資源簡介

第1節　電磁波的產生
(分值:100分)
選擇題1~10題,每小題8分,11~12題,每小題10分,共100分。
對點題組練
題組一　麥克斯韋的預言　電磁波
1.關于電磁場和電磁波,下列說法正確的是 (　　)
均勻變化的電場產生均勻變化的磁場
只要空間某個區域有周期性變化的電場或磁場,就能產生電磁波
麥克斯韋第一次用實驗證實了電磁波的存在
電磁波的傳播一定需要介質
2.(多選)如圖所示為著名物理學家費曼設計的一個實驗裝置:水平絕緣圓盤可繞通過其中心的豎直光滑軸自由轉動,圓盤邊緣固定著若干金屬小球,在圓盤的中部有一個導電線圈。在線圈接通電源的瞬間發現圓盤發生了轉動,則下列說法正確的是 (　　)
圓盤上的金屬小球帶電
圓盤上的金屬小球不帶電
接通線圈電源的瞬間在圓盤上的金屬小球所在處產生了電場
接通線圈電源的瞬間在圓盤上的金屬小球所在處只產生了磁場
題組二　電磁振蕩的產生及其規律
3.(2024·山東煙臺市期末)在LC振蕩電路中,下列說法正確的是 (　　)
電感線圈中的電流最大時,電容器中電場能最大
電容器兩極板間電壓最大時,線圈中磁場能最大
在一個周期內,電容器充電一次,放電一次
在一個周期內,電路中的電流方向改變兩次
4.(2024·福建廈門外國語高二統考期中)為營造更為公平公正的高考環境,“反作弊”工具金屬探測儀(如圖甲所示)被各考點廣為使用。如圖乙所示為探測儀的內部結構,由線圈與電容器構成LC振蕩電路,當探測儀檢測到金屬物體時,探測儀的蜂鳴器發出聲響。已知某時刻,探測儀中電路里的電流方向由b流向a,且電流正在減小,則下列說法正確的是 (　　)
此時線圈的自感電動勢正在減小
此時線圈的磁場能轉化為電場能
探測儀靠近金屬時,金屬被磁化
若探測儀與金屬保持相對靜止,則金屬中不會產生感應電流
5.(2024·江蘇南京市期末)LC振蕩電路,極板M的帶電量隨時間的變化如圖所示。在某段時間里,回路磁場能在減小,電流方向為順時針,則這段時間對應圖像中哪一段 (　　)
0~t1 t1~t2
t2~t3 t3~t4
6.如圖甲所示的振蕩電路中,電容器極板間電壓隨時間的變化規律如圖乙所示,則電路中振蕩電流隨時間的變化圖像是(振蕩電流以電路中逆時針方向為正方向) (　　)
A B
C D
題組三　電磁振蕩的周期和頻率
7.在LC振蕩電路中,用以下哪種辦法可以使振蕩頻率增大一倍 (　　)
自感L和電容C都增大一倍
自感L增大一倍,電容C減小一半
自感L減小一半,電容C增大一倍
自感L和電容C都減小一半
8.圖甲為LC振蕩電路,通過P點的電流如圖乙,P點電流向左為正,下列說法正確的是 (　　)
0~t1電容器上極板帶正電
t1~t2電容器中的電場能增大
在t3時刻,線圈中的磁場能最大
增大電容器兩板間距,振蕩電流的周期將減小
綜合提升練
9.(2024·廣東廣州市期末)如圖所示是LC振蕩電路和通過點P的電流隨時間變化的規律。若把流過點P向右的電流規定為正方向,則下列說法中正確的是 (　　)
在t1~t2內,電場能減小,磁場能增大
在t1~t2內,點P的電勢比點Q的電勢高
在t2~t3內,電容器C處于充電過程中
在t3~t4內,電容器C的上極板帶正電
10.(多選)(2024·河北邢臺市五岳聯盟聯考)車輛智能道閘系統的簡化原理圖如圖甲所示,預埋在地面下的地感線圈L和電容器C構成LC 振蕩電路,當車輛靠近地感線圈時,線圈自感系數變大,使得振蕩電流頻率發生變化,檢測器將該信號發送至車牌識別器,從而向閘機發送起桿或落桿指令。某段時間振蕩電路中的電流—時間關系圖像如圖乙所示,則下列有關說法正確的是 (　　)
t1時刻電容器兩端的電壓為零
t1~t2時間內,線圈的磁場能逐漸增大
汽車靠近線圈時,振蕩電流的頻率變小
t3~t4時間內,汽車正在靠近地感線圈
11.(多選)(2024·浙江名校聯盟聯考)如圖所示為一款地下金屬探測儀,探測儀內部結構可簡化為線圈與電容器構成的LC振蕩電路,當探測儀檢測到附近有金屬物時,探測儀連接的蜂鳴器會發出聲響。已知如圖所示的探測儀中電路里的電流強度正在增加過程中,則下列說法錯誤的是 (　　)
電流的方向由D向左流向C
此過程是放電過程,且如果此時是放電結束時,線圈的自感電動勢最大
A極板帶正電,AB內電場強度增大
如果線圈中插入鐵芯,振蕩電路的周期變大
培優加強練
12.(2024·江蘇南通期末)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與自感系數為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,則線圈中的電流增大
線圈中的自感電動勢減小
電容器極板間的電場強度增大
電容器極板上的電荷量減小
第1節　電磁波的產生
