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(共35張PPT)
第四章　電磁振蕩與電磁波
綜合微評（四）B
C
A. 4G信號是縱波，5G信號是橫波
B. 4G信號和5G信號相遇能產生干涉現象
C. 4G信號比5G信號更容易發(fā)生衍射現象
D. 4G信號比5G信號在真空中的傳播速度更小
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解析：4G信號和5G信號都是電磁波，而電磁波是橫波，故4G和5G信號都是橫波，A 錯誤；由于干涉的條件是頻率相等，而4G信號和5G信號的頻率不相等，故它們相遇 不能產生干涉現象，B錯誤；波長越長越容易發(fā)生衍射現象，而4G信號的頻率小，故 它的波長大，所以4G信號更容易發(fā)生衍射現象，C正確；4G信號和5G信號都是電磁 波，它們在真空中的傳播速度都是光速，是相等的，D錯誤.故選C.
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A. 電容器正在放電
B. 振蕩電流正在減小
C. 電流流向沿a到b
D. 電場能正在向磁場能轉化
解析：由圖可知，此時電容器正在充電，電路中電流正在減小，電路中的電流沿順時 針方向，磁場能在向電場能轉化，故B正確，A、C、D錯誤.
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解析：A選項中電場不隨時間變化，不會產生磁場，故A錯誤；B、C選項中電場都隨 時間均勻變化，只能在周圍產生穩(wěn)定的磁場，也不會產生和發(fā)射電磁波，故B、C錯 誤；D選項中電場隨時間作不均勻的變化，能在周圍空間產生變化的磁場，而這磁場 的變化也是不均勻的，又能產生變化的電場，從而交織成一個不可分割的統(tǒng)一體，即 形成電磁場，才能發(fā)射電磁波，故D正確.
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A. 電磁爐是利用電磁波來工作的
B. 微波爐是利用電磁波的能量來快速煮熟食物的
C. 雷達是利用電磁波的反射來偵測目標的
D. 夜視儀是利用紅外線來幫助人們在夜間看見物體的
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解析：電磁爐是利用電磁感應原理和電流的熱效應來工作的，故A錯誤，符合題意； 微波是電磁波的一部分，食物分子在微波的作用下劇烈震動，內能增大，溫度升高， 達到加熱的目的，故B正確，不符合題意；雷達是利用電磁波的反射來偵測目標的， 故C正確，不符合題意；不同溫度的物體發(fā)出的紅外線特征不同，夜視儀是利用紅外 線來幫助人們在夜間看見物體的，故D正確，不符合題意.故選A.
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A. 從左往右看，圖示時刻鋁管中的感應電流沿逆時針方向
B. 鋁管可能先做加速運動后做勻速運動
C. 磁鐵減少的動能等于鋁管增加的動能
D. 鋁管獲得的速度可能等于2 m/s
D
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解析：圖示時刻穿過鋁管的磁通量向左增大，根據楞次定律，鋁管中感應電流產生的 磁場方向向右，再根據安培定則，從左往右看鋁管中的感應電流為順時針方向，A錯 誤；根據磁鐵向右穿過了鋁管，因此磁鐵的速度一直大于鋁管的速度，根據楞次定 律，鋁管和磁鐵間的安培力將阻礙磁鐵和鋁管之間的相對運動，鋁管對磁鐵的安培力 一直水平向左，磁鐵對鋁管的安培力一直水平向右，且安培力的大小隨相對速度的減 小而減小，故磁鐵做加速度減小的減速運動，鋁管做加速度減小的加速運動，B錯 誤；磁鐵穿過鋁管的過程中，鋁管中將產生感應電流，鋁管中有熱量產生，根據能量 守恒定律，磁鐵減少的動能等于鋁管增加的動能和產生的熱量之和，C錯誤；假設鋁 管足夠長，最后鋁管和磁鐵的速度相等，選擇水平向右的方向為正方向，根據動量守 恒定律可得mv＝（M＋m）v共，則v共＝3 m/s，因鋁管最終未與磁鐵共速，所以鋁管獲 得的速度小于3 m/s，D正確.
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A. 磁場方向垂直于紙面向里
B. 軌跡1對應的粒子運動速度越來越大
C. 軌跡2對應的粒子初速度比軌跡3的大
D. 軌跡3對應的粒子是正電子
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A. 小球速度變大
B. 小球速度變小
C. 小球速度不變
D. 小球速度可能變大也可能變小
解析：磁場的變化使空間內產生感生電場，由于磁場豎直向上且均勻增大，產生順時 針方向的恒定的感生電場，其方向與小球運動方向相同，則小球會受到與速度方向相 同的感應電場的電場力作用，其速度增大.故選A.
