《2022-2023学年新教材高中物理第4章电磁波1电磁波的产生课件鲁科版选择性必修第二册》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022-2023学年新教材高中物理第4章电磁波1电磁波的产生课件鲁科版选择性必修第二册（63页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第4章电磁波第1节电磁波的产生一、电磁振荡一、电磁振荡【思考思考】音叉的振动产生声音，但是要形成持续音叉的振动产生声音，但是要形成持续的声音，则需要不断地打击音叉。手机接收的是的声音，则需要不断地打击音叉。手机接收的是电磁波，要产生持续的电磁波，需要持续变化的电磁波，要产生持续的电磁波，需要持续变化的电流。怎样才能产生这样的电流呢？电流。怎样才能产生这样的电流呢？必备知识必备知识素养奠基素养奠基提示：提示：要产生持续变化的电流，可以通过线圈和电容器组成的电磁振荡电路实要产生持续变化的电流，可以通过线圈和电容器组成的电磁振荡电路实现。现。1.1.振荡电流：大小和方向都振荡电流：大小和方向都_变化
2、的电流。变化的电流。2.2.振荡电路：产生振荡电路：产生_的电路。由的电路。由_和和_所组成的电路所组成的电路就是一种基本的振荡电路，叫作就是一种基本的振荡电路，叫作_。周期性周期性振荡电流振荡电流电感线圈电感线圈L L电容器电容器C CLCLC振荡电路振荡电路3.3.电磁振荡的过程分析：电磁振荡的过程分析：(1)(1)放电过程：在电容器放电过程中，电流通过电感器，在线圈中建立起磁放电过程：在电容器放电过程中，电流通过电感器，在线圈中建立起磁场，电感器中的磁场能随电流的增大而增大，电场能逐渐转化为场，电感器中的磁场能随电流的增大而增大，电场能逐渐转化为_，当，当电容器放电完毕，即电容器放电完毕
3、，即Q=0Q=0时，电路中的电流时，电路中的电流_。这时，。这时，_，磁场最强，电场能全部转化为磁场能。磁场最强，电场能全部转化为磁场能。(2)(2)充电过程：当电容器放电完毕后，由于电感线圈的充电过程：当电容器放电完毕后，由于电感线圈的_，电路中的电，电路中的电流并不立即停止，电流保持流并不立即停止，电流保持_继续流动，并继续流动，并_，电容器在反方，电容器在反方向充电，随着电流的逐渐减小，线圈中的磁场逐渐减弱，电路中的磁场能又逐向充电，随着电流的逐渐减小，线圈中的磁场逐渐减弱，电路中的磁场能又逐渐转化为渐转化为_。磁场能磁场能达到最大值达到最大值电场消失电场消失自感作用自感作用原来方向原来
4、方向逐渐减小逐渐减小电场能电场能4.4.电磁振荡：在电磁振荡：在LCLC振荡电路中，电容器极板上的电荷量，电路中的电流，与振振荡电路中，电容器极板上的电荷量，电路中的电流，与振荡电流相联系的电场和磁场也周期性荡电流相联系的电场和磁场也周期性_，电场能和磁场能，电场能和磁场能_。5.5.电磁振荡的周期和频率：电磁振荡的周期和频率：(1)(1)一次全振荡：发生电磁振荡时，通过电路中某一点的一次全振荡：发生电磁振荡时，通过电路中某一点的_，由某方向的最，由某方向的最大值再恢复到大值再恢复到_方向的方向的_，就完成了一次全振荡。，就完成了一次全振荡。(2)(2)电磁振荡的周期电磁振荡的周期T T：完成
5、一次：完成一次_的时间。的时间。(3)(3)电磁振荡的频率电磁振荡的频率f f：在：在1 s1 s内完成内完成_的次数。的次数。交替变化交替变化相互转化相互转化同一个同一个最大值最大值电流电流全振荡全振荡全振荡全振荡6.LC6.LC振荡电路的周期和频率：振荡电路的周期和频率：(1)(1)公式：公式：T=_T=_，f=_f=_。(2)(2)单位：周期单位：周期T T、频率、频率f f、自感系数、自感系数L L、电容、电容C C的单位分别是的单位分别是_。秒秒s s、赫兹、赫兹HzHz、亨利亨利H H、法拉、法拉F F二、麦克斯韦的预言和赫兹实验二、麦克斯韦的预言和赫兹实验【思考思考】电磁振荡电路
6、中的能量有一部分要以电磁波的形式辐射到周围空间中电磁振荡电路中的能量有一部分要以电磁波的形式辐射到周围空间中去，那么，这些电磁波是怎样产生的？去，那么，这些电磁波是怎样产生的？提示：提示：如果在空间某区域有周期性变化的电场，就会在周围引起变化的磁场，如果在空间某区域有周期性变化的电场，就会在周围引起变化的磁场，变化的电场和磁场又会在较远的空间引起新的变化的电场和磁场。这样变化的变化的电场和磁场又会在较远的空间引起新的变化的电场和磁场。这样变化的电场和磁场由近及远地向周围传播，形成了电磁波。电场和磁场由近及远地向周围传播，形成了电磁波。1.1.麦克斯韦电磁场理论：麦克斯韦电磁场理论：(1)(1)