1.B　[均勻變化的電場只能產生恒定的磁場，A項錯誤；周期性變化的電場和周期性變化的磁場總是交替產生，且能由發生的區域向周圍空間傳播，產生電磁波，B項正確；麥克斯韋預言了電磁波的存在，赫茲用實驗證實了電磁波的存在，C項錯誤；電磁波可以在真空中傳播，D項錯誤。]
2.AC　[線圈接通電源瞬間，線圈中的電流增大，產生的磁場增強，則根據麥克斯韋電磁場理論可知，變化的磁場產生電場，從而導致帶電小球受到電場力，圓盤轉動，故A、C正確。]
3.D　[電感線圈中的電流最大時，線圈的磁場能最大，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。]
4.B　[電流的方向由b流向a，且電流強度正在減小，故此時為電容器充電過程，電場能增加，磁場能減小，故自感電動勢阻礙電流的減小，則該時刻線圈的自感電動勢正在增大，故A錯誤，B正確；若探測儀靠近金屬時，含有鐵等磁性金屬會發生磁化，其他金屬不行，故C錯誤；此時電流強度正在減小過程中，雖然探測儀與金屬保持相對靜止，金屬也會產生感應電流，故D錯誤。]
5.D　[依題意，在LC振蕩電路中，回路磁場能在減小，說明線圈L正在對電容器C進行充電，把儲存的磁場能轉化為電容器極板間的電場能，由于回路中電流為順時針方向，則此時M極板帶正電，且所帶電荷量逐漸增大，結合圖像可知對應的這段時間為t3～t4，故D正確。]
6.D　[電容器極板間的電壓U＝，隨電容器帶電荷量的增加而增大，隨電容器帶電荷量的減少而減少，由圖乙可知，在0～這段時間內電容器充電，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，電容器帶電荷量為零，電流最大，可知t＝0時刻，電流為負向最大，所以選項D正確。]
7.D　[根據LC振蕩電路頻率公式f＝可知，當L、C都減小一半時，f增大一倍。故D正確。]
8.D　[根據圖乙可知，0～t1內電流逐漸減小，則磁場能逐漸減小，電場能逐漸增大，電容器被充電，且電流為正方向，即電流方向為逆時針方向，可知下極板帶正電，上極板帶負電，故A錯誤；t1～t2內電流逐漸增大，則磁場能逐漸增大，電場能逐漸減小，故B錯誤；在t3時刻，電流為0，則線圈中的磁場能最小，故C錯誤；增大電容器兩板間距，根據C＝，T＝2π，可知電容減小，振蕩電流的周期減小，故D正確。]
9.D　[在t1～t2內，回路中的電流順時針方向減小，則電容器正在充電，則電場能增加，磁場能減小；電容器下極板帶正電，上極板帶負電，則點P的電勢比點Q的電勢低，A、B錯誤；在t2～t3內，回路中電流逆時針方向增加，可知電容器C處于放電過程中，C錯誤；在t3～t4內，回路中電流逆時針方向減小，電容器正在充電，則電容器C的上極板帶正電，D正確。]
10.AC　[t1時刻電流最大，電容器極板上所帶電荷量為0 ，根據C＝可知，電容器兩端的電壓為零，A正確；t1～t2時間內，電流減小，電流產生磁場，所以磁場能逐漸減小，B錯誤；當車輛靠近線圈時，線圈自感系數變大，根據f＝可知，振蕩電流的頻率變小，C正確；從圖乙中可知，在t3～t4時間內，震蕩電流頻率變大，根據f＝可知，線圈自感系數變小，與車輛靠近線圈時，線圈自感系數變大矛盾，D錯誤。]
11.BC　[根據安培定則可知，該時刻電流的方向由D流向C；電流強度正在增大，則磁場能增大，電場能減小，電容器正在放電，根據振蕩電流周期性變化的規律可知電流的變化率正在減小，則該時刻線圈的自感電動勢正在減小，所以放電結束時，線圈的自感電動勢為零，故A不符合題意，B符合題意；因為電容器放電，且電流的方向由D流向C，所以A極板帶正電，AB內電場強度逐漸減小，故C符合題意；如果線圈中插入鐵芯，所以其自感系數L增大，根據公式T＝2π可知，振蕩電路的周期變大，故D不符合題意。]
12.C　[LC振蕩電路的周期T＝2π，電容器電荷量隨時間變化如圖所示
在學習目標　1.能了解麥克斯韋電磁場理論的基本思想。2.能了解電磁振蕩和電磁波。3.知道電磁波的產生及與電磁波相關的物質觀念。4.能用電磁振蕩解釋電場能與磁場能的相互轉化，能分析電磁波的產生、傳播和接收等問題。
知識點一　麥克斯韋的預言　電磁波
如圖所示的實驗裝置，當接在高壓感應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？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.麥克斯韋的預言
(1)變化的磁場周圍會產生電場
在變化的磁場周圍會激發出一種電場——渦旋電場。只要磁場發生變化，就有渦旋電場。如果磁場隨時間均勻變化，則激發的渦旋電場是________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________。
