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章末素养提升
物理观念 LC振荡电路 1.电容器的电荷量、电压、电场强度、电场能的变化规律 2.电路中的电流，线圈中的磁感应强度、磁场能的变化规律 3.周期：T=　　　　　　，频率f=　　　　　　
电磁场与电磁波 1.麦克斯韦电磁理论 2.电磁波的形成：电磁场由近及远地向外传播 3.电磁波的特点
无线电波的 发射和接收 1.发射端 2.接收端
电磁波谱 波长由长到短 无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线
科学思维 1.会定性解释振荡电流周期性变化的原因 2.类比机械振动，推理得到振荡电流是一种交变电流
科学探究 能根据实验现象及结果提出问题；能通过实验收集关于电磁波如何发射与接收的信息；能解释赫兹的实验及电磁波的发射与接收；有主动与同学交流的积极性
科学态度 与责任 了解麦克斯韦和赫兹对电磁学发展的贡献，认识电磁理论对现代生活及科技的影响
例1　（2023·天津市北辰区高二期末）现代生活中人类与电磁波结下了不解之缘，关于电磁波下列陈述中符合事实的是（　　）
A.麦克斯韦首先用实验证实了电磁波的存在
B.红外线波长小于紫外线的波长
C.空间有变化的电场（或磁场）存在，不一定能形成电磁波
D.把手机放在抽成真空的玻璃盒中，拨打该手机号码，手机由于接收不到电磁波信号而无法接通
例2　关于电磁波的应用，下列说法正确的是（　　）
A.医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒
B.工业上利用γ射线检查金属部件内部有无砂眼或裂缝
C.刑侦上用紫外线拍摄指纹照片，因为紫外线有明显的热作用
D.卫星用红外遥感技术拍摄云图照片，因为红外线波长短，穿透能力较强
例3　（多选）（2021·福建卷）以声波作为信息载体的水声通信是水下长距离通信的主要手段。2020年11月10日，中国载人潜水器“奋斗者”号创造了10 909米深潜纪录。此次深潜作业利用了水声通信和电磁通信等多种通信方式进行指令传输或数据交换，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A.“奋斗者”号与“探索一号”通信的信息载体属于横波
B.“奋斗者”号与“沧海”号通信的信息载体属于横波
C.“探索一号”与通信卫星的实时通信可以通过机械波实现
D.“探索一号”与“探索二号”的通信过程也是能量传播的过程
例4　许多先进的军事作战单位都安装了有源相控阵雷达，如图所示。有源相控阵雷达是相控阵雷达的一种。有源相控阵雷达的每个辐射器都配装有一个发射—接收组件，每一个组件都能自己发射、接收电磁波，因此在频宽、信号处理和冗余度设计上都比无源相控阵雷达具有较大的优势。下列说法正确的是（　　）
A.雷达使用的电磁波是长波，它利用了长波容易发生衍射，可以绕开障碍物远距离传播的特点
B.雷达使用的电磁波是微波，它利用了微波直线性好，反射性强的特点
C.雷达的最大侦察距离应等于电磁波在雷达发射相邻两个脉冲的时间间隔内传播的距离
D.雷达使用的电磁波比红外遥感使用的电磁波频率大
例5　（多选）如图所示的LC振荡电路，当开关S转向右边发生振荡后，下列说法中正确的是（　　）
A.振荡电流达到最大值时，电容器上的带电荷量为零
B.振荡电流达到最大值时，磁场能最大
C.振荡电流为零时，电场能为零
D.振荡电流相邻两次为零的时间间隔等于振荡周期的一半
例6　（2023·成都市第七中学模拟）如图甲所示，LC电路中，周期T=4 s。已充电的平行板电容器两极板水平放置。开关S断开时，极板间有一带电灰尘恰好处于静止状态。当开关S闭合时，回路中的振荡电流i-t图像如图乙所示，规定顺时针为电流正方向，不计电路产生的内能及电磁辐射，g取10 m/s2。线圈中电流最大时（灰尘未打到极板），灰尘的加速度大小为　　　　　 m/s2；回路的磁场能在减小，且电容器上极板带负电，则回路应在　　　　　　时间段（选填“Oa”“ab”“bc”或“cd”）；灰尘在遇到极板之前，它的速度　　　　　　　　　（选填“不断增大”“不断减小”或“周期性增大、减小”）。
答案精析
2π　　λf　3×108 m/s
例1　C　［麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，而赫兹用实验证实了电磁波的存在，故A错误；红外线波长大于紫外线的波长，故B错误；均匀变化的电场（或磁场）只能产生恒定的磁场（或电场），将不能再产生电磁波，故C正确；电磁波在真空中也能传播，把手机放在抽成真空的玻璃盒中，手机能接收到电磁波的信号，故D错误。］