7、变化的磁场周围产生电场。变化的磁场周围产生电场。麦克斯韦提出，在变化的磁场周围会激发出一种电场麦克斯韦提出，在变化的磁场周围会激发出一种电场_，不管有，不管有无闭合电路，变化的磁场激发的涡旋电场总是无闭合电路，变化的磁场激发的涡旋电场总是_。(2)(2)变化的电场周围产生磁场。变化的电场周围产生磁场。麦克斯韦从场的观点得出，即使没有电流存在，只要空间某处的麦克斯韦从场的观点得出，即使没有电流存在，只要空间某处的_，就会在其周围产生，就会在其周围产生_。(3)(3)变化的电场和磁场是相互联系的，形成一个不可分离的统一场，这就是变化的电场和磁场是相互联系的，形成一个不可分离的统一场，这就是_。涡旋
8、电场涡旋电场存在的存在的电场发生变化电场发生变化涡旋磁场涡旋磁场电磁场电磁场2.2.电磁波：电磁波：(1)(1)电磁波的产生。电磁波的产生。变化的变化的_和变化的和变化的_相互联系在一起，就会在空间形成一个统一的、不相互联系在一起，就会在空间形成一个统一的、不可分割的电磁场。这种在空间交替变化并传播出去的电磁场就形成了可分割的电磁场。这种在空间交替变化并传播出去的电磁场就形成了_。电场电场磁场磁场电磁波电磁波(2)(2)电磁波的特点。电磁波的特点。电磁波是电磁波是_，电磁波在空间传播，电磁波在空间传播_介质。介质。电磁波的波长、频率、波速的关系：电磁波的波长、频率、波速的关系：v=fv=f，在
9、真空中，电磁波的速度，在真空中，电磁波的速度c=_c=_m/s。电磁波能产生反射、折射、电磁波能产生反射、折射、_和和_等现象。等现象。横波横波不需要不需要3.0103.0108 8干涉干涉衍射衍射3.3.赫兹实验：赫兹实验：(1)(1)赫兹实验原理图赫兹实验原理图( (如图所示如图所示) )。(2)(2)实验现象。实验现象。当感应线圈两个金属球间有火花跳过时，导线环两个小球间当感应线圈两个金属球间有火花跳过时，导线环两个小球间_。(3)(3)现象分析。现象分析。火花在火花在A A、B B间来回跳动时，在周围空间建立了一个迅速变化的间来回跳动时，在周围空间建立了一个迅速变化的_，这种，这种电磁
10、场以电磁场以_的形式在空间传播。当电磁波经过接收线圈时，导致接收线的形式在空间传播。当电磁波经过接收线圈时，导致接收线圈产生圈产生_，使接收线圈两球间隙处产生电压，当电压足够高时，两，使接收线圈两球间隙处产生电压，当电压足够高时，两球之间产生火花放电现象。球之间产生火花放电现象。也有火花跳过也有火花跳过电磁场电磁场电磁波电磁波感应电动势感应电动势(4)(4)实验结论。实验结论。赫兹证实了赫兹证实了_的存在。的存在。(5)(5)实验意义。实验意义。证明了证明了_的预言，为麦克斯韦的电磁场理论奠定了坚实的实验基础。的预言，为麦克斯韦的电磁场理论奠定了坚实的实验基础。电磁波电磁波麦克斯韦麦克斯韦关键
11、能力关键能力素养形成素养形成一电磁振荡中各物理量的对应关系一电磁振荡中各物理量的对应关系1.1.用图像对应分析用图像对应分析i i、q q的变化关系，如图：的变化关系，如图：2.2.振荡过程中相关物理量的对应关系：振荡过程中相关物理量的对应关系：时刻刻( (时间) )工作工作过程程q qE Ei iB B能量能量0 0放放电瞬瞬间q qm mE Em m0 00 0E E电最大最大E E磁磁最小最小 放放电过程程q qm m00E Em m000i0im m0B0Bm mE E电E E磁磁 放放电结束束0 00 0i im mB Bm mE E电最小最小E E磁磁最大最大 充充电过程程0q0q
12、m m0E0Em mi im m00B Bm m00E E磁磁E E电时刻刻( (时间) )工作工作过程程q qE Ei iB B能量能量 充充电结束束q qm mE Em m0 00 0E E电最大最大E E磁磁最小最小 放放电过程程q qm m00E Em m000i0im m0B0Bm mE E电E E磁磁 放放电结束束0 00 0i im mB Bm mE E电最小最小E E磁磁最大最大 充充电过程程0q0qm m0E0Em mi im m00B Bm m00E E磁磁E E电T T充充电结束束q qm mE Em m0 00 0E E电最大最大E E磁磁最小最小3.3.几个关系：几个