(2)變化的電場周圍會產生磁場
即使沒有電流存在，只要空間某處的電場發生變化，也會在其周圍產生______。如果電場隨時間均勻變化，則激發的磁場是______的；如果電場隨時間不均勻變化，則激發的磁場隨時間________。
變化的電場產生磁場示意圖
2.電磁場與電磁波
交變的電場周圍產生頻率________的交變的磁場，交變的磁場周圍產生頻率________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________。這種在空間交替變化并傳播出去的電磁場就形成了________。
3.________實驗證實了電磁波的存在。
【思考】
　空間存在如圖所示的電場，那么在空間能不能產生磁場？在空間能不能形成電磁波？
INCLUDEPICTURE"AB317.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\課件\\同步\\2025（春）物理 選擇性必修 第二冊 魯科版\\學生word文檔\\AB317.TIF" \* MERGEFORMATINET
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例1 關于麥克斯韋電磁場理論，下列說法正確的是(　　)
A.在電場周圍一定產生磁場，磁場周圍一定產生電場
B.在變化的電場周圍一定產生變化的磁場，在變化的磁場周圍一定產生變化的電場
C.均勻變化的電場周圍一定產生均勻變化的磁場
D.周期性變化的電場周圍一定產生周期性變化的磁場
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例2 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(　　)
歸納提升　對麥克斯韋電磁場理論的理解
知識點二　電磁振蕩的產生及其規律
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。
INCLUDEPICTURE"W562.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\課件\\同步\\2025（春）物理 選擇性必修 第二冊 魯科版\\學生word文檔\\W562.TIF" \* MERGEFORMATINET
(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？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
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。
INCLUDEPICTURE"L490.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\課件\\同步\\2025（春）物理 選擇性必修 第二冊 魯科版\\學生word文檔\\L490.TIF" \* MERGEFORMATINET
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。
【思考】
　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。以逆時針方向為電流正方向，以S接通2接線柱這一刻為t＝0時刻。完成下列表格。
INCLUDEPICTURE"AB318.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\課件\\同步\\2025（春）物理 選擇性必修 第二冊 魯科版\\學生word文檔\\AB318.TIF" \* MERGEFORMATINET
電路狀態
時刻t 0 T T
電荷量q 最多 ________ ________ ________ 最多
電場能E電 最大 ________ ________ ________ 最大
電流i 0 ________ ________ ________ 0
磁場能E磁 0 ________ 0 ________ 0
振蕩規律 INCLUDEPICTURE"AB324.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\課件\\同步\\2025（春）物理 選擇性必修 第二冊 魯科版\\學生word文檔\\AB324.TIF" \* MERGEFORMATINET
例3 (多選)LC振蕩電路中，某時刻的磁場方向如圖所示，則(　　)
