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第十二章　交變電流　電磁波　傳感器
第3節(jié)　電磁振蕩與電磁波　相對(duì)論
[學(xué)習(xí)目標(biāo)]　1．了解LC振蕩電路中振蕩電流的產(chǎn)生過程及電磁振蕩過程中能量的轉(zhuǎn)化情況。
2．會(huì)利用電磁振蕩的周期公式和頻率公式進(jìn)行計(jì)算。
3．理解麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，知道電磁波的產(chǎn)生、發(fā)射、傳播和接收過程。
鏈接教材·夯基固本
1．電磁振蕩
(1)振蕩電流：大小和方向都做______迅速變化的電流。
(2)振蕩電路：產(chǎn)生________的電路。由電感線圈L和電容C組成最簡(jiǎn)單的振蕩電路，稱為____振蕩電路。
周期性
振蕩電流
LC
(3)電磁振蕩：在LC振蕩電路中，電容器不斷地____和放電，就會(huì)使電容器極板上的電荷量q、電路中的______、電容器內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度E、線圈內(nèi)的____________發(fā)生周期性的變化。
充電
電流i
磁感應(yīng)強(qiáng)度B
(4)電磁振蕩中的能量變化
①放電過程中電容器儲(chǔ)存的____能逐漸轉(zhuǎn)化為線圈的____能(電壓減小，電流增加)。
②充電過程中線圈中的____能逐漸轉(zhuǎn)化為電容器的____能(電流減小，電壓增加)。
③在電磁振蕩過程中，電場(chǎng)能和磁場(chǎng)
能會(huì)發(fā)生______的轉(zhuǎn)化。
電場(chǎng)
磁場(chǎng)
磁場(chǎng)
電場(chǎng)
周期性
(5)周期和頻率
①周期T＝_______。
②頻率f＝。
2．電磁場(chǎng)與電磁波
(1)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論
①變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生____。
②變化的電場(chǎng)產(chǎn)生____。
2π
電場(chǎng)
磁場(chǎng)
(2)電磁波
①電磁場(chǎng)在空間由近及遠(yuǎn)地向周圍傳播。
②不需要____，真空中傳播速度為_______m/s。
③同一介質(zhì)中，頻率高的電磁波傳播速度__。
④波速與電磁波頻率的關(guān)系：v＝____。
介質(zhì)
3×108
小
λf
3．電磁波的發(fā)射與接收
(1)發(fā)射條件
①____電路。
②________信號(hào)。
(2)調(diào)制
①調(diào)頻：高頻電磁波的____隨信號(hào)的強(qiáng)弱而改變。
②調(diào)幅：高頻電磁波的____隨信號(hào)的強(qiáng)弱而改變。
開放
高頻振蕩
頻率
振幅
(3)接收
①電諧振：接收電路的固有頻率等于無線電波的頻率。
②檢波(解調(diào))：____的逆過程。
4．電磁波譜
(1)按波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短：無線電波、紅外線、______、紫外線、X射線、γ射線。
(2)應(yīng)用：無線電技術(shù)、紅外遙感、照明攝影、醫(yī)用消毒、防偽檢查、醫(yī)用透視、工業(yè)探傷、醫(yī)用治療。
調(diào)制
可見光
1．易錯(cuò)易混辨析
(1)麥克斯韋預(yù)言并證實(shí)了電磁波的存在 (　　)
(2)LC振蕩電路線圈的自感系數(shù)增大為原來的4倍，振蕩周期增大為原來的2倍。 (　　)
(3)LC振蕩電路中振蕩的電場(chǎng)激發(fā)同頻率的振蕩的磁場(chǎng)，空間將形成電磁波。 (　　)
×
√
√
(4)當(dāng)接收電路的固有頻率和電磁波頻率相同時(shí)，出現(xiàn)電諧振現(xiàn)象。 (　　)
(5)LC振蕩電路的電容器放電完畢時(shí)，回路中電流為0。 (　　)
(6)電磁波按照頻率由低到高依次是無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線。 (　　)
√
×
√
2．(人教版選擇性必修第二冊(cè)改編)如圖所示，i-t圖像表示LC振蕩電路的電流隨時(shí)間變化的圖像。在t＝0時(shí)刻，回路中電容器的M板帶正電。在某段時(shí)間里，回路的磁場(chǎng)能在減小，而M板仍帶正電，則這段時(shí)間對(duì)應(yīng)圖像中哪一段(　　)
A．oa段
B．a(chǎn)b段
C．bc段
D．cd段
√
D　[在t＝0時(shí)刻，回路中電容器的M板帶正電，說明逆時(shí)針方向的電流為正，在某段時(shí)間里，回路的磁場(chǎng)能在減小，說明電流在減小，電容器在充電，而M板仍帶正電，電流為順時(shí)針方向，故對(duì)應(yīng)cd段，D項(xiàng)正確。]
