn)練
√
麥克斯韋首先預(yù)言了電磁波的存在，而赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，故A錯(cuò)誤；
紅外線波長(zhǎng)大于紫外線的波長(zhǎng)，故B錯(cuò)誤；
均勻變化的電場(chǎng)(或磁場(chǎng))只能產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)(或電場(chǎng))，將不能再產(chǎn)生電磁波，故C正確；
電磁波在真空中也能傳播，把手機(jī)放在抽成真空的玻璃盒中，手機(jī)能接收到電磁波的信號(hào)，故D錯(cuò)誤。
關(guān)于電磁波的應(yīng)用，下列說(shuō)法正確的是
A.醫(yī)院里常用X射線對(duì)病房和手術(shù)室進(jìn)行消毒
B.工業(yè)上利用γ射線檢查金屬部件內(nèi)部有無(wú)砂眼或裂縫
C.刑偵上用紫外線拍攝指紋照片，因?yàn)樽贤饩€有明顯的熱作用
D.衛(wèi)星用紅外遙感技術(shù)拍攝云圖照片，因?yàn)榧t外線波長(zhǎng)短，穿透能力
較強(qiáng)
例2
√
醫(yī)院里常用紫外線對(duì)病房和手術(shù)室進(jìn)行消毒，A錯(cuò)誤；
γ射線具有較強(qiáng)的穿透性，故工業(yè)上利用γ射線檢查金屬內(nèi)部有無(wú)砂眼或裂縫，B正確；
刑偵上用紫外線拍攝指紋照片，因?yàn)樽贤饩€波長(zhǎng)短，衍射條紋間距小，分辨率高，C錯(cuò)誤；
紅外線的波長(zhǎng)長(zhǎng)，衍射能力較強(qiáng)，D錯(cuò)誤。
(多選)(2021·福建卷)以聲波作為信息載體的水聲通信是水下長(zhǎng)距離通信的主要手段。2020年11月10日，中國(guó)載人潛水器“奮斗者”號(hào)創(chuàng)造了10 909米深潛紀(jì)錄。此次深潛作業(yè)利用了水聲通信和電磁通信等多種通信方式進(jìn)行指令傳輸或數(shù)據(jù)交換，如圖所示。下列說(shuō)法正確的是
例3
A.“奮斗者”號(hào)與“探索一號(hào)”通信的信息載體屬于橫波
B.“奮斗者”號(hào)與“滄海”號(hào)通信的信息載體屬于橫波
C.“探索一號(hào)”與通信衛(wèi)星的實(shí)時(shí)通信可以通過(guò)機(jī)械波實(shí)現(xiàn)
D.“探索一號(hào)”與“探索二號(hào)”的通信過(guò)程也是能量傳播的過(guò)程
√
√
根據(jù)題述，“奮斗者”號(hào)與“探索一
號(hào)”通信是以聲波作為信息載體的水
聲通信，為縱波，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；
“奮斗者”號(hào)與“滄海”號(hào)通信是以
無(wú)線藍(lán)綠光作為信息載體的電磁波通
信，而電磁波屬于橫波，選項(xiàng)B正確；
由于“探索一號(hào)”與太空中的通信衛(wèi)
星相距很遠(yuǎn)，且太空中沒(méi)有介質(zhì)，機(jī)
械波無(wú)法傳播，所以“探索一號(hào)”與
通信衛(wèi)星的實(shí)時(shí)通信不能通過(guò)機(jī)械波
實(shí)現(xiàn)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；
“探索一號(hào)”與“探索二號(hào)”利用水面無(wú)線通信，其通信過(guò)程也是能量傳播的過(guò)程，選項(xiàng)D正確。
許多先進(jìn)的軍事作戰(zhàn)單位都安裝了有源相控陣?yán)走_(dá)，如圖所示。有源相控陣?yán)走_(dá)是相控陣?yán)走_(dá)的一種。有源相控陣?yán)走_(dá)的每個(gè)輻射器都配裝有一個(gè)發(fā)射—接收組件，每一個(gè)組件都能自己發(fā)射、接收電磁波，因此在頻寬、信號(hào)處理和冗余度設(shè)計(jì)上都比無(wú)源相控陣?yán)走_(dá)具有較大的優(yōu)勢(shì)。下列說(shuō)法正確的是