INCLUDEPICTURE"AB325.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\課件\\同步\\2025（春）物理 選擇性必修 第二冊 魯科版\\學生word文檔\\AB325.TIF" \* MERGEFORMATINET
A.若磁場正在減弱，則電容器正在充電，電流由b向a
B.若磁場正在減弱，則電場能正在增大，電容器上板帶負電
C.若磁場正在增強，則電場能正在減少，電容器上板帶正電
D.若磁場正在增強，則電容器正在放電，電流方向由a向b
INCLUDEPICTURE"方法點撥.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\課件\\同步\\2025（春）物理 選擇性必修 第二冊 魯科版\\學生word文檔\\方法點撥.tif" \* MERGEFORMATINET
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。　　　　
例4 (多選)(魯科版教材P98節練習2改編)在理想LC振蕩電路中的某時刻，電容器極板間的場強E的方向如圖所示，M是電路中的一點。若該時刻電容器正在放電，下列說法正確的是(　　)
INCLUDEPICTURE"AB326.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\課件\\同步\\2025（春）物理 選擇性必修 第二冊 魯科版\\學生word文檔\\AB326.TIF" \* MERGEFORMATINET
A.電路中的磁場能在增大
B.流過M點的電流方向向右
C.電路中電流正在減小
D.電容器兩板間的電壓在增加
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
INCLUDEPICTURE"歸納提升.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\課件\\同步\\2025（春）物理 選擇性必修 第二冊 魯科版\\學生word文檔\\歸納提升.tif" \* MERGEFORMATINET
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LC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↓。　　　　
知識點三　電磁振蕩的周期和頻率
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)。
4.LC電路中的i、B、q、電場強度E的變化周期也是T＝2π，在一個周期內方向改變兩次。
5.電場能、磁場能也在做周期性變化，但是它們的變化周期是振蕩周期的一半，即T′＝＝π。
【思考判斷】
　如圖所示的振蕩電路，要增大振蕩電路的頻率。判斷下列方法是否正確。
(1)減少電容器的帶電荷量。(　　)
(2)在線圈中放入軟鐵棒作鐵芯。(　　)
(3)減少線圈匝數。(　　)
例5 某個智能玩具的音響開關與LC電路中的電流有關，如圖所示為玩具內的LC振蕩電路部分。已知線圈自感系數L＝2.5×10－3 H，電容器電容C＝4 μF，在電容器開始放電時(取t＝0)，上極板帶正電，下極板帶負電，則(　　)
INCLUDEPICTURE"AB328.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\課件\\同步\\2025（春）物理 選擇性必修 第二冊 魯科版\\學生word文檔\\AB328.TIF" \* MERGEFORMATINET
A.LC振蕩電路的周期T＝π×10－4 s
B.當t＝π×10－4 s時，電容器上極板帶正電
C.當t＝×10－4 s時，電路中電流方向為順時針
D.當t＝×10－4 s時，電場能正轉化為磁場能
隨堂對點自測
1.(麥克斯韋的預言　電磁波)如圖所示的四種電場中，哪一種能產生電磁波(　　)
2.(電磁振蕩的產生及其規律)(多選)無線話筒是LC振蕩電路的一個典型應用。在LC振蕩電路中，某時刻磁場方向如圖所示，且電容器上極板帶正電，下列說法正確的是(　　)
INCLUDEPICTURE"AB331.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\課件\\同步\\2025（春）物理 選擇性必修 第二冊 魯科版\\學生word文檔\\AB331.TIF" \* MERGEFORMATINET
A.電容器正在放電
B.振蕩電流正在減小
C.電路中電流沿逆時針方向
D.磁場能正在向電場能轉化
3.(電磁振蕩的周期和頻率)在LC振蕩電路中，電容器極板上的帶電荷量從最大值變化到零所需的最短時間是(　　)