3．(粵教版選擇性必修第二冊(cè)改編)電磁波包括無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線等，電磁波譜如圖所示，下列說法正確的是(　　)
A．只有高溫物體才輻
射紅外線
B．紫外線常用于殺菌消毒，長(zhǎng)時(shí)間照射可能損害人體健康
C．無線電波的頻率比γ射線的頻率大
D．紅光的波長(zhǎng)比X射線小
√
B　[所有的物體都在向外輻射紅外線，故A錯(cuò)誤；紫外線常用于殺菌消毒，但是長(zhǎng)時(shí)間照射可能損害人體健康，故B正確；無線電波的波長(zhǎng)比γ射線的波長(zhǎng)大，則無線電波的頻率比γ射線的頻率小，故C錯(cuò)誤；紅光是可見光，波長(zhǎng)比X射線大，故D錯(cuò)誤。]
細(xì)研考點(diǎn)·突破題型
考點(diǎn)1　電磁振蕩
1．各物理量隨時(shí)間的變化圖像：振蕩過程中電流i、極板上的電荷量q、電場(chǎng)能EE和磁場(chǎng)能EB之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
2．相關(guān)量與電路狀態(tài)的對(duì)應(yīng)情況
電路狀態(tài) a b c d e
時(shí)刻t 0 T
電荷量q 最多 0 最多 0 最多
電場(chǎng)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(chǎng)能EB 0 最大 0 最大 0
[典例1]　如圖所示是由線圈L和電容器C組成的最簡(jiǎn)單的LC振蕩電路。先給電容器充滿電。t＝0時(shí)如圖(a)所示，電容器兩板間的電勢(shì)差最大，電容器開始放電。t＝0.005 s時(shí)如圖(b)所示，LC回路中線圈上的電流第一次達(dá)到最大值，則(　　)
A．此LC振蕩電路的周期T＝0.01 s
B．t＝0.025 s時(shí)，回路電流方向與
圖(b)中所示電流方向相反
C．t＝0.035 s時(shí)，線圈中的磁場(chǎng)能最大
D．t＝0.040 s至t＝0.045 s時(shí)，線圈中的電流逐漸減小
√
C　[從開始放電到第一次放電完畢需要T，可知此LC振蕩電路的周期為T＝0.02 s，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；因?yàn)閠＝0.025 s＝1T，所以回路電流方向與題圖(b)中所示電流方向相同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；因?yàn)閠＝0.035 s＝1T，此時(shí)電容器反向放電完畢，線圈中電流最大，磁場(chǎng)能也最大，選項(xiàng)C正確；t＝0.040 s至t＝0.045 s時(shí)，即2T～2T時(shí)，電容器正向放電，線圈中的電流逐漸增大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。]
[典例2]　(2025·河北石家莊高三質(zhì)量檢測(cè))在如圖甲所示的LC振蕩電路中，通過P點(diǎn)的電流i隨時(shí)間t變化的圖線如圖乙所示，規(guī)定通過P點(diǎn)的電流方向向右為正方向。下列說法正確的是(　　)
A．0至0.5 ms內(nèi)，電容器C
正在充電
B．0.5 ms至1 ms內(nèi)，電容器
上極板帶正電
C．1 ms至1.5 ms內(nèi)，Q點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)的電勢(shì)高
D．若電容器的電容C加倍，則電流的周期將變?yōu)? ms
√
C　[由題圖乙可知，0至0.5 ms內(nèi)，通過P點(diǎn)的電流向右且逐漸增大，則電容器正在放電，故A錯(cuò)誤；0.5 ms至1 ms內(nèi)，通過P點(diǎn)的電流向右且逐漸減小，則電容器正在反向充電，電容器下極板帶正電，故B錯(cuò)誤；1 ms至1.5 ms內(nèi)，通過P點(diǎn)的電流向左且逐漸增大，則電容器正在反向放電，電容器下極板帶正電，上極板帶負(fù)電，可知Q點(diǎn)的電勢(shì)比P點(diǎn)的電勢(shì)高，故C正確；由題圖乙可知，電流的周期T＝2 ms，若電容器的電容C加倍，根據(jù)T＝2π，則電流的周期將變?yōu)門′＝T＝2 ms，故D錯(cuò)誤。]
[典例3]　(2025·江蘇南通模擬)如圖所示，線圈的自感系數(shù)為0.1 H，線圈的阻值忽略不計(jì)，電容器的電容為 10 μF，電阻的阻值為2.5 Ω，電源電動(dòng)勢(shì)為3 V，內(nèi)阻為0.5 Ω。閉合開關(guān)S，待電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后斷開開關(guān)S，LC電路中將產(chǎn)生電磁振蕩。如果規(guī)定線圈中的電流方向從a到b為正，斷開開關(guān)的時(shí)刻為t＝0，則下列振蕩電流I與時(shí)間t的圖像正確的是(　　)