13、关系：(1)(1)同步同变关系。同步同变关系。在在LCLC振荡电路发生电磁振荡的过程中，电容器上的物理量：电量振荡电路发生电磁振荡的过程中，电容器上的物理量：电量q q、板间电压、板间电压U U、电场强度电场强度E E、电场能、电场能E EE E是同步同向变化的，即：是同步同向变化的，即：qUEEqUEEE E(或或qUEEqUEEE E)振荡线圈上的物理量：振荡电流振荡线圈上的物理量：振荡电流i i、磁感应强度、磁感应强度B B、磁场能、磁场能E EB B也是同步同向变化也是同步同向变化的，即：的，即：iBEiBEB B(或或iBEiBEB B)。(2)(2)同步异变关系。同步异变关系。在在
14、LCLC振荡电路发生电磁振荡的过程中，电容器上的三个物理量振荡电路发生电磁振荡的过程中，电容器上的三个物理量q q、E E、E EE E与线圈与线圈中的三个物理量中的三个物理量i i、B B、E EB B是同步异向变化的，即是同步异向变化的，即q q、E E、E EE E同时减小时，同时减小时，i i、B B、E EB B同时增大，且它们的变化是同步的，即：同时增大，且它们的变化是同步的，即：q q、E E、E EE E i i、B B、E EB B。4.4.电磁振荡过程实质上是电场能和磁场能的转化过程。电磁振荡过程实质上是电场能和磁场能的转化过程。5.5.电磁振荡中各物理量的变化周期：电磁振
15、荡中各物理量的变化周期：(1)LC(1)LC回路中的电流回路中的电流i i、线圈中的磁感应强度、线圈中的磁感应强度B B、电容器极板间的电场强度、电容器极板间的电场强度E E的变的变化周期就是化周期就是LCLC回路的振荡周期，即回路的振荡周期，即 。在一个周期内上述各量方向改。在一个周期内上述各量方向改变两次。变两次。(2)(2)电容器极板上所带的电荷量，其变化周期也是振荡周期电容器极板上所带的电荷量，其变化周期也是振荡周期 ，极板上，极板上电荷的电性在一个周期内改变两次。电荷的电性在一个周期内改变两次。(3)(3)电场能、磁场能也在做周期性变化，但它们是标量，没有方向，所以变化电场能、磁场能
16、也在做周期性变化，但它们是标量，没有方向，所以变化周期周期TT是振荡周期是振荡周期T T的一半，即的一半，即 。【特别提醒特别提醒】 (1)(1)在在LCLC振荡电路完成一次全振动的过程中，电容器充电两次且充电电流相振荡电路完成一次全振动的过程中，电容器充电两次且充电电流相反。反。(2)(2)振荡电流振荡电流 ，其大小由极板上电荷量的变化率决定，如放电结束的瞬，其大小由极板上电荷量的变化率决定，如放电结束的瞬间，极板电荷量为零，而振荡电流最大。间，极板电荷量为零，而振荡电流最大。【思考思考讨论讨论】按如图所示的装置连接好电路。先把开关扳到电池组一边，给电容器充电，稍按如图所示的装置连接好电路。
17、先把开关扳到电池组一边，给电容器充电，稍后再把开关扳到线圈一边。后再把开关扳到线圈一边。(1)(1)此后电路中有哪些物理量发生了变化？此后电路中有哪些物理量发生了变化？( (物理观念物理观念) )(2)(2)电路中的能量是怎样转化的？电路中的能量是怎样转化的？( (物理观念物理观念) )提示：提示：(1)(1)电容器极板上的电荷量、极板电压、板间电场强度、电场能、电感线电容器极板上的电荷量、极板电压、板间电场强度、电场能、电感线圈中的电流、磁感应强度、磁场能均发生周期性的变化。圈中的电流、磁感应强度、磁场能均发生周期性的变化。(2)(2)放电过程：电容器极板间的电场能转化为电感线圈中的磁场能；
18、充电过程：放电过程：电容器极板间的电场能转化为电感线圈中的磁场能；充电过程：电感线圈中的磁场能转化为电容器极板间的电场能。电感线圈中的磁场能转化为电容器极板间的电场能。【典例示范典例示范】( (多选多选)LC)LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，则振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，则( () )A.A.若磁场正在减弱，则电容器正在充电，电流由若磁场正在减弱，则电容器正在充电，电流由b b向向a aB.B.若磁场正在减弱，则电场能正在增大，电容器上极板带正电若磁场正在减弱，则电场能正在增大，电容器上极板带正电C.C.若磁场正在增强，则电场能正在减小，电容器上极板带正电若磁场正在增强，则