例2　B　［医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒，A错误；γ射线具有较强的穿透性，故工业上利用γ射线检查金属内部有无砂眼或裂缝，B正确；刑侦上用紫外线拍摄指纹照片，因为紫外线波长短，衍射条纹间距小，分辨率高，C错误；红外线的波长长，衍射能力较强，D错误。］
例3　BD　［根据题述，“奋斗者”号与“探索一号”通信是以声波作为信息载体的水声通信，为纵波，选项A错误；“奋斗者”号与“沧海”号通信是以无线蓝绿光作为信息载体的电磁波通信，而电磁波属于横波，选项B正确；由于“探索一号”与太空中的通信卫星相距很远，且太空中没有介质，机械波无法传播，所以“探索一号”与通信卫星的实时通信不能通过机械波实现，选项C错误；“探索一号”与“探索二号”利用水面无线通信，其通信过程也是能量传播的过程，选项D正确。］
例4　B　［雷达是根据发射和接收电磁波的时间间隔来测距和测速的，所以应采用直线性好、反射性强的微波，故A错误，B正确；根据2s=ct可知，雷达的最大侦察距离应等于电磁波在雷达发射相邻两个脉冲的时间间隔内传播距离的一半，故C错误；根据电磁波谱可知，无线电波的频率要小于红外线的频率，故D错误。］
例5　ABD　［由LC振荡电路电磁振荡的规律知，振荡电流最大时，即是放电刚结束时，电容器上的带电荷量为零，A正确；回路中电流最大时，线圈中磁场最强，磁场能最大，B正确；振荡电流为零时，充电结束，此时磁场能为零，电场能最大，C错误；振荡电流相邻两次为零的时间间隔恰好等于振荡周期的一半，D正确。］
例6　10　cd　不断增大
解析　线圈中电流最大时，线圈的磁场能最大，则电容器的电场能最小，可知电容器内的电场强度为零，所以灰尘的加速度大小为a=g=10 m/s2。回路的磁场能在减小，可知回路电流减小，电容器电场能增大，电容器正在充电，且电容器上极板带负电，则电流正流向正极板，为逆时针方向，此时回路应在cd时间段。由于S断开时灰尘处于静止状态，分析可知电场力等于重力，则灰尘下落时受到向上的电场力最大等于重力，可知灰尘在遇到极板之前，灰尘的加速度方向一直向下，它的速度不断增大。(共20张PPT)
DISIZHANG
第四章
章末素养提升
物理观念 LC振荡电路 1.电容器的电荷量、电压、电场强度、电场能的变化规律
2.电路中的电流，线圈中的磁感应强度、磁场能的变化规律
3.周期：T= ，频率f=_________
再现
素养知识
2π
物理观念 电磁场与电磁波 1.麦克斯韦电磁理论
2.电磁波的形成：电磁场由近及远地向外传播
3.电磁波的特点
物理观念 无线电波的发射和接收 1.发射端
2.接收端
电磁波谱 波长由长到短
无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线
科学思维 1.会定性解释振荡电流周期性变化的原因
2.类比机械振动，推理得到振荡电流是一种交变电流
科学探究 能根据实验现象及结果提出问题；能通过实验收集关于电磁波如何发射与接收的信息；能解释赫兹的实验及电磁波的发射与接收；有主动与同学交流的积极性
科学态度与责任 了解麦克斯韦和赫兹对电磁学发展的贡献，认识电磁理论对现代生活及科技的影响
　 (2023·天津市北辰区高二期末)现代生活中人类与电磁波结下了不解之缘，关于电磁波下列陈述中符合事实的是
A.麦克斯韦首先用实验证实了电磁波的存在
B.红外线波长小于紫外线的波长
C.空间有变化的电场(或磁场)存在，不一定能形成电磁波
D.把手机放在抽成真空的玻璃盒中，拨打该手机号码，手机由于接收不
到电磁波信号而无法接通
例1
提能
综合训练
√
麦克斯韦首先预言了电磁波的存在，而赫兹用实验证实了电磁波的存在，故A错误；
红外线波长大于紫外线的波长，故B错误；
均匀变化的电场(或磁场)只能产生恒定的磁场(或电场)，将不能再产生电磁波，故C正确；
电磁波在真空中也能传播，把手机放在抽成真空的玻璃盒中，手机能接收到电磁波的信号，故D错误。
关于电磁波的应用，下列说法正确的是
A.医院里常用X射线对病房和手术室进行消毒
B.工业上利用γ射线检查金属部件内部有无砂眼或裂缝
C.刑侦上用紫外线拍摄指纹照片，因为紫外线有明显的热作用
D.卫星用红外遥感技术拍摄云图照片，因为红外线波长短，穿透能力