A　　　　　　　　　B
C　　　　　　　　　D
√
C　[在開關(guān)斷開前電流通過線圈的方向是由a到b，為正方向，斷開后瞬間即t＝0時(shí)刻電流也是由a到b，為正方向且電流最大，依題意最大電流為Imax＝＝1.0 A，根據(jù)電磁振蕩的周期公式有T＝2π＝2π×10-3 s，則電流變化的周期也是2π×10-3 s，故A、B、D錯(cuò)誤，C正確。]
考點(diǎn)2　電磁波的特點(diǎn)及應(yīng)用
1．對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的理解
2．對(duì)電磁波的理解
(1)電磁波是橫波。電磁波的電場(chǎng)、磁場(chǎng)、傳播方向三者兩兩垂直，如圖所示。
(2)電磁波與機(jī)械波的比較
電磁波 機(jī)械波
產(chǎn)生 由周期性變化的電場(chǎng)、磁場(chǎng)產(chǎn)生 由質(zhì)點(diǎn)(波源)的振動(dòng)產(chǎn)生
波速 在真空中等于光速c＝3×108 m/s，在介質(zhì)中與頻率有關(guān) 與介質(zhì)有關(guān)，與頻率無關(guān)
項(xiàng)目 電磁波 機(jī)械波
是否需要介質(zhì) 不需要介質(zhì)(在真空中仍可傳播) 必須有介質(zhì)(真空中不能傳播)
能量傳播 電磁能 機(jī)械能
3．電磁波的發(fā)射示意圖(如圖所示)
4．電磁波接收的方法
(1)利用調(diào)諧產(chǎn)生電諧振，使接收電路的感應(yīng)電流最強(qiáng)。
(2)利用解調(diào)把接收電路中的有用信號(hào)分離出來。
[典例4]　關(guān)于麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，下列說法正確的是(　　)
A．變化的電場(chǎng)一定會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，同樣，變化的磁場(chǎng)一定會(huì)產(chǎn)生變化的電場(chǎng)
B．光是一種電磁波，在任何介質(zhì)中光速都為3×108 m/s
C．赫茲通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了電磁波的存在
D．麥克斯韋觀測(cè)到了電磁波的反射、折射、干涉和衍射等現(xiàn)象
√
C　[根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論可知，均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，非均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，同樣，均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)，非均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生變化的電場(chǎng)，故A錯(cuò)誤；光是一種電磁波，在真空中光速為3×108 m/s，在其他介質(zhì)中的傳播速度小于3×108 m/s，故B錯(cuò)誤；麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了電磁波的存在，赫茲觀測(cè)到了電磁波的反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象，故C正確，D錯(cuò)誤。]
[典例5]　電磁波在生活中有著廣泛的應(yīng)用，下列說法正確的是(　　)
A．雷達(dá)是利用無線電波中的長(zhǎng)波來測(cè)定物體位置的
B．太陽(yáng)輻射在黃綠光附近輻射最強(qiáng)，人眼對(duì)黃綠光最敏感
C．在電磁波的發(fā)射技術(shù)中，使載波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫調(diào)諧
D．紫外線的波長(zhǎng)比可見光的波長(zhǎng)更長(zhǎng)，具有較高的能量，可以用來滅菌消毒
√
B　[微波波長(zhǎng)較短，直線傳播性能好，雷達(dá)是利用微波來測(cè)定物體位置的，故A錯(cuò)誤；太陽(yáng)輻射在黃綠光附近輻射最強(qiáng)，而人眼也對(duì)黃綠光最敏感，故B正確；在電磁波的發(fā)射技術(shù)中，使載波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫調(diào)制，故C錯(cuò)誤；紫外線的波長(zhǎng)比可見光的波長(zhǎng)更短，頻率更高，具有較高的能量，可以用來滅菌消毒，故D錯(cuò)誤。]