19、电场能正在减小，电容器上极板带正电D.D.若磁场正在增强，则电容器正在充电，电流方向由若磁场正在增强，则电容器正在充电，电流方向由a a向向b b【解析解析】选选A A、C C。若磁场正在减弱，则电流在减小，是充电过程，根据安培定。若磁场正在减弱，则电流在减小，是充电过程，根据安培定则可确定电流由则可确定电流由b b向向a a，电场能增大，上极板带负电，故选项，电场能增大，上极板带负电，故选项A A正确，正确，B B错误；若错误；若磁场正在增强，则电流在增大，是放电过程，电场能正在减小，根据安培定则，磁场正在增强，则电流在增大，是放电过程，电场能正在减小，根据安培定则，可判断电流由可判断电流由
20、b b向向a a，上极板带正电，故选项，上极板带正电，故选项C C正确，正确，D D错误。错误。【规律方法规律方法】LCLC振荡电路充、放电过程的判断方法振荡电路充、放电过程的判断方法(1)(1)根据电流流向判断：当电流流向带正电的极板时，电容器的电荷量增加，处根据电流流向判断：当电流流向带正电的极板时，电容器的电荷量增加，处于充电过程；反之，当电流流出带正电的极板时，电荷量减少，处于放电过程。于充电过程；反之，当电流流出带正电的极板时，电荷量减少，处于放电过程。(2)(2)根据物理量的变化趋势判断：当电容器的带电量根据物理量的变化趋势判断：当电容器的带电量q(q(电压电压U U、电场强度、电
21、场强度E)E)增大增大或电流或电流i(i(磁场磁场B)B)减小时，处于充电过程；反之，处于放电过程。减小时，处于充电过程；反之，处于放电过程。(3)(3)根据能量判断：电场能增加时充电，磁场能增加时放电。根据能量判断：电场能增加时充电，磁场能增加时放电。【素养训练素养训练】1.(1.(母题追问母题追问)()(多选多选) )在在【典例示范典例示范】情境中，已情境中，已知电容器上极板带正电，如图所示，以下说法正知电容器上极板带正电，如图所示，以下说法正确的是确的是( () )A.A.电容器正在充电电容器正在充电B.B.电容器两极板间的电压正在增大电容器两极板间的电压正在增大C.C.电感线圈中的电流
22、正在增大电感线圈中的电流正在增大D.D.此时刻自感电动势正在阻碍电流增大此时刻自感电动势正在阻碍电流增大【解析解析】选选C C、D D。由电流的磁场方向可判断线圈中电流从上往下看是逆时针方。由电流的磁场方向可判断线圈中电流从上往下看是逆时针方向，又电容器上极板带正电，可知电容器在放电，两极板间电压减小，电路中向，又电容器上极板带正电，可知电容器在放电，两极板间电压减小，电路中的电流在增大，此时刻自感电动势阻碍电流增大，故的电流在增大，此时刻自感电动势阻碍电流增大，故A A、B B错误，错误，C C、D D正确。正确。2.2.如图是一个如图是一个LCLC振荡电路中的电流变化图振荡电路中的电流变化
23、图线，根据图线可判断线，根据图线可判断( () )A.tA.t1 1时刻电感线圈两端电压最大时刻电感线圈两端电压最大B.tB.t2 2时刻电容器两极板间电压为零时刻电容器两极板间电压为零C.tC.t1 1时刻电路中只有电场能时刻电路中只有电场能D.tD.t1 1时刻电容器带电荷量为零时刻电容器带电荷量为零【解析解析】选选D D。由图像知，计时开始时，电容器两极板间带电荷量最大，电流为。由图像知，计时开始时，电容器两极板间带电荷量最大，电流为零，电容器开始放电，根据电流随时间的变化规律可以在图中画出零，电容器开始放电，根据电流随时间的变化规律可以在图中画出q-tq-t图像图像( (在在解析图中用
24、虚线表示解析图中用虚线表示) )，根据图像分析可知：，根据图像分析可知：t t1 1时刻，电容器上电荷量为零，电时刻，电容器上电荷量为零，电势差为零，电场能为零，故势差为零，电场能为零，故D D对，对，A A、C C皆错。皆错。t t2 2时刻电容器上电荷量时刻电容器上电荷量q q最大，两最大，两板间电势差最大，板间电势差最大，B B错，故选错，故选D D。【补偿训练补偿训练】1.1.某时刻某时刻LCLC振荡电路的状态如图所示，图中的箭头方向表示此时电流的方向，振荡电路的状态如图所示，图中的箭头方向表示此时电流的方向，则下列说法中正确的是则下列说法中正确的是 ( () )A.A.电容器正处于放