A
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A. 圖乙可以表示電感線圈中的電流i隨時間t的變化規(guī)律
B. 圖丙可以表示電感線圈中的電流i隨時間t的變化規(guī)律
C. 圖乙可以表示電容器左極板的電荷量q隨時間t的變化規(guī)律
D. 圖丙可以表示電容器右極板的電荷量q隨時間t的變化規(guī)律
AD
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解析：S接通電路達到穩(wěn)定狀態(tài)時，線圈內有電流而電容器兩端沒有電壓，線圈中的 電流從a流向b，斷開開關瞬間，線圈內的電流要減小，而線圈的感應電動勢阻礙電流 減少，則電流方向不變，大小在慢慢減小，同時對電容器充電，電容器的右極板先帶 正電；當電容器充電完畢時，電流為零，右極板帶正電荷量達到最大.接著電容器放 電，電流方向與之前相反，大小在不斷增大.電容器放電完畢時，電流達到反向最 大；之后電容器與線圈組成的LC回路重復充放電過程，在LC回路中形成電磁振蕩， 回路中出現余弦式電流，電容器右極板上的電荷量q隨時間t按正弦規(guī)律變化，故A、 D正確，B、C錯誤.故選AD.
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A. 在海水中，無線電波傳播能力弱，所以要借助激光傳輸信號
B. 無線電波、激光都是橫波
C. 信號傳輸到電視臺實現直播的過程中無時間延遲
D. 麥克斯韋通過實驗證實了電磁波的存在，帶來了通信技術的快速發(fā)展
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解析：奮斗者號上的艙內攝像頭拍攝的畫面編碼后經激光產生閃爍的信號傳送信息， 滄海號上接收到閃爍信號后，經調制轉換成數字畫面，再由光纖微纜傳送給海面的探 索2號，再經衛(wèi)星天線傳送到通信衛(wèi)星，再到電視臺轉播，A正確；無線電波和激光 都是電磁波，電磁波是橫波，B正確；信號是經通信衛(wèi)星傳到電視臺實現直播的，信 號都有一定的傳輸速度，所以傳輸中有時間延遲，C錯誤；麥克斯韋預言電磁波的存 在，而赫茲由電火花實驗證實了電磁波的存在，D錯誤.
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A. 桿ab下落0.3 m時金屬桿的速度為0.375 m/s
B. 勻強磁場的磁感應強度為4 T
C. 桿ab下落0.3 m的過程通過電阻R的電荷量為0.25 C
D. 桿ab下落0.3 m的過程中R上產生的熱量為0.575 J
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解得v'＝0.5 m/s，故A錯誤，B正確；
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三、非選擇題：本題共5小題，共54分.
11. （8分）在LC振蕩電路中，如果已知電容C，并測得電路的固有振蕩周期為T，即 可求得電感L. 為了提高測量精度，需多次改變C值并測得相應的T值，現將測得的六 組數據標示在以C為橫坐標，T2為縱坐標的坐標紙上，如圖中用“×”表示的點.
（1）T、L、C的關系為 　；
T2＝4π2LC
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（2）根據圖中給出的數據點作出T2與C的關系圖線；
（2）如解析圖所示
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（3）求得L的值是 .
40.6 mH（35.1～42.9 mH都算對）　
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12. （10分）如圖所示，感應圈G上裝兩根帶有球形電極的銅管a、b構成發(fā)射天線， 兩球的間隙約0.5 cm.將一根導線彎成環(huán)狀，導線兩端安裝兩個小金屬球.其間留有空 隙，將導線固定到絕緣支架B上靠近感應線圈放置.讓感應線圈工作，當電火花在銅管 a、b上兩個金屬球間跳動時，支架B上導線環(huán)兩端的兩個小球間也有電火花跳動.據此 回答下列問題.
（1）人類歷史上，首先捕捉到電磁波的科學家是 .
解析：（1）建立完整的電磁場理論并首先預言電磁波存在的 科學家是麥克斯韋，而首先證實電磁波存在，并捕捉到電磁 波的科學家是赫茲；
赫茲　
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①感應線圈本質上是一個變壓器，它利用 將低壓交流電變成數千伏的高 電壓，由于銅管a、b上兩球間的電壓很高，間隙中電場 ，空氣分子被電離， 從而形成一個導電通路.