[典例6]　(多選)關(guān)于電磁波的發(fā)射和接收，下列說法中正確的是(　　)
A．音頻電流的頻率比較低，不能直接用來發(fā)射電磁波
B．為了使振蕩電路有效地向空間輻射能量，電路必須是閉合的
C．當(dāng)接收電路的固有頻率與接收到的電磁波的頻率相同時(shí)，接收電路產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)
D．要使電視機(jī)的屏幕上有圖像，必須要有解調(diào)過程
√
√
√
ACD　[音頻電流的頻率比較低，需放大后搭載到高頻電磁波上，故A正確；為了使振蕩電路有效地向空間輻射能量，必須是開放電路，故B錯(cuò)誤；當(dāng)接收電路的固有頻率與接收到的電磁波的頻率相同時(shí)，發(fā)生共振，接收電路產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)，故C正確；解調(diào)就是從調(diào)頻或調(diào)幅的高頻信號(hào)中把音頻、視頻等調(diào)制信號(hào)分離出來的過程，要使電視機(jī)的屏幕上有圖像，必須要有解調(diào)過程，故D正確。]
即時(shí)檢驗(yàn)·感悟高考
1．(多選)(2020·江蘇卷)電磁波廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代醫(yī)療中。下列屬于電磁波應(yīng)用的醫(yī)用器械有(　　)
A．殺菌用的紫外燈
B．拍胸片的X光機(jī)
C．治療咽喉炎的超聲波霧化器
D．檢查血流情況的“彩超”機(jī)
√
√
AB　[紫外光的頻率高，能量強(qiáng)，常用于殺菌，紫外燈屬于電磁波的應(yīng)用，A正確；X光的穿透能力較強(qiáng)，常用于拍胸片，X光機(jī)屬于電磁波的應(yīng)用，B正確；超聲波霧化器屬于超聲波的應(yīng)用，超聲波屬于機(jī)械波，與電磁波無關(guān)，C錯(cuò)誤；“彩超”機(jī)屬于超聲波的應(yīng)用，與電磁波無關(guān)，D錯(cuò)誤。]
2．(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米的深潛紀(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)通信可以通過機(jī)械波實(shí)現(xiàn)
D．“探索一號(hào)”與“探索二號(hào)”的通信過程也是能量傳播的過程
√
√
BD　[由題圖知，“奮斗者”號(hào)與“探索一號(hào)”是通過水聲進(jìn)行通信的，聲波是縱波，故信息載體屬于縱波，故A錯(cuò)誤；由題圖知，“奮斗者”號(hào)與“滄海”號(hào)是通過無線藍(lán)綠光通信，光波是橫波，故信息載體屬于橫波，故B正確；因?yàn)樘罩袥]有介質(zhì)，機(jī)械波無法傳播，所以“探索一號(hào)”與通信衛(wèi)星的實(shí)時(shí)通信無法通過機(jī)械波實(shí)現(xiàn)，只能通過電磁波來實(shí)現(xiàn)，故C錯(cuò)誤；傳遞信息的過程也是傳遞能量的過程，故“探索一號(hào)”與“探索二號(hào)”的通信過程也是能量傳播的過程，故D正確。]
3．(2021·浙江6月選考)大功率微波對(duì)人和其他生物有一定的殺傷作用。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)人體單位面積接收的微波功率達(dá)到250 W/m2時(shí)會(huì)引起神經(jīng)混亂，達(dá)到1 000W/m2時(shí)會(huì)引起心肺功能衰竭。現(xiàn)有一微波武器，其發(fā)射功率P＝3×107 W。若發(fā)射的微波可視為球面波，則引起神經(jīng)混亂和心肺功能衰竭的有效攻擊的最遠(yuǎn)距離約為(　　)
A．100 m　25 m B．100 m　50 m
C．200 m　100 m D．200 m　50 m
√
B　[設(shè)有效攻擊的最遠(yuǎn)距離為r，人體單位面積接收的微波功率的臨界值為P′，則P′＝＝，解得r＝。則引起神經(jīng)混亂的有效攻擊的最遠(yuǎn)距離為r1＝≈98 m，引起心肺功能衰竭的有效攻擊的最遠(yuǎn)距離為r2＝＝ m≈49 m，故B正確。]
課時(shí)數(shù)智作業(yè)(三十二)
題號(hào)
1
3
5
2
4
6
8
7
9
1．(多選)根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，下列說法中正確的是(　　)
A．變化的電場(chǎng)一定產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)
B．均勻變化的電場(chǎng)一定產(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng)