25、电过程中电容器正处于放电过程中B.B.振荡电流在增大振荡电流在增大C.C.电容器上电荷量正在减少电容器上电荷量正在减少D.D.磁场能正在向电场能转化磁场能正在向电场能转化【解析解析】选选D D。由题图可知，电容器正在充电，电容器上的电荷量、电场能增加；。由题图可知，电容器正在充电，电容器上的电荷量、电场能增加；回路中电流正在减小，磁场能正在减小，磁场能正向电场能转化，故回路中电流正在减小，磁场能正在减小，磁场能正向电场能转化，故A A、B B、C C项项都错，都错，D D项对。项对。2.2.某某LCLC振荡电路中，振荡电流变化规律为振荡电路中，振荡电流变化规律为i=0.14sin(1 000t
26、) Ai=0.14sin(1 000t) A，已知电路中线，已知电路中线圈的自感系数圈的自感系数L=50 mHL=50 mH，则电容器的电容，则电容器的电容C=_C=_，该振荡电流的有效值为，该振荡电流的有效值为_。【解析解析】由由 ，得，得 ，又因，又因 ，得，得 F=2.010F=2.010-5-5 F F，因振荡电流最大值，因振荡电流最大值I Im m=0.14 A=0.14 A，所以有效，所以有效值为值为 =0.10 A=0.10 A。答案：答案：2.0102.010-5-5 F F0.10 A0.10 A二麦克斯韦电磁场理论二麦克斯韦电磁场理论1.1.对麦克斯韦电磁场理论的理解：对麦
27、克斯韦电磁场理论的理解：(1)(1)恒定的磁场不会产生电场，同样，恒定的电场也不会产生磁场。恒定的磁场不会产生电场，同样，恒定的电场也不会产生磁场。(2)(2)均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场，同样，均匀变化的磁场在周围均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场，同样，均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场。空间产生恒定的电场。(3)(3)振荡变化的磁场在周围空间产生同频率振荡的电场，同样，振荡变化的电场振荡变化的磁场在周围空间产生同频率振荡的电场，同样，振荡变化的电场在周围空间产生同频率振荡的磁场。在周围空间产生同频率振荡的磁场。2.2.对电磁场的认识：对电磁场的认识：(1) (1) 振荡
28、电场产生同频率的振荡磁场，振荡磁场产生同频率的振荡电场。周期振荡电场产生同频率的振荡磁场，振荡磁场产生同频率的振荡电场。周期性变化的电场、磁场相互激发，以光速性变化的电场、磁场相互激发，以光速( (真空中真空中) )在空间传播，传播方向上的任在空间传播，传播方向上的任一点，一点， E E与与B B彼此垂直且与传播方向垂直，如图所示。彼此垂直且与传播方向垂直，如图所示。(2)(2)电磁场是动态的，并且电场和磁场不可分割，磁感线、电场线都是闭合的电磁场是动态的，并且电场和磁场不可分割，磁感线、电场线都是闭合的曲线；静电场、静磁场是单独存在的，且电场线是非闭合曲线，静止的电场和曲线；静电场、静磁场是
29、单独存在的，且电场线是非闭合曲线，静止的电场和磁场不是电磁场。磁场不是电磁场。3.3.机械波与电磁波的比较：机械波与电磁波的比较：机械波机械波电磁波磁波对象象研究力学研究力学现象象研究研究电磁磁现象象周期性周期性变化的化的物理量物理量位移随位移随时间和空和空间做周期性做周期性变化化电场强强度度E E和磁感和磁感应强强度度B B随随时间和空和空间做周期性做周期性变化化传播播传播需要介播需要介质，波速与介，波速与介质有关，有关，与与频率无关率无关传播无需介播无需介质，在真空中波速，在真空中波速总是是c c，在介，在介质中中传播播时，波速，波速与介与介质及及频率都有关系率都有关系机械波机械波电磁波磁
30、波产生生由由质点点( (波源波源) )的振的振动产生生由周期性由周期性变化的化的电流流( (电磁振磁振荡) )激激发干涉干涉可以可以发生生可以可以发生生衍射衍射可以可以发生生可以可以发生生分分类可以是横波可以是横波也可以是也可以是纵波波一定是横波一定是横波【特别提醒特别提醒】麦克斯韦电磁场理论依据是电磁感应。理解时要注意静电场麦克斯韦电磁场理论依据是电磁感应。理解时要注意静电场( (或静磁场或静磁场) )不产生不产生磁场磁场( (或电场或电场) )，其核心在于，其核心在于“变化变化”，要根据电场，要根据电场( (或磁场或磁场) )的变化情况来确定的变化情况来确定所产生的磁场所产生的磁场( (或