②當電火花在銅管a、b上的兩個金屬球間跳動時，必定建立了一個迅速變化的電磁 場.這種變化的電磁場以 的形式在空間快速傳播.當其經過導線環(huán)時，迅速 變化的電磁場在導線環(huán)中激發(fā)出 ，擊穿導線環(huán)中的空氣，使得導線環(huán) 的空隙中也產生了電火花.
③在此實驗中，感應圈及金屬棒構成了電磁波的 ，導線環(huán)成了電磁波 的 .
電磁感應　
很強　
電磁波　
感應電動勢　
發(fā)射器　
檢測器　
（2）對于這一實驗現象的解釋如下，請完成其中的填空.
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解析：（2）①感應線圈本質上是一個變壓器，它利用電磁感 應將低壓交流電變成數千伏的高電壓.由于a、b管上兩球間的 電壓很高，間隙中電場很強，空氣分子被電離，從而形成一 個導電通路；②當電火花在a、b管上兩個金屬球間跳動時， 必定建立一個迅速變化的電磁場，這種變化的電磁場以電磁 波的形式在空間快速傳播，當其經過導線環(huán)時，迅速變化的 電磁場在導線環(huán)中激發(fā)出感應電動勢，擊穿導線環(huán)中的空 氣，使得導線環(huán)的空隙中也產生了電火花；③在此實驗中， 感應圈及金屬棒構成了電磁波的發(fā)射器，導線環(huán)成了電磁波 的檢測器.
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13. （12分）如圖所示的電路中，電容器的電容C＝1 μF，線圈的自感系數L＝0.1 mH，先將開關S撥至a，這時電容器內有一帶電油滴恰能保持靜止，然后將開關S撥至 b，求：（g取10 m/s2，π取3.14，研究過程中油滴不與極板接觸）
（1）至少經過多長時間，油滴的加速度最大？
答案：（1）3.14×10－5 s　
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（2）當油滴的加速度為何值時，LC回路中的磁場能最大？
答案：（2）10 m/s2
解析：（2）LC回路中的磁場能最大時，電流最大，電容器所帶電荷量為0，此時油滴只受重力作用，油滴的加速度為
a＝g＝10 m/s2.
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14. （12分）如圖甲所示為一個小型電風扇的電路簡圖，其中理想變壓器的原、副線 圈匝數之比n1∶n2＝10∶1，接線柱a、b接上一個正弦交流電源，電壓隨時間變化規(guī) 律如圖乙所示，輸出端接有額定電壓均為12 V的燈泡和風扇電動機，燈泡額定功率為 3 W，電動機線圈電阻r＝3 Ω，電阻R＝8 Ω，接通電源后，燈泡正常發(fā)光，風扇正常 工作，求：
（1）副線圈電流的頻率；
答案：（1）50 Hz　
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（2）副線圈兩端的電壓；
答案：（2）22 V　
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（3）電動機輸出的機械功率.
答案：（3）9 W
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15. （12分）如圖所示，足夠長的U形光滑導體框水平放置，寬度為L，一端連接阻值 為R的定值電阻，導體框所在空間存在豎直向下的勻強磁場，磁感應強度大小為B0.電 阻為r的導體棒MN放在導體框上，其長度恰好等于導體框的寬度，且相互接觸良好， 其余電阻均可忽略不計.導體棒在水平拉力的作用下以速度v向右勻速運動.
（1）請根據法拉第電磁感應定律推導證明：導體棒勻速運動時產生的感應電動勢的大小E＝B0Lv；
答案：（1）見解析　
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（2）求回路中感應電流I和導體棒兩端的電壓U；
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（3）當導體棒勻速運動到某一位置時，突然撤掉這個水平拉力，并同時使磁感應強 度的大小隨時間按照某種規(guī)律發(fā)生變化，發(fā)現此導體棒依然能夠沿著框架向右以速度 v保持勻速運動.某同學對該磁感應強度B隨時間t變化的規(guī)律進行了各種猜想，其示意 圖如下：請你判斷可能正確的是哪一種？并說明你的判斷理由.
答案：（3）C　理由見解析
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解析;（3）可能正確的為C圖.