C．周期性變化的電場(chǎng)一定產(chǎn)生同頻率的周期性變化的磁場(chǎng)
D．周期性變化的電場(chǎng)和周期性變化的磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)地向周圍傳播，形成電磁波
√
√
10
11
12
13
CD　[均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng)，A、B錯(cuò)誤；由麥克斯韋電磁場(chǎng)理論可知，周期性變化的電場(chǎng)一定產(chǎn)生同頻率的周期性變化的磁場(chǎng)，C正確；由麥克斯韋電磁場(chǎng)理論可知，D正確。]
題號(hào)
1
3
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2
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6
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13
2．關(guān)于電磁波，下列說法正確的是(　　)
A．只要空間某處的電場(chǎng)或磁場(chǎng)發(fā)生變化，就會(huì)在其周圍產(chǎn)生電磁波
B．電磁波在真空中自由傳播時(shí)，其傳播方向與電場(chǎng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度均垂直
C．利用電磁波傳遞信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)無線通信，但電磁波不能通過電纜、光纜傳輸
D．電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生，若波源的電磁振蕩停止，空間的電磁波隨即消失
√
題號(hào)
1
3
5
2
4
6
8
7
9
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13
B　[均勻變化的電(磁)場(chǎng)產(chǎn)生恒定的磁(電)場(chǎng)，恒定的磁(電)場(chǎng)不會(huì)產(chǎn)生電(磁)場(chǎng)，也就不會(huì)產(chǎn)生電磁波，A錯(cuò)誤；變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互激發(fā)，且相互垂直，形成的電磁波的傳播方向與電場(chǎng)和磁場(chǎng)均垂直，B正確；電磁波可以通過電纜、光纜傳輸，C錯(cuò)誤；電磁振蕩停止后，電磁波可以在空間繼續(xù)傳播，直到能量消耗完為止，D錯(cuò)誤。]
題號(hào)
1
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13
3．關(guān)于LC電路，下列說法正確的是(　　)
A．一個(gè)周期內(nèi)，電容器充、放電各一次
B．電容器極板間電壓最大時(shí)，線圈中的電流最強(qiáng)
C．電容器開始充電時(shí)，線圈中的磁場(chǎng)能最大
D．電容器開始充電時(shí)，電場(chǎng)能最大
√
題號(hào)
1
3
5
2
4
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7
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12
13
C　[電容器從開始充電到放電完畢才經(jīng)歷半個(gè)周期，一個(gè)周期內(nèi)，電容器應(yīng)充、放電各兩次，A錯(cuò)誤；電容器極板間電壓最大時(shí)，電場(chǎng)能最大，此時(shí)磁場(chǎng)能為零，線圈中電流為零，B錯(cuò)誤；電容器開始充電時(shí)，電場(chǎng)能為零，線圈中磁場(chǎng)能最大，C正確，D錯(cuò)誤。]
題號(hào)
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
13
4．(多選)下列關(guān)于無線電廣播要對(duì)電磁波進(jìn)行調(diào)制的原因的說法中正確的是(　　)
A．經(jīng)過調(diào)制后的高頻電磁波向外輻射能量的本領(lǐng)更強(qiáng)
B．經(jīng)過調(diào)制后的電磁波在空間傳播得更快
C．經(jīng)過調(diào)制后的電磁波在空間傳播的波長(zhǎng)一定不變
D．經(jīng)過調(diào)制后的電磁波在空間傳播的波長(zhǎng)可能改變
√
題號(hào)
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√
題號(hào)
