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(共44張PPT)
第十一章　交變電流　傳感器
第3講　電磁振蕩與電磁波
素養(yǎng)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轉(zhuǎn)化情況.（物理觀念） 2.掌握電磁振蕩的周期公式和頻率公式.（物理觀念） 3.理解麥克斯韋電磁場理論，了解電磁波的產(chǎn)生、發(fā)射、傳播和接收過程.（科學(xué)思維）
A. LC回路的周期為0.02 s
B. LC回路的電流最大時電容器中電場能最大
C. t＝1.01 s時線圈中磁場能最大
D. t＝1.01 s時回路中電流沿順時針方向
C
解析：以順時針電流為正方向，LC電路中電流和電荷量變化的圖像如圖所示：
周期性　
振蕩電流　
電流i　
磁感應(yīng)強(qiáng)度B　
3. 電磁振蕩中的能量變化
電場　
磁場　
磁場　
電場　
周期性　

深化1　　各物理量變化情況（電容器電量最大時開始計時）
時刻（時間）
工作過程 放電過程 充電動程 放電過程 充電過程
電荷量q 變小 變大 變小 變大
電壓u 變小 變大 變小 變大
電場強(qiáng)度E 變小 變大 變小 變大
電流i 變大 變小 變大 變小
磁感應(yīng)強(qiáng)度B 變大 變小 變大 變小
能量轉(zhuǎn)化 E電→E磁 E磁→E電 E電→E磁 E磁→E電
深化2　　振蕩電流、極板帶電荷量隨時間的變化圖像
A. O～a階段，電容器正在充電，電場能正在向磁場能轉(zhuǎn)化
B. a～b階段，電容器正在放電，磁場能正在向電場能轉(zhuǎn)化
C. b～c階段，電容器正在放電，回路中電流沿順時針方向
D. c～d階段，電容器正在充電，回路中電流沿逆時針方向
C
解析：O～a階段，電容器正在放電，電流不斷增加，電場能正在向磁場能轉(zhuǎn)化，選
項(xiàng)A錯誤；a～b階段，電容器正在充電，電流逐漸減小，磁場能正在向電場能轉(zhuǎn)化，
選項(xiàng)B錯誤；b～c階段，電容器正在放電，回路中電流沿順時針方向，選項(xiàng)C正確；
c～d階段，電容器正在充電，回路中電流沿順時針方向，選項(xiàng)D錯誤.
A
A. 電容器上極板帶負(fù)電，下極板帶正電
B. 電容器兩極板間電壓正在減小
C. 電場能正在向磁場能轉(zhuǎn)化
D. 電流的變化率減小
解析：根據(jù)電流正在減小可以判斷，此時電容器在充電，結(jié)合電流方向知電容器上極
板應(yīng)該帶負(fù)電，下極板帶正電，在振蕩電路中，當(dāng)電容器充電時，電流減小但電流變
化得越來越快，即電流變化率增大；電容器上的電荷量增大，此時，磁場能轉(zhuǎn)化為電
場能，故A正確，C、D錯誤；由Q＝CU可得，電容器電荷量增大，兩極板間的電壓
也增大，故B錯誤.
C
A. 此LC振蕩電路的周期T＝0.01 s
B. t＝0.025 s時，回路電流方向與如圖（b）所示電流方向相反
C. t＝0.035 s時，線圈中的磁場能最大
D. t＝0.040 s至t＝0.045 s時，線圈中的電流逐漸減小
BD
A. “奮斗者”號與“探索一號”通信的信息載體屬于橫波
B. “奮斗者”號與“滄海”號通信的信息載體屬于橫波
C. “探索一號”與通信衛(wèi)星的實(shí)時通信可以通過機(jī)械波實(shí)現(xiàn)
D. “探索一號”與“探索二號”的通信過程也是能量傳播的過程
解析：“奮斗者”號與“探索一號”是通過水聲通信，信息載體屬于縱波，A錯誤；由題知，“奮斗者”號與“滄海”號是通過無線藍(lán)綠光通信，信息載體屬于橫波，B正確；因?yàn)樘罩袥]有介質(zhì)，故機(jī)械波無法傳播，所以“探索一號”與通信衛(wèi)星的實(shí)時通信只能通過電磁通信來實(shí)現(xiàn)，C錯誤；傳遞信息的過程也是傳遞能量的過程，故“探索一號”與“探索二號”的通信過程也是能量傳播的過程，D正確.