31、电场或电场) )。【思考思考讨论讨论】(1)(1)变化的磁场一定产生变化的电场吗？请解释下原因。变化的磁场一定产生变化的电场吗？请解释下原因。 ( (科学思维科学思维) )提示：提示：不一定。均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场，不均匀变化的磁不一定。均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场，不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场。场在周围空间产生变化的电场。(2)(2)电磁场与静电场、静磁场相同吗？为什么？电磁场与静电场、静磁场相同吗？为什么？ ( (科学思维科学思维) )提示：提示：不同。电磁场是动态的，并且电场和磁场不可分割；静电场、静磁场单不同。电磁场是动态的，并且电场和磁场不可分割
32、；静电场、静磁场单独存在。独存在。【典例示范典例示范】有关电磁场理论的下列说法中，正确的是有关电磁场理论的下列说法中，正确的是( () )A.A.任何磁场都会在空间产生电场任何磁场都会在空间产生电场B.B.任何电场都会在周围空间产生磁场，振荡电场在周围空间产生同频率的振荡任何电场都会在周围空间产生磁场，振荡电场在周围空间产生同频率的振荡磁场磁场C.C.电磁振荡可以产生电磁波，若波源的电磁振荡停止，其发射到空间的电磁波电磁振荡可以产生电磁波，若波源的电磁振荡停止，其发射到空间的电磁波随即消失随即消失D.D.周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁
33、波【解析解析】选选D D。根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场才会在周围空间产生电场，。根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场才会在周围空间产生电场，选项选项A A错；同理，并不是任何电场都会在周围空间产生磁场，说法错；同理，并不是任何电场都会在周围空间产生磁场，说法B B前半句错；前半句错；当发射电路的电磁振荡停止时，只是不能产生新的电磁波，但已发出的电磁波当发射电路的电磁振荡停止时，只是不能产生新的电磁波，但已发出的电磁波不会立即消失，还要继续传播一段时间，选项不会立即消失，还要继续传播一段时间，选项C C错误；根据电磁波知识知，选项错误；根据电磁波知识知，选项D D正确。正确。【素养训练素养训
34、练】1.1.关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是( () )A.A.电磁波有横波，也有纵波电磁波有横波，也有纵波B.B.电磁波不可能在墙体内传播电磁波不可能在墙体内传播C.C.发射电路的电磁振荡停止，则传播出去的电磁波立即消失发射电路的电磁振荡停止，则传播出去的电磁波立即消失D.D.电磁波中电场和磁场的方向处处垂直电磁波中电场和磁场的方向处处垂直【解析解析】选选D D。电磁波中，电场强度和磁感应强度均与传播方向相互垂直，电磁。电磁波中，电场强度和磁感应强度均与传播方向相互垂直，电磁波是横波，没有纵波，波是横波，没有纵波，A A错误，错误，D D正确；电磁波在
35、真空和介质中均能传播，正确；电磁波在真空和介质中均能传播，B B错误；错误；发射电路的电磁振荡停止时，虽不再发射电磁波，但已发射出去的电磁波还要发射电路的电磁振荡停止时，虽不再发射电磁波，但已发射出去的电磁波还要继续传播，继续传播，C C错误。错误。2.(2.(多选多选) )如图所示，有一水平放置、内壁光滑、绝缘的如图所示，有一水平放置、内壁光滑、绝缘的真空圆形管，半径为真空圆形管，半径为R R，有一带正电的粒子静止在管，有一带正电的粒子静止在管内，整个装置处于竖直向上的磁场中，要使带电粒子由内，整个装置处于竖直向上的磁场中，要使带电粒子由静止开始沿管做圆周运动，所加磁场可能是静止开始沿管做圆
36、周运动，所加磁场可能是( () )A.A.匀强磁场匀强磁场B.B.均匀增加的磁场均匀增加的磁场C.C.均匀减少的磁场均匀减少的磁场D.D.由于洛伦兹力不做功，不管加什么磁场都不能使带电粒子绕管运动由于洛伦兹力不做功，不管加什么磁场都不能使带电粒子绕管运动【解析解析】选选B B、C C。磁场对静止的电荷不产生力的作用，但当磁场变化时可产生。磁场对静止的电荷不产生力的作用，但当磁场变化时可产生电场，电场对带电粒子产生电场力的作用，带电粒子在电场力作用下可以产生电场，电场对带电粒子产生电场力的作用，带电粒子在电场力作用下可以产生加速度，故选加速度，故选B B、C C。【补偿训练补偿训练】( (多选多