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AD　[調(diào)制是把要發(fā)射的低頻信號(hào)“加”到高頻振蕩電流上去，頻率越高，傳播信息的能力越強(qiáng)，A正確；電磁波在空氣中的傳播速度接近光速且恒定不變，B錯(cuò)誤；由v＝λf知波長(zhǎng)與波速和傳播頻率有關(guān)，C錯(cuò)誤，D正確。]
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5．(2025·遼寧錦州模擬)5G技術(shù)是“第五代移動(dòng)通信技術(shù)”的簡(jiǎn)稱，采用了 3 300～5 000 MHz(1 MHz＝106 Hz) 頻段的無線電波，某發(fā)射5G無線電波的LC電磁振蕩電路如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．無線電波的頻率越大，在真空中傳
播的速度越大
B．5G通信技術(shù)采用的無線電波屬于毫米波
C．圖示時(shí)刻，電感線圈儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能正在增加
D．圖示時(shí)刻，電容器兩極板帶的電荷量正在增加
√
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D　[無線電波在真空中傳播的速度都等于光速，故A錯(cuò)誤；5G通信技術(shù)采用了3 300～5 000 MHz(1 MHz＝106 Hz)頻段的無線電波，由c＝f λ可知5G通信技術(shù)采用的無線電波的波長(zhǎng)在6 cm至 9 cm 間，屬于厘米波，故B錯(cuò)誤；題圖所示時(shí)刻，電容器正在充電，磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能，所以電感線圈儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能正在減小，電容器兩極板帶的電荷量正在增加，故C錯(cuò)誤，D正確。]
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6．如圖所示，q-t圖像表示LC振蕩電路中電容器下極板電荷量隨時(shí)間變化的圖像，下列說法正確的是(　　)
A．Oa時(shí)間段，線圈中磁場(chǎng)能在減小
B．b、d兩時(shí)刻電路中電流最大
C．b、d兩時(shí)刻電容器中電場(chǎng)能最大
D．該電路可以有效地把電磁波發(fā)射出去
√
題號(hào)
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C　[由q-t圖像可知，Oa時(shí)間段，電容器的電荷量在減小，故電容器的電場(chǎng)能在減小，線圈中的磁場(chǎng)能在增大，A錯(cuò)誤；由q-t圖像可知，b、d兩時(shí)刻電容器的電荷量最大，故電容器中電場(chǎng)能最大，電路中電流為0，B錯(cuò)誤，C正確；有效地發(fā)射電磁波，需要有足夠高的振蕩頻率和開放電路，此電路不是開放電路，不能有效地發(fā)射電磁波，D錯(cuò)誤。]
題號(hào)
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7．(2024·浙江縣域教研聯(lián)盟高三聯(lián)考)把線圈、電容器、電源和單刀雙擲開關(guān)按照?qǐng)D甲連成電路。把電壓傳感器(或示波器)的兩端連在電容器的兩個(gè)極板上。先把開關(guān)置于電源一側(cè)，為電容器充電；稍后再把開關(guān)置于線圈一側(cè)，使電容器通過線圈放電。觀察電腦顯示器(或示波器)顯示的電壓的波形如圖乙所示，
則下列說法正確的是(規(guī)定逆時(shí)針方向
為電流正方向)(　　)
題號(hào)
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A．電容器兩端的電壓逐漸減小是因?yàn)樽愿芯€圈發(fā)熱所致
B．若增大C，則電壓峰值衰減得更快
C．在t1～t2時(shí)間段，線路中的電流正逐漸增大
D．在t2～t3時(shí)間段，電流方向?yàn)閳D甲中的逆時(shí)針方向
√
題號(hào)
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題號(hào)
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D　[電容器兩端的電壓逐漸減小的原因有兩個(gè)，分別是電路向外輻射電磁波和電路本身的發(fā)熱轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A錯(cuò)誤；若增大C，則會(huì)改變電路的振蕩周期，但不會(huì)影響電壓峰值的衰減，故B錯(cuò)誤；在t1～t2時(shí)間段電容器處于正向充電，線路中的電流正逐漸減小，故C錯(cuò)誤；在t2～t3時(shí)間段電容器處于正向放電，電流方向?yàn)轭}圖甲中的逆時(shí)針方向，故D正確。]