A. B.
C. D.2π
第1節　電磁波的產生
知識點一
導學
提示　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諧振器時，在諧振器中激發出感應電動勢，使諧振器上兩小球間也產生電火花。這個實驗證實了電磁波的存在。
知識梳理
1.(1)穩定　變化　(2)磁場　穩定　變化
2.相同　相同　電磁場　電磁波
3.赫茲
[思考] 提示　如題圖所示的電場是均勻變化的，根據麥克斯韋電磁場理論可知在空間激發出磁場，但磁場恒定，不會激發出新的電場，故不會產生電磁波。
例1 D　[根據麥克斯韋電磁場理論，只有變化的電場能產生磁場，均勻變化的電場產生恒定的磁場，周期性變化的電場周圍產生周期性變化的磁場。]
例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，對應正弦曲線，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。]
知識點二
導學
提示　(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磁場能。
(2)在電容器反向充電過程中，線圈中電流逐漸減小　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。
知識梳理
1.方向
2.振蕩電流　LC振蕩電路
3.交替變化　相互轉化
[思考]
0　最多　0　0　最大　0　正向最大　0　反向最大　最大　最大
例3 ABC　[若磁場正在減弱，則電流在減小，是充電過程，根據安培定則可確定電流由b向a，電場能增大，上極板帶負電，故選項A、B正確；若磁場正在增強，則電流在增大，是放電過程，電場能正在減少，根據安培定則，可判斷電流由b向a，上極板帶正電，故選項C正確，D錯誤。]
例4 AB　[由題意可知，該時刻電容器正在放電，則電流逐漸變大，電路中的磁場能在增大；由圖可知，此時電容器上極板帶正電，放電時電流由正極板流向負極板，所以流過M點的電流方向向右；電容器兩板間的電壓在減小，故A、B正確，C、D錯誤。]
知識點三
1.周期性變化
2.周期性變化　固有　固有
3.2π　
[思考判斷] (1)×　(2)×　(3)√
例5 C　[LC振蕩電路的周期T＝2π＝2π× s＝2π×10－4 s，選項A錯誤；當t＝π×10－4 s＝時，電容器反向充滿電，所以電容器上極板帶負電，選項B錯誤；當t＝×10－4 s時，即0隨堂對點自測
1.D
2.BD　[根據安培定則，可知回路中電流為順時針方向，電容器上極板帶正電，下極板帶負電，故電容器正在充電，電流減小，磁場減弱，電場增強，磁場能正在向電場能轉化。故A、C錯誤，B、D正確。]
3.B　[LC振蕩電路的周期T＝2π，其電容器極板上的帶電荷量從最大值變化到零所需的最短時間t＝，所以t＝，故B正確。](共55張PPT)
第1節　電磁波的產生
第4章 電磁波
1.能了解麥克斯韋電磁場理論的基本思想。2.能了解電磁振蕩和電磁波。3.知道電磁波的產生及與電磁波相關的物質觀念。4.能用電磁振蕩解釋電場能與磁場能的相互轉化，能分析電磁波的產生、傳播和接收等問題。
學習目標
目 錄
CONTENTS
知識點
01
隨堂對點自測
02
課后鞏固訓練
03
知識點
1
知識點二　電磁振蕩的產生及其規律
知識點一　麥克斯韋的預言　電磁波
知識點三　電磁振蕩的周期和頻率
知識點一　麥克斯韋的預言　電磁波
如圖所示的實驗裝置，當接在高壓感應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？
提示　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諧振器時，在諧振器中激發出感應電動勢，使諧振器上兩小球間也產生電火花。這個實驗證實了電磁波的存在。
1.麥克斯韋的預言
(1)變化的磁場周圍會產生電場
在變化的磁場周圍會激發出一種電場——渦旋電場。只要磁場發生變化，就有渦旋電場。如果磁場隨時間均勻變化，則激發的渦旋電場是______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______。