1. 麥克斯韋電磁場理論
電磁波　
不需要　
光速3×108 m/s　
不同　
小　
λf　
開放　
高頻振蕩　
振幅　
頻率　
相同　
電諧振　
調(diào)諧
“檢”出調(diào)制信號　
調(diào)制　
解調(diào)　
波長　
頻率　
可見
光　
γ射線　
（2）電磁波譜分類及應(yīng)用
電磁
波譜 頻率/
Hz 真空中
波長/m 特性 應(yīng)用 遞變規(guī)律
無線
電波 ＜3
×1011 ＞10－3 波動性強(qiáng)，易發(fā)生衍射 無線電技術(shù) 波長越長，越容易產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象，波長越短，穿透能力越強(qiáng).不同頻率的電磁波在同一種介質(zhì)中傳播時，頻率越高，折射率越大，速度越小
紅外
線 1011
～1015 10－7
～10－3 熱效應(yīng) 紅外遙感
可見
光 1015 10－7 引起視覺 照明、攝影
電磁
波譜 頻率/
Hz 真空中
波長/m 特性 應(yīng)用 遞變規(guī)律
紫外線 1015
～1016 10－8～10－7 化學(xué)效應(yīng)、熒光效應(yīng)、滅菌消毒 醫(yī)用消毒、防偽 波長越長，越容易產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象，波長越短，穿透能力越強(qiáng).不同頻率的電磁波在同一種介質(zhì)中傳播時，頻率越高，折射率越大，速度越小
X射線 1016
～1019 10－11～10－8 穿透本領(lǐng)強(qiáng) 檢查、醫(yī)用透視
γ射線 ＞1019 ＜10－11 穿透本領(lǐng)最強(qiáng) 工業(yè)探傷、醫(yī)用治療
6. 各種電磁波產(chǎn)生機(jī)理
無線電波 振蕩電路中電子周期性運(yùn)動產(chǎn)生
紅外線、可見光和紫外線 原子的外層電子受激發(fā)后產(chǎn)生
X射線 原子的內(nèi)層電子受激發(fā)后產(chǎn)生
γ射線 原子核受激發(fā)后產(chǎn)生
深化1　　對麥克斯韋電磁場理論的理解
恒定的電場不產(chǎn)生磁場 恒定的磁場不產(chǎn)生電場
均勻變化的電場在周圍空間產(chǎn)生恒定的磁場 均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生恒定的電場
不均勻變化的電場在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場 不均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生變化的電場
振蕩電場產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場 振蕩磁場產(chǎn)生同頻率的振蕩電場
深化2　　電磁波的發(fā)射示意圖（如圖所示）
深化3　　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分離出來.
A. 電場和磁場總是同時存在的，統(tǒng)稱為電磁場
B. 電磁波是機(jī)械波，傳播需要介質(zhì)
C. 電磁波的傳播速度是3×108 m/s
D. 電磁波可在真空中傳播
解析：變化的電場與變化的磁場相互聯(lián)系，它們統(tǒng)稱為電磁場，選項(xiàng)A錯誤；電磁波不是機(jī)械波，傳播不需要介質(zhì)，選項(xiàng)B錯誤；電磁波在真空中的傳播速度是3×108 m/s，選項(xiàng)C錯誤；電磁波可在真空中傳播，選項(xiàng)D正確.
D
A. 藍(lán)牙通信的電磁波是可見光
B. 在真空中藍(lán)牙通信的電磁波波長比手機(jī)通信的電磁波波長短
C. 兩束藍(lán)牙通信的電磁波在任何情況下都不會發(fā)生干涉
D. 藍(lán)牙通信的電磁波在真空中的傳播速度小于光速
B
解析：藍(lán)牙通信的電磁波是無線電波，不是可見光，故A錯誤；藍(lán)牙通信的電磁波頻
率高于手機(jī)通信的電磁波頻率，所以在真空中藍(lán)牙通信的電磁波波長比手機(jī)通信的電
磁波波長短，故B正確；若兩束藍(lán)牙通信的電磁波頻率相同，相位差恒定，振動方向
相同，就會發(fā)生干涉，故C錯誤；藍(lán)牙通信的電磁波在真空中的傳播速度等于光速，
故D錯誤.