題號(hào)
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8．如圖所示，兩艘飛船A、B沿同一直線同向飛行，相對(duì)地面的速度均為v(v接近光速c)。地面上測(cè)得它們的距離為L(zhǎng)，則A測(cè)得兩飛船間的距離________(選填“大于”“等于”或“小于”)L。當(dāng)B向A發(fā)出一光信號(hào)，A測(cè)得該信號(hào)的速度為____________。
題號(hào)
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大于
c(或光速)
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[解析]　從地面上測(cè)量時(shí)兩飛船都是運(yùn)動(dòng)的，由相對(duì)論的“長(zhǎng)度收縮效應(yīng)”知運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度要縮短，故從地面測(cè)得的飛船間距小，從飛船A測(cè)量時(shí)飛船B相對(duì)于其是靜止的，則A測(cè)得的兩飛船間的距離大于L；由光速不變?cè)碇庑盘?hào)的傳播速度與慣性參考系是無關(guān)的，故A測(cè)得該信號(hào)的速度仍為光速c。
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9．(多選)下列說法正確的是(　　)
A．在均勻變化的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng)，在均勻變化的磁場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生均勻變化的電場(chǎng)
B．電磁場(chǎng)是周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)交替產(chǎn)生而
形成的不可分離的統(tǒng)一體
C．在電磁波譜中，最容易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的是γ射線
D．機(jī)械波和電磁波都可發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象
√
題號(hào)
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BD　[均勻變化的電場(chǎng)周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，均勻變化的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)，故A錯(cuò)誤；根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論，電磁場(chǎng)是周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)交替產(chǎn)生而形成的不可分離的統(tǒng)一體，故B正確；在電磁波譜中，無線電波的波長(zhǎng)最長(zhǎng)，最容易發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象的是無線電波，故C錯(cuò)誤；反射、折射、干涉和衍射是波的特性，機(jī)械波和電磁波都可發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象，故D正確。]
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10．某同學(xué)自己繞制天線線圈，制作了一個(gè)最簡(jiǎn)單的收音機(jī)，用來收聽中波的無線電廣播。他發(fā)現(xiàn)有一個(gè)頻率最高的中波電臺(tái)收不到，但可以接收其他中波電臺(tái)。為了收到這個(gè)電臺(tái)，他應(yīng)該(　　)
A．增加線圈匝數(shù)
B．減少線圈匝數(shù)
C．換用其他材料的線圈
D．換一個(gè)信號(hào)更好的位置
題號(hào)
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B　[收不到高頻率的電臺(tái)信號(hào)，因此需要增加調(diào)諧電路的固有頻率，根據(jù)f＝可知，減少線圈匝數(shù)，會(huì)導(dǎo)致自感系數(shù)減小，從而使固有頻率增加，即應(yīng)該減少線圈的匝數(shù)，故選B。]