穩定
變化
(2)變化的電場周圍會產生磁場
即使沒有電流存在，只要空間某處的電場發生變化，也會在其周圍產生______。如果電場隨時間均勻變化，則激發的磁場是______的；如果電場隨時間不均勻變化，則激發的磁場隨時間______。
變化的電場產生磁場示意圖
磁場
穩定
變化
2.電磁場與電磁波
交變的電場周圍產生頻率______的交變的磁場，交變的磁場周圍產生頻率______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________。這種在空間交替變化并傳播出去的電磁場就形成了________。
3.______ 實驗證實了電磁波的存在。
相同
相同
電磁場
電磁波
赫茲
【思考】
空間存在如圖所示的電場，那么在空間能不能產生磁場？在空間能不能形成電磁波？
提示　如題圖所示的電場是均勻變化的，根據麥克斯韋電磁場理論可知在空間激發出磁場，但磁場恒定，不會激發出新的電場，故不會產生電磁波。
例1 關于麥克斯韋電磁場理論，下列說法正確的是(　　)
A.在電場周圍一定產生磁場，磁場周圍一定產生電場
B.在變化的電場周圍一定產生變化的磁場，在變化的磁場周圍一定產生變化的電場
C.均勻變化的電場周圍一定產生均勻變化的磁場
D.周期性變化的電場周圍一定產生周期性變化的磁場
D
解析　根據麥克斯韋電磁場理論，只有變化的電場能產生磁場，均勻變化的電場產生恒定的磁場，周期性變化的電場周圍產生周期性變化的磁場。
C
例2 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(　　)
解析　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，對應正弦曲線，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。
歸納提升　對麥克斯韋電磁場理論的理解
知識點二　電磁振蕩的產生及其規律
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？
提示　(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磁場能。
(2)在電容器反向充電過程中，線圈中電流逐漸減小　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。
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。
方向
振蕩電流
LC振蕩電路
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。
交替變化
相互轉化
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。以逆時針方向為電流正方向，以S接通2接線柱這一刻為t＝0時刻。完成下列表格。
【思考】
0
最多
0
電場能E電 最大 ____ ______ ____ 最大
電流i 0 __________ ____ __________ 0
磁場能E磁 0 ______ 0 ______ 0
振蕩規律
0
最大
0
正向最大
0
反向最大
最大
最大
例3 (多選)LC振蕩電路中，某時刻的磁場方向如圖所示，則(　　 )
ABC
A.若磁場正在減弱，則電容器正在充電，電流由b向a
B.若磁場正在減弱，則電場能正在增大，電容器上板帶負電
C.若磁場正在增強，則電場能正在減少，電容器上板帶正電
D.若磁場正在增強，則電容器正在放電，電流方向由a向b
解析　若磁場正在減弱，則電流在減小，是充電過程，根據安
培定則可確定電流由b向a，電場能增大，上極板帶負電，故選
項A、B正確；若磁場正在增強，則電流在增大，是放電過程，電場能正在減少，根據安培定則，可判斷電流由b向a，上極板帶正電，故選項C正確，D錯誤。
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。　　　　