37、选) )以下关于机械波与电磁波的说法中，正确的是以下关于机械波与电磁波的说法中，正确的是 ( () )A.A.机械波和电磁波，本质上是一致的机械波和电磁波，本质上是一致的B.B.机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速不仅与介质有关，而机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速不仅与介质有关，而且与电磁波的频率有关且与电磁波的频率有关C.C.机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波D.D.它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象【解析解析】选选B B、C C、D D。机械波由振动产生，电磁波由周期性变化的电场。机
38、械波由振动产生，电磁波由周期性变化的电场( (或磁场或磁场) )产生，机械波是能量波，传播需要介质，速度由介质决定，电磁波是物质波，产生，机械波是能量波，传播需要介质，速度由介质决定，电磁波是物质波，波速由介质和自身的频率共同决定；机械波有横波，也有纵波，而电磁波一定波速由介质和自身的频率共同决定；机械波有横波，也有纵波，而电磁波一定是横波，它们都能发生反射、折射、干涉和衍射等现象，故选项是横波，它们都能发生反射、折射、干涉和衍射等现象，故选项B B、C C、D D正确。正确。【拓展例题拓展例题】考查内容：考查内容：LCLC振荡电路分析振荡电路分析【典例示范典例示范】在在LCLC振荡电路中，若
39、已知电容振荡电路中，若已知电容C C，并测得电路的固有振荡周期，并测得电路的固有振荡周期T T，即可求得自感系数即可求得自感系数L L，为了提高测量精度，需多次改变，为了提高测量精度，需多次改变C C值并测得相应的值并测得相应的T T值，值，现将测得的六组数据标示在以现将测得的六组数据标示在以C C为横坐标，为横坐标，T T2 2为纵坐标的坐标纸上，即如图所示为纵坐标的坐标纸上，即如图所示用用“”表示的点。表示的点。(1)T(1)T、L L、C C的关系为的关系为_。(2)(2)根据图中给出的数据画出根据图中给出的数据画出T T2 2与与C C的关系图线。的关系图线。(3)(3)求得的求得的L
40、 L值是值是_。【解析解析】(1)(1)由周期公式由周期公式 得得T T2 2=4=42 2LCLC(2)(2)由由T T2 2=4=42 2LCLC，在，在L L不变的情况下，不变的情况下，T T2 2为为C C的正比例函数，因此的正比例函数，因此T T2 2-C-C图线为过原图线为过原点点(0(0，0)0)的直线，图线如图所示。的直线，图线如图所示。(3)(3)在如图所示的直线上任取两点，为减小误差，所取的两点间隔应尽可能在如图所示的直线上任取两点，为减小误差，所取的两点间隔应尽可能大，由大，由 得得 ，代入数据得，代入数据得L=36.8 mH(L=36.8 mH(在在35.135.138
41、.9 38.9 mHmH之间均正确之间均正确) )。答案：答案：(1)T(1)T2 2=4=42 2LCLC(2)(2)见解析图见解析图(3)36.8 mH(35.1(3)36.8 mH(35.138.9 mH38.9 mH之间均正确之间均正确) )【课堂回眸课堂回眸】课堂检测课堂检测素养达标素养达标1.1.关于关于LCLC振荡电路中的振荡电流，下列说法中正确的是振荡电路中的振荡电流，下列说法中正确的是( () )A.A.振荡电流最大时，电容器两极板间的场强最大振荡电流最大时，电容器两极板间的场强最大B.B.振荡电流为零时，线圈中自感电动势为零振荡电流为零时，线圈中自感电动势为零C.C.振荡电
42、流增大的过程中，线圈中的磁场能转化成电场能振荡电流增大的过程中，线圈中的磁场能转化成电场能D.D.振荡电流减小的过程中，线圈中的磁场能转化为电场能振荡电流减小的过程中，线圈中的磁场能转化为电场能【解析解析】选选D D。振荡电流最大时为电容器放电结束瞬间，场强为零，。振荡电流最大时为电容器放电结束瞬间，场强为零，A A错；振荡错；振荡电流为零时，电流为零时，LCLC回路振荡电流改变方向，这时的电流变化最快，电流强度变化回路振荡电流改变方向，这时的电流变化最快，电流强度变化率最大，线圈中自感电动势最大，率最大，线圈中自感电动势最大，B B错误；振荡电流增大时，线圈中电场能转化错误；振荡电流增大时，