A
A. 微波是不可見光
B. 紅外線可以滅菌消毒
C. 紫外線的波長比紅外線長
D. X射線能在磁場中偏轉(zhuǎn)，穿透力較強(qiáng)，可用來進(jìn)行人體透視
解析：微波是不可見光，選項(xiàng)A正確；紅外線有熱效應(yīng)，紫外線可以滅菌消毒，選項(xiàng)B錯誤；紫外線的波長比紅外線短，選項(xiàng)C錯誤；X射線是電磁波，不帶電，在磁場中不偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)D錯誤.
限時跟蹤檢測
A級·基礎(chǔ)對點(diǎn)練
題組一　電磁振蕩
B
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A. 把電容增大到原來的4倍
B. 把電容增大到原來的2倍
D
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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(zhuǎn)化
B
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(zhuǎn)化，故B正確，A、C、D錯誤.
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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(chǎn)生干涉現(xiàn)象
C. 4G信號比5G信號更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象
D. 4G信號比5G信號在真空中的傳播速度更小
C
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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，選項(xiàng)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(chǎn)生干涉現(xiàn)象，選項(xiàng)B錯誤；波長越長越容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，而4G信號的頻率小，故它的波長長，所以4G信號更容易發(fā)生衍射現(xiàn)象，選項(xiàng)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，都是相等的，選項(xiàng)D錯誤.故選C.
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A B C D
D
解析：A中電場不隨時間變化，不會產(chǎn)生磁場，故A錯誤；B、C中電場都隨時間均勻變化，只能在周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，也不會產(chǎn)生和發(fā)射電磁波，故B、C錯誤；D中電場隨時間作不均勻的變化，能在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場，而這磁場的變化也是不均勻的，又能產(chǎn)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. 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(nèi)產(chǎn)生感生電場，由于磁場豎直向上且均勻增大，產(chǎn)生順時針方向的恒定的感生電場，其方向與小球運(yùn)動方向相同，則小球會受到與速度方向相同的感生電場的電場力作用，其速度增大.故選A.
A
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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(dá)是利用電磁波的反射來偵測目標(biāo)的
D. 夜視儀是利用紅外線來幫助人們在夜間看見物體的
A
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解析：電磁爐是利用電磁感應(yīng)原理和電流的熱效應(yīng)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(nèi)能增大，溫度升高，達(dá)到加熱的目的，故B正確，不符合題意；雷達(dá)是利用電磁波的反射來偵測目標(biāo)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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B級·能力提升練
A. 在海水中，無線電波無法傳播，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?shù)诫娨暸_實(shí)現(xiàn)直播的過程中無時間延遲
D. 麥克斯韋通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，帶來了通信技術(shù)的快速發(fā)展
AB
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解析：奮斗者號上的艙內(nèi)攝像頭拍攝的數(shù)值畫面編碼后經(jīng)激光中的藍(lán)色激光產(chǎn)生閃爍的信號傳送信息，滄海號上接收到閃爍信號后，經(jīng)調(diào)制轉(zhuǎn)換成數(shù)字畫面，再由光纖微纜傳送給海面的探索2號，再經(jīng)衛(wèi)星天線傳送到通信衛(wèi)星，再到電視臺轉(zhuǎn)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；信號傳輸是由經(jīng)通信衛(wèi)星傳到電視臺實(shí)現(xiàn)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(yù)言了電磁波的存在，而赫茲由電火花實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，D錯誤.
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A. t2時刻電容器C所帶電量為零
B. t1～t2過程，線圈L中磁場能在增大
C. t1～t2過程，線圈L的自感電動勢在增大
D. 由圖乙可判斷汽車正駛離智能停車位
C
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10. 如圖所示的電路中，電容器的電容C＝1 μF，線圈的自感系數(shù)L＝0.1 mH，先將開關(guān)S撥至a，這時電容器內(nèi)有一帶電油滴恰能保持靜止，然后將開關(guān)S撥至b，求：（取g＝10 m/s2，π取3.14，研究過程中油滴不與極板接觸）
（1）至少經(jīng)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(dāng)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，油滴只受重力作用，油滴的加速度為g＝10 m/s2.
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