例4 (多選)(魯科版教材P98節練習2改編)在理想LC振蕩電路中的某時刻，電容器極板間的場強E的方向如圖所示，M是電路中的一點。若該時刻電容器正在放電，下列說法正確的是(　　)
A.電路中的磁場能在增大
B.流過M點的電流方向向右
C.電路中電流正在減小
D.電容器兩板間的電壓在增加
AB
解析　由題意可知，該時刻電容器正在放電，則電流逐漸變大，電路中的磁場能在增大；由圖可知，此時電容器上極板帶正電，放電時電流由正極板流向負極板，所以流過M點的電流方向向右；電容器兩板間的電壓在減小，故A、B正確，C、D錯誤。
知識點三　電磁振蕩的周期和頻率
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。
周期性變化
周期性變化
固有
固有
如圖所示的振蕩電路，要增大振蕩電路的頻率。判斷下列方法是否正確。
【思考判斷】
(1)減少電容器的帶電荷量。( )
(2)在線圈中放入軟鐵棒作鐵芯。( )
(3)減少線圈匝數。( )
×
×
√
例5 某個智能玩具的音響開關與LC電路中的電流有關，如圖所示為玩具內的LC振蕩電路部分。已知線圈自感系數L＝2.5×10－3 H，電容器電容C＝4 μF，在電容器開始放電時(取t＝0)，上極板帶正電，下極板帶負電，則(　　)
C
隨堂對點自測
2
D
1.(麥克斯韋的預言　電磁波)如圖所示的四種電場中，哪一種能產生電磁波(　　)
BD
2.(電磁振蕩的產生及其規律)(多選)無線話筒是LC振蕩電路的一個典型應用。在LC振蕩電路中，某時刻磁場方向如圖所示，且電容器上極板帶正電，下列說法正確的是(　　)
A.電容器正在放電
B.振蕩電流正在減小
C.電路中電流沿逆時針方向
D.磁場能正在向電場能轉化
解析　根據安培定則，可知回路中電流為順時針方向，電容器上極板帶正電，下極板帶負電，故電容器正在充電，電流減小，磁場減弱，電場增強，磁場能正在向電場能轉化。故A、C錯誤，B、D正確。
B
3.(電磁振蕩的周期和頻率)在LC振蕩電路中，電容器極板上的帶電荷量從最大值變化到零所需的最短時間是(　　)
課后鞏固訓練
3
B
對點題組練
題組一　麥克斯韋的預言　電磁波
1.關于電磁場和電磁波，下列說法正確的是(　　)
A.均勻變化的電場產生均勻變化的磁場
B.只要空間某個區域有周期性變化的電場或磁場，就能產生電磁波
C.麥克斯韋第一次用實驗證實了電磁波的存在
D.電磁波的傳播一定需要介質
解析　均勻變化的電場只能產生恒定的磁場，A項錯誤；周期性變化的電場和周期性變化的磁場總是交替產生，且能由發生的區域向周圍空間傳播，產生電磁波，B項正確；麥克斯韋預言了電磁波的存在，赫茲用實驗證實了電磁波的存在，C項錯誤；電磁波可以在真空中傳播，D項錯誤。
AC
2.(多選)如圖所示為著名物理學家費曼設計的一個實驗裝置：水平絕緣圓盤可繞通過其中心的豎直光滑軸自由轉動，圓盤邊緣固定著若干金屬小球，在圓盤的中部有一個導電線圈。在線圈接通電源的瞬間發現圓盤發生了轉動，則下列說法正確的是(　　)
A.圓盤上的金屬小球帶電
B.圓盤上的金屬小球不帶電
C.接通線圈電源的瞬間在圓盤上的金屬小球所在處產生了
電場
D.接通線圈電源的瞬間在圓盤上的金屬小球所在處只產生了磁場
解析　線圈接通電源瞬間，線圈中的電流增大，產生的磁場增強，則根據麥克斯韋電磁場理論可知，變化的磁場產生電場，從而導致帶電小球受到電場力，圓盤轉動，故A、C正確。
D
題組二　電磁振蕩的產生及其規律
3.(2024·山東煙臺市期末)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
解析　電感線圈中的電流最大時，線圈的磁場能最大，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。
B
4.(2024·福建廈門外國語高二統考期中)為營造更為公平公正的高考環境，“反作弊”工具金屬探測儀(如圖甲所示)被各考點廣為使用。如圖乙所示為探測儀的內部結構，由線圈與電容器構成LC振蕩電路，當探測儀檢測到金屬物體時，探測儀的蜂鳴器發出聲響。已知某時刻，探測儀中電路里的電流方向由b流向a，且電流正在減小，則下列說法正確的是(　　)