例4
A.雷達(dá)使用的電磁波是長(zhǎng)波，它利用了長(zhǎng)波容易發(fā)生
衍射，可以繞開(kāi)障礙物遠(yuǎn)距離傳播的特點(diǎn)
B.雷達(dá)使用的電磁波是微波，它利用了微波直線性好，
反射性強(qiáng)的特點(diǎn)
C.雷達(dá)的最大偵察距離應(yīng)等于電磁波在雷達(dá)發(fā)射相鄰
兩個(gè)脈沖的時(shí)間間隔內(nèi)傳播的距離
D.雷達(dá)使用的電磁波比紅外遙感使用的電磁波頻率大
√
雷達(dá)是根據(jù)發(fā)射和接收電磁波的時(shí)間間隔來(lái)測(cè)距和
測(cè)速的，所以應(yīng)采用直線性好、反射性強(qiáng)的微波，
故A錯(cuò)誤，B正確；
根據(jù)2s=ct可知，雷達(dá)的最大偵察距離應(yīng)等于電磁波
在雷達(dá)發(fā)射相鄰兩個(gè)脈沖的時(shí)間間隔內(nèi)傳播距離的一半，故C錯(cuò)誤；
根據(jù)電磁波譜可知，無(wú)線電波的頻率要小于紅外線的頻率，故D錯(cuò)誤。
當(dāng)開(kāi)關(guān)S轉(zhuǎn)向右邊發(fā)生振蕩后，下列說(shuō)法中正確的是
A.振蕩電流達(dá)到最大值時(shí)，電容器上的帶電荷量為零
B.振蕩電流達(dá)到最大值時(shí)，磁場(chǎng)能最大
C.振蕩電流為零時(shí)，電場(chǎng)能為零
D.振蕩電流相鄰兩次為零的時(shí)間間隔等于振蕩周期的一半
例5
√
√
√
由LC振蕩電路電磁振蕩的規(guī)律知，振蕩電流最大時(shí)，
即是放電剛結(jié)束時(shí)，電容器上的帶電荷量為零，A正確；
回路中電流最大時(shí)，線圈中磁場(chǎng)最強(qiáng)，磁場(chǎng)能最大，
B正確；
振蕩電流為零時(shí)，充電結(jié)束，此時(shí)磁場(chǎng)能為零，電場(chǎng)能最大，C錯(cuò)誤；
振蕩電流相鄰兩次為零的時(shí)間間隔恰好等于振蕩周期的一半，D正確。
(2023·成都市第七中學(xué)模擬)如圖甲所
示，LC電路中，周期T=4 s。已充電的平
行板電容器兩極板水平放置。開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)
時(shí)，極板間有一帶電灰塵恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，回路中的振蕩電流i-t圖像如圖乙所示，規(guī)定順時(shí)針為電流正方向，不計(jì)電路產(chǎn)生的內(nèi)能及電磁輻射，g取10 m/s2。線圈中電流最大時(shí)(灰塵未打到極板)，灰塵的加速度大小為　　 m/s2；回路的磁場(chǎng)能在減小，且電容器上極板帶負(fù)電，則回路應(yīng)在
　　時(shí)間段(選填“Oa”“ab”“bc”或“cd”)；灰塵在遇到極板之前，它的速度　　　　 (選填“不斷增大”“不斷減小”或“周期性增大、減小”)。
例６
10
cd
不斷增大
線圈中電流最大時(shí)，線圈的磁場(chǎng)能
最大，則電容器的電場(chǎng)能最小，可
知電容器內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零，所以
灰塵的加速度大小為a=g=10 m/s2。回路的磁場(chǎng)能在減小，可知回路電流減小，電容器電場(chǎng)能增大，電容器正在充電，且電容器上極板帶負(fù)電，則電流正流向正極板，為逆時(shí)針?lè)较颍藭r(shí)回路應(yīng)在cd時(shí)間段。由于S斷開(kāi)時(shí)灰塵處于靜止?fàn)顟B(tài)，分析可知電場(chǎng)力等于重力，則灰塵下落時(shí)受到向上的電場(chǎng)力最大等于重力，可知灰塵在遇到極板之前，灰塵的加速度方向一直向下，它的速度不斷增大。

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