较强
例2
√
医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒，A错误；
γ射线具有较强的穿透性，故工业上利用γ射线检查金属内部有无砂眼或裂缝，B正确；
刑侦上用紫外线拍摄指纹照片，因为紫外线波长短，衍射条纹间距小，分辨率高，C错误；
红外线的波长长，衍射能力较强，D错误。
(多选)(2021·福建卷)以声波作为信息载体的水声通信是水下长距离通信的主要手段。2020年11月10日，中国载人潜水器“奋斗者”号创造了10 909米深潜纪录。此次深潜作业利用了水声通信和电磁通信等多种通信方式进行指令传输或数据交换，如图所示。下列说法正确的是
例3
A.“奋斗者”号与“探索一号”通信的信息载体属于横波
B.“奋斗者”号与“沧海”号通信的信息载体属于横波
C.“探索一号”与通信卫星的实时通信可以通过机械波实现
D.“探索一号”与“探索二号”的通信过程也是能量传播的过程
√
√
根据题述，“奋斗者”号与“探索一
号”通信是以声波作为信息载体的水
声通信，为纵波，选项A错误；
“奋斗者”号与“沧海”号通信是以
无线蓝绿光作为信息载体的电磁波通
信，而电磁波属于横波，选项B正确；
由于“探索一号”与太空中的通信卫
星相距很远，且太空中没有介质，机
械波无法传播，所以“探索一号”与
通信卫星的实时通信不能通过机械波
实现，选项C错误；
“探索一号”与“探索二号”利用水面无线通信，其通信过程也是能量传播的过程，选项D正确。
许多先进的军事作战单位都安装了有源相控阵雷达，如图所示。有源相控阵雷达是相控阵雷达的一种。有源相控阵雷达的每个辐射器都配装有一个发射—接收组件，每一个组件都能自己发射、接收电磁波，因此在频宽、信号处理和冗余度设计上都比无源相控阵雷达具有较大的优势。下列说法正确的是
例4
A.雷达使用的电磁波是长波，它利用了长波容易发生
衍射，可以绕开障碍物远距离传播的特点
B.雷达使用的电磁波是微波，它利用了微波直线性好，
反射性强的特点
C.雷达的最大侦察距离应等于电磁波在雷达发射相邻
两个脉冲的时间间隔内传播的距离
D.雷达使用的电磁波比红外遥感使用的电磁波频率大
√
雷达是根据发射和接收电磁波的时间间隔来测距和
测速的，所以应采用直线性好、反射性强的微波，
故A错误，B正确；
根据2s=ct可知，雷达的最大侦察距离应等于电磁波
在雷达发射相邻两个脉冲的时间间隔内传播距离的一半，故C错误；
根据电磁波谱可知，无线电波的频率要小于红外线的频率，故D错误。
当开关S转向右边发生振荡后，下列说法中正确的是
A.振荡电流达到最大值时，电容器上的带电荷量为零
B.振荡电流达到最大值时，磁场能最大
C.振荡电流为零时，电场能为零
D.振荡电流相邻两次为零的时间间隔等于振荡周期的一半
例5
√
√
√
由LC振荡电路电磁振荡的规律知，振荡电流最大时，
即是放电刚结束时，电容器上的带电荷量为零，A正确；
回路中电流最大时，线圈中磁场最强，磁场能最大，
B正确；
振荡电流为零时，充电结束，此时磁场能为零，电场能最大，C错误；
振荡电流相邻两次为零的时间间隔恰好等于振荡周期的一半，D正确。
(2023·成都市第七中学模拟)如图甲所
示，LC电路中，周期T=4 s。已充电的平
行板电容器两极板水平放置。开关S断开
时，极板间有一带电灰尘恰好处于静止状态。当开关S闭合时，回路中的振荡电流i-t图像如图乙所示，规定顺时针为电流正方向，不计电路产生的内能及电磁辐射，g取10 m/s2。线圈中电流最大时(灰尘未打到极板)，灰尘的加速度大小为　　 m/s2；回路的磁场能在减小，且电容器上极板带负电，则回路应在
　　时间段(选填“Oa”“ab”“bc”或“cd”)；灰尘在遇到极板之前，它的速度　　　　 (选填“不断增大”“不断减小”或“周期性增大、减小”)。
例６
10
cd
不断增大
线圈中电流最大时，线圈的磁场能
最大，则电容器的电场能最小，可
知电容器内的电场强度为零，所以
灰尘的加速度大小为a=g=10 m/s2。回路的磁场能在减小，可知回路电流减小，电容器电场能增大，电容器正在充电，且电容器上极板带负电，则电流正流向正极板，为逆时针方向，此时回路应在cd时间段。由于S断开时灰尘处于静止状态，分析可知电场力等于重力，则灰尘下落时受到向上的电场力最大等于重力，可知灰尘在遇到极板之前，灰尘的加速度方向一直向下，它的速度不断增大。

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