A.此時線圈的自感電動勢正在減小
B.此時線圈的磁場能轉化為電場能
C.探測儀靠近金屬時，金屬被磁化
D.若探測儀與金屬保持相對靜止，則金屬中不會產生感應電流
解析　電流的方向由b流向a，且電流強度正在減小，故此時為電容器充電過程，電場能增加，磁場能減小，故自感電動勢阻礙電流的減小，則該時刻線圈的自感電動勢正在增大，故A錯誤，B正確；若探測儀靠近金屬時，含有鐵等磁性金屬會發生磁化，其他金屬不行，故C錯誤；此時電流強度正在減小過程中，雖然探測儀與金屬保持相對靜止，金屬也會產生感應電流，故D錯誤。
D
5.(2024·江蘇南京市期末)LC振蕩電路，極板M的帶電量隨時間的變化如圖所示。在某段時間里，回路磁場能在減小，電流方向為順時針，則這段時間對應圖像中哪一段(　　)
A.0～t1 B.t1～t2
C.t2～t3 D.t3～t4
解析　依題意，在LC振蕩電路中，回路磁場能在減小，說明線圈L正在對電容器C進行充電，把儲存的磁場能轉化為電容器極板間的電場能，由于回路中電流為順時針方向，則此時M極板帶正電，且所帶電荷量逐漸增大，結合圖像可知對應的這段時間為t3～t4，故D正確。
D
6.如圖甲所示的振蕩電路中，電容器極板間電壓隨時間的變化規律如圖乙所示，則電路中振蕩電流隨時間的變化圖像是(振蕩電流以電路中逆時針方向為正方向)(　　)
D
題組三　電磁振蕩的周期和頻率
7.在LC振蕩電路中，用以下哪種辦法可以使振蕩頻率增大一倍(　　)
A.自感L和電容C都增大一倍
B.自感L增大一倍，電容C減小一半
C.自感L減小一半，電容C增大一倍
D.自感L和電容C都減小一半
D
8.圖甲為LC振蕩電路，通過P點的電流如圖乙，P點電流向左為正，下列說法正確的是(　　)
A.0～t1電容器上極板帶正電
B.t1～t2電容器中的電場能增大
C.在t3時刻，線圈中的磁場能最大
D.增大電容器兩板間距，振蕩電流的周期將減小
D
9.(2024·廣東廣州市期末)如圖所示是LC振蕩電路和通過點P的電流隨時間變化的規律。若把流過點P向右的電流規定為正方向，則下列說法中正確的是(　　)
綜合提升練
A.在t1～t2內，電場能減小，磁場能增大
B.在t1～t2內，點P的電勢比點Q的電勢高
C.在t2～t3內，電容器C處于充電過程中
D.在t3～t4內，電容器C的上極板帶正電
解析　在t1～t2內，回路中的電流順時針方向減小，則電容器正在充電，則電場能增加，磁場能減小；電容器下極板帶正電，上極板帶負電，則點P的電勢比點Q的電勢低，A、B錯誤；在t2～t3內，回路中電流逆時針方向增加，可知電容器C處于放電過程中，C錯誤；在t3～t4內，回路中電流逆時針方向減小，電容器正在充電，則電容器C的上極板帶正電，D正確。
AC
10.(多選)(2024·河北邢臺市五岳聯盟聯考)車輛智能道閘系統的簡化原理圖如圖甲所示，預埋在地面下的地感線圈L和電容器C構成LC 振蕩電路，當車輛靠近地感線圈時，線圈自感系數變大，使得振蕩電流頻率發生變化，檢測器將該信號發送至車牌識別器，從而向閘機發送起桿或落桿指令。某段時間振蕩電路中的電流—時間關系圖像如圖乙所示，則下列有關說法正確的是(　　)
A.t1時刻電容器兩端的電壓為零
B.t1～t2時間內，線圈的磁場能逐漸增大
C.汽車靠近線圈時，振蕩電流的頻率
變小
D.t3～t4時間內，汽車正在靠近地感線圈
BC
11.(多選)(2024·浙江名校聯盟聯考)如圖所示為一款地下金屬探測儀，探測儀內部結構可簡化為線圈與電容器構成的LC振蕩電路，當探測儀檢測到附近有金屬物時，探測儀連接的蜂鳴器會發出聲響。已知如圖所示的探測儀中電路里的電流強度正在增加過程中，則下列說法錯誤的是(　　)
A.電流的方向由D向左流向C
B.此過程是放電過程，且如果此時是放電結
束時，線圈的自感電動勢最大
C.A極板帶正電，AB內電場強度增大
D.如果線圈中插入鐵芯，振蕩電路的周期變大
C
培優加強練
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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