43、线圈中电场能转化为磁场能，为磁场能，C C错误；振荡电流减小时，线圈中磁场能转化为电场能，错误；振荡电流减小时，线圈中磁场能转化为电场能，D D正确。正确。2.2.关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是( () )A.A.变化的磁场一定会产生变化的电场变化的磁场一定会产生变化的电场B.B.电磁波在真空中和介质中传播速度相同电磁波在真空中和介质中传播速度相同C.C.电磁波能产生干涉和衍射现象电磁波能产生干涉和衍射现象D.D.电磁波在同种介质中只能沿直线传播电磁波在同种介质中只能沿直线传播【解析解析】选选C C。均匀变化的磁场产生稳定的电场，故。均匀变化的磁场
44、产生稳定的电场，故A A项错误；电磁波在介质中项错误；电磁波在介质中传播速度比真空中的小，故传播速度比真空中的小，故B B项错误；电磁波能产生干涉和衍射现象，故项错误；电磁波能产生干涉和衍射现象，故C C项正项正确，确，D D项错误。项错误。3.3.如图所示，某瞬间回路中电流方向如箭头所示，且此时电容器的上极板如图所示，某瞬间回路中电流方向如箭头所示，且此时电容器的上极板A A带正带正电荷，则该瞬间电荷，则该瞬间( () )A.A.电流电流i i正在增大，线圈正在增大，线圈L L中的磁场也正在增大中的磁场也正在增大B.B.电容器两极板间的电压正在增大电容器两极板间的电压正在增大C.C.电容器带
45、电荷量正在减小电容器带电荷量正在减小D.D.线圈中电流产生的磁感应强度正在增强线圈中电流产生的磁感应强度正在增强【解析解析】选选B B。根据电流方向可知电容器正处于充电状态，电容器充电过程中，。根据电流方向可知电容器正处于充电状态，电容器充电过程中，回路中电流减小，磁场能减小，电场能增大，电容器带电荷量正在增大，电压回路中电流减小，磁场能减小，电场能增大，电容器带电荷量正在增大，电压正在增大，线圈中电流产生的磁场的磁感应强度正在减弱，故只有正在增大，线圈中电流产生的磁场的磁感应强度正在减弱，故只有B B正确。正确。4.4.用如图所示的用如图所示的LCLC电路，可以产生电磁振荡。设其中所用电容器
46、的电容为电路，可以产生电磁振荡。设其中所用电容器的电容为C C、线圈的自感系数为线圈的自感系数为L L，则该电路辐射电磁波的频率为，则该电路辐射电磁波的频率为_。若将所用电容。若将所用电容器的电容变为器的电容变为4C4C，线圈的自感系数不变，则电容器的带电量由最多逐渐减少到，线圈的自感系数不变，则电容器的带电量由最多逐渐减少到零所经历的时间零所经历的时间t=_t=_。【解析解析】电磁波的频率为电磁波的频率为 。电容变为电容变为4C4C时，振荡电流的周期为时，振荡电流的周期为 电容器的带电量由最多到零的时间为电容器的带电量由最多到零的时间为 个周期，个周期，则则 。答案：答案： 【新思维新思维新
47、考向新考向】ICIC卡内部有一个由电感线圈卡内部有一个由电感线圈L L和电容和电容C C构成的构成的LCLC振荡电路，公交车上的读卡机振荡电路，公交车上的读卡机( (刷卡时刷卡时“嘀嘀”的响一声的机器的响一声的机器) )向外发射某一特定频率的电磁波。刷卡时，向外发射某一特定频率的电磁波。刷卡时，ICIC卡内的线圈卡内的线圈L L中产生感应电流，给电容中产生感应电流，给电容C C充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输。片进行数据处理和传输。问题：问题：(1)IC(1)IC卡所需要的能量来自哪里？卡所需要的能量来自哪里？(2)(2)请解释一下请解释一下ICIC卡的工作原理。卡的工作原理。【解析解析】(1)IC(1)IC卡工作所需要的能量来自线圈卡工作所需要的能量来自线圈L L中产生的感应电流。中产生的感应电流。(2)(2)读卡机发射特定频率的电磁波，使电容读卡机发射特定频率的电磁波，使电容C C达到一定的电压，电压供芯片工作，达到一定的电压，电压供芯片工作，并向读卡机传输自身的数据信息。并向读卡机传输自身的数据信息。ICIC卡就可以有效地工作。卡就可以有效地工作。答案：答案：见解析见解析