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15(共25張PPT)
第四章　電磁振蕩與電磁波
綜合微評（四）A
A. 法拉第發(fā)現了電流的磁效應，首次揭示了電與磁的聯系
B. 奧斯特實現了“磁生電”，使人們對電與磁的內在聯系的認識更加深入
C. 愛因斯坦首提“能量子”概念，是量子力學的奠基人
D. 赫茲通過實驗捕捉到了電磁波，證實了麥克斯韋的電磁場理論
解析：奧斯特發(fā)現了電流的磁效應，首次揭示了電與磁的聯系，故A錯誤；法拉第實 現了“磁生電”，使人們對電與磁的內在聯系的認識更加深入，故B錯誤；普朗克首 提“能量子”概念，故C錯誤；赫茲通過實驗捕捉到了電磁波，證實了麥克斯韋的電 磁場理論，故D正確.
D
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A. 逐漸增強 B. 逐漸減弱
C. 不變 D. 無法確定
解析：由題圖可知，磁場均勻增強，根據麥克斯韋電磁場理論，均勻變化的磁場產生 恒定的電場，故場強E不變，C正確，A、B、D錯誤.
C
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A. 充電過程，波長為1 200 m
B. 充電過程，波長為1 500 m
C. 放電過程，波長為1 200 m
D. 放電過程，波長為1 500 m
解析：由題圖可知，在1×10－6 s到2×10－6 s內，電容器C帶的電荷量由0增加到最 多，因此是充電過程，電磁振蕩的周期等于所發(fā)射的電磁波的周期，那么電磁波的波 長為λ＝cT＝3×108×4×10－6 m＝1 200 m，故A正確.
A
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A. 臭氧層能吸收太陽光的可見光部分
B. 臭氧層能吸收太陽光的紫外線部分
C. 臭氧層能吸收太陽光的紅外線部分
D. 臭氧層能提供氧氣
解析：臭氧層的主要作用就是吸收由太陽射向地球的紫外線，從而有效地對地球上的 動植物起保護作用，B項正確.
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A. 有些電磁波是橫波，有些是縱波
B. 電磁波只能在真空中傳播
C. 頻率越高，電磁波在真空中傳播的速度越大
D. 頻率越高，振蕩電路向外輻射電磁波的本領越大
解析：所有電磁波都是橫波，選項A錯誤；電磁波能在真空中傳播，也能在介質中傳 播，選項B錯誤；所有電磁波在真空中傳播的速度均相等，均為3×108 m/s，選項C錯 誤；電磁波的能量與頻率有關，振蕩電路的頻率越高，發(fā)射電磁波的本領越大，選項 D正確.
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A B
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解析：S閉合穩(wěn)定時，電容器兩端的電勢差為零，根據Q＝CU知，所帶的電荷量為 零；斷開S，由于線圈阻礙電流的變化，電容器充電，N板帶正電且電量逐漸增大， 磁場能轉化為電場能，充電完畢后，又開始放電，將電場能轉化為磁場能，形成LC 振蕩電路，電量隨時間周期性變化.故A正確，B、C、D錯誤.
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A. 調幅 B. 調頻
C. 調諧 D. 解調
解析：調諧是指調節(jié)一個振蕩電路的頻率使它與另一個正在發(fā)生振蕩的振蕩電路（或 電磁波）發(fā)生諧振，所以C正確，A、B、D錯誤.
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A. 聲波和無線電波在水中的傳播速度相等
B. 無線電波在水中衰減指的是其頻率不斷減小
C. 發(fā)射聲波后能形成回波是波的反射現象
D. 若接收回波頻率大于發(fā)射聲波的頻率，說明魚正在靠近
CD
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解析：聲音進入水中傳播速度會增大，無線電波進入水中傳播速度會減小，但 兩者的速度不相等，故A項錯誤；無線電波進入水中時頻率不變，波長變短，故 B項錯誤；發(fā)射聲波后能形成回波是波的反射現象，故C項正確；根據波的多普 勒效應可知，若接收回波頻率大于發(fā)射聲波的頻率，說明聲源接近觀察者，即 魚正在靠近，故D項正確.
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甲 乙
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A. 在0～0.25T時間內，電流為順時針方向
B. 在0.25T～0.5T時間內，線圈的自感電動勢增大
C. 在0.5T～0.75T時間內，電容器放電
D. 線圈的瞬時熱功率一直在減小
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解析：在0～0.25T時間內，電容器兩端電壓減小，則電容器處于放電過程，由于開始 時電容器上極板帶正電，電流為逆時針方向，故A項錯誤；0.25T～0.5T時間內，電 容器處于充電過程，則電流減小，線圈的自感電動勢增大，故B項正確；在0.5T～ 0.75T時間內，電容器兩端電壓減小，電容器處于放電過程，故C項正確；線圈熱功 率的總趨勢減小，每個周期內先增大后減小再增大后減小，故D項錯誤.故選BC.