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11．某LC電路的振蕩頻率為520 kHz，為能提高到 1 040 kHz，以下說法正確的是(　　)
A．調(diào)節(jié)可變電容，使電容增大為原來的4倍
B．調(diào)節(jié)可變電容，使電容減小為原來的
C．調(diào)節(jié)電感線圈，使線圈匝數(shù)增加到原來的4倍
D．調(diào)節(jié)電感線圈，使線圈電感變?yōu)樵瓉淼?br/>題號(hào)
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√
B　[由振蕩頻率公式f＝可知，要使頻率提高到原來的2倍，則可以減小電容使之變?yōu)樵瓉淼模驕p小電感使之變?yōu)樵瓉淼模蔅正確，A、C、D錯(cuò)誤。]
題號(hào)
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12．為了測(cè)量?jī)?chǔ)液罐中液體的液面高度，有人設(shè)計(jì)了如圖所示裝置。當(dāng)開關(guān)S從a撥到b時(shí)，由電感L與電容C構(gòu)成的回路中產(chǎn)生振蕩電流而向外輻射電磁波，再使用調(diào)諧電路來接收甲振蕩電路中的電磁波，這樣就可通過測(cè)量乙中的接收頻率而獲知甲中的
發(fā)射頻率，進(jìn)而再獲知電容C的值(L值已知)，
從而測(cè)量油罐內(nèi)的液面高度。下列分析判斷正
確的是(　　)
題號(hào)
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A．該裝置適用于測(cè)量任意種類液體的液面高度
B．該裝置測(cè)得的振蕩頻率與所用電源的電動(dòng)勢(shì)大小無關(guān)
C．當(dāng)裝置使用過久，電源電動(dòng)勢(shì)減小時(shí)，測(cè)量的液面高度比真實(shí)值偏小
D．當(dāng)儲(chǔ)物罐內(nèi)的液面高度降低時(shí)，所測(cè)到的LC回路中電流的振蕩頻率變小
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B　[該裝置適用于測(cè)量不導(dǎo)電液體的液面高度，A錯(cuò)誤；該裝置測(cè)得的振蕩頻率與所用電源的電動(dòng)勢(shì)大小無關(guān)，當(dāng)裝置使用過久，電源電動(dòng)勢(shì)減小時(shí)，振蕩電路的周期和頻率不變，則測(cè)量的液面高度相比真實(shí)值不變，B正確，C錯(cuò)誤；當(dāng)儲(chǔ)物罐內(nèi)的液面高度降低時(shí)，根據(jù)C＝知C減小，根據(jù)f＝知所測(cè)到的LC回路中電流的振蕩頻率變大， D錯(cuò)誤。]
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13．(人教版選擇性必修第二冊(cè))如圖所示，LC電路中，電容C為
0.4 μF，電感L為1 mH。已充電的平行板電容器兩極板水平放置。開關(guān)S斷開時(shí)，極板間有一帶電灰塵恰好靜止。當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，灰塵在電容器內(nèi)運(yùn)動(dòng)，g取10 m/s2。
(1)從S閉合開始計(jì)時(shí)，經(jīng)2π×10-5 s時(shí)，電容器內(nèi)
灰塵的加速度大小為多少？
(2)當(dāng)灰塵的加速度多大時(shí)，線圈中電流最大？
題號(hào)
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[解析]　(1)開關(guān)S斷開時(shí)，極板間帶電灰塵處于靜止?fàn)顟B(tài)，則有mg＝q，式中m為灰塵質(zhì)量，Q為電容器所帶的電荷量，d為板間距離。
由T＝2π
得T＝2π× s＝4π×10-5 s
當(dāng)t＝2π×10-5 s時(shí)，即t＝，振蕩電路中電流為零，電容器極板間場(chǎng)強(qiáng)方向與t＝0時(shí)刻相反
題號(hào)
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則此時(shí)灰塵所受的合外力為F合＝mg＋q＝2mg
又因?yàn)镕合＝ma，所以a＝2g＝20 m/s2
則經(jīng)2π×10-5 s時(shí)，電容器內(nèi)灰塵的加速度大小為20 m/s2。
(2)當(dāng)線圈中電流最大時(shí)，電容器所帶的電荷量為零，此時(shí)灰塵僅受重力，灰塵的加速度大小為 10 m/s2，方向豎直向下。
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[答案]　(1)20 m/s2　(2)10 m/s2，方向豎直向下
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