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A. 在t1時刻電容器正充電
B. 在t2時刻電容器兩極板間電場正在增強
C. 在t1時刻電路中電流正在增大
D. 在t2時刻自感線圈中磁場正在增強
BC
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三、非選擇題：本題共5小題，共54分.
11. （8分）下面列出了一些醫(yī)療器械的名稱和這些器械運用的物理知識（用A、B、 C、…表示），請將相應的字母填在運用這種現象的醫(yī)療器械后面的空格上.
（1）X光機： ；
（2）紫外線燈： ；
D　
C　
解析：（1）X光機是用來透視人的體內器官的，因此需要具有較強穿透力的電磁 波，但又不能對人體造成太大的傷害，因此采用了穿透能力比較強又不會給人體造成 太大傷害的X射線，選擇選項D.
（2）紫外線燈主要是用來殺菌的，因此它應用的是紫外線的殺菌作用而非熒光作 用，因此選擇選項C.
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（3）理療醫(yī)用“神燈”照射傷口，可使傷口愈合得較好.這里的“神燈”是利 用 .
A. 光的全反射
B. 紫外線有很強的熒光效應
C. 紫外線有殺菌消毒作用
D. X射線有很強的貫穿能力
E. 紅外線有顯著的熱作用
F. 紅外線波長較長易發(fā)生衍射
E　
解析：（3）“神燈”又稱紅外線燈，主要用于促進局部血液循環(huán)，它利用的是紅外線的熱效應，使人體局部受熱，血液循環(huán)加快，因此選擇選項E.
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12. （10分）一臺收音機的接收頻率范圍從f1＝2.2 MHz到f2＝22 MHz.設這臺收音機 能接收的相應波長范圍從λ1到λ2，調諧電容器的相應電容變化范圍從C1到C2.那么波長 λ1、λ2之比為多少？電容C1、C2之比為多少？
答案：10∶1　100∶1
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13. （12分）LC振蕩電路電容器的電容為3×10－5 μF，線圈的自感系數為3 mH，它與 開放電路耦合后，問：
（1）發(fā)射出去的電磁波的頻率是多大？
答案：（1）531 kHz　
解析：LC振蕩電路與開放電路耦合后，振蕩電路中產生的高頻振蕩電流通過兩個電 路線圈間的互感作用，使開放電路中也產生同頻率的振蕩電流，振蕩電流在開放電路 中激發(fā)出無線電波，向四周發(fā)射，所以發(fā)射出電磁波的頻率就等于LC振蕩電路中電 磁振蕩的頻率.
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（2）發(fā)射出去的電磁波的波長是多大？
答案：（2）565 m
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14. （12分）如圖所示是接收無線電波的簡易收音機電路圖.已知L和C，當 C調 至C0時：
（1）指出哪些元件組成了調諧電路，周期是多少？
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（2）這時該電路能收到的無線電波波長λ是多少？
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（3）元件D、C1起什么作用？
答案：（3）見解析
解析（3）D是檢波元件，作用是從經過調制的高頻振蕩電流中取出調制信號.C1 的作 用是讓高頻成分基本上從此通過，剩下音頻電流通過耳機.
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15. （12分）某居住地A位于某山脈的一邊，山脈的另一邊P處建有一無線電波發(fā)射 站，如圖所示.該發(fā)射站可發(fā)送頻率為400 kHz的中波和頻率為300 MHz的微波，已知 無線電波在空氣中的傳播速度都為3×108 m/s，求：
（1）該中波和微波的波長各是多少？
答案：（1）750 m　1 m　
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（2）發(fā)射站發(fā)出的電磁波是經過干涉還是衍射后到達居住地A處？
答案：（2）衍射　
解析：（2）衍射是波繞過障礙物的現象.無線電波繞過山脈
到達A處，發(fā)生了衍射現象.
（3）若兩種波的接收效果不同，請說明哪一種波的接收效果更好？為什么？
答案：（3）中波的接收效果更好，因為中波的波長較長，衍射現象明顯
解析：（3）頻率為400 kHz的中波的接收效果更好，因為它的波長較長，
衍射現象更明顯.
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