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第1节　电磁波的产生
(分值:100分)
选择题1~10题,每小题8分,11~12题,每小题10分,共100分。
对点题组练
题组一　麦克斯韦的预言　电磁波
1.关于电磁场和电磁波,下列说法正确的是 (　　)
均匀变化的电场产生均匀变化的磁场
只要空间某个区域有周期性变化的电场或磁场,就能产生电磁波
麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
电磁波的传播一定需要介质
2.(多选)如图所示为著名物理学家费曼设计的一个实验装置:水平绝缘圆盘可绕通过其中心的竖直光滑轴自由转动,圆盘边缘固定着若干金属小球,在圆盘的中部有一个导电线圈。在线圈接通电源的瞬间发现圆盘发生了转动,则下列说法正确的是 (　　)
圆盘上的金属小球带电
圆盘上的金属小球不带电
接通线圈电源的瞬间在圆盘上的金属小球所在处产生了电场
接通线圈电源的瞬间在圆盘上的金属小球所在处只产生了磁场
题组二　电磁振荡的产生及其规律
3.(2024·山东烟台市期末)在LC振荡电路中,下列说法正确的是 (　　)
电感线圈中的电流最大时,电容器中电场能最大
电容器两极板间电压最大时,线圈中磁场能最大
在一个周期内,电容器充电一次,放电一次
在一个周期内,电路中的电流方向改变两次
4.(2024·福建厦门外国语高二统考期中)为营造更为公平公正的高考环境,“反作弊”工具金属探测仪(如图甲所示)被各考点广为使用。如图乙所示为探测仪的内部结构,由线圈与电容器构成LC振荡电路,当探测仪检测到金属物体时,探测仪的蜂鸣器发出声响。已知某时刻,探测仪中电路里的电流方向由b流向a,且电流正在减小,则下列说法正确的是 (　　)
此时线圈的自感电动势正在减小
此时线圈的磁场能转化为电场能
探测仪靠近金属时,金属被磁化
若探测仪与金属保持相对静止,则金属中不会产生感应电流
5.(2024·江苏南京市期末)LC振荡电路,极板M的带电量随时间的变化如图所示。在某段时间里,回路磁场能在减小,电流方向为顺时针,则这段时间对应图像中哪一段 (　　)
0~t1 t1~t2
t2~t3 t3~t4
6.如图甲所示的振荡电路中,电容器极板间电压随时间的变化规律如图乙所示,则电路中振荡电流随时间的变化图像是(振荡电流以电路中逆时针方向为正方向) (　　)
A B
C D
题组三　电磁振荡的周期和频率
7.在LC振荡电路中,用以下哪种办法可以使振荡频率增大一倍 (　　)
自感L和电容C都增大一倍
自感L增大一倍,电容C减小一半
自感L减小一半,电容C增大一倍
自感L和电容C都减小一半
8.图甲为LC振荡电路,通过P点的电流如图乙,P点电流向左为正,下列说法正确的是 (　　)
0~t1电容器上极板带正电
t1~t2电容器中的电场能增大
在t3时刻,线圈中的磁场能最大
增大电容器两板间距,振荡电流的周期将减小
综合提升练
9.(2024·广东广州市期末)如图所示是LC振荡电路和通过点P的电流随时间变化的规律。若把流过点P向右的电流规定为正方向,则下列说法中正确的是 (　　)
在t1~t2内,电场能减小,磁场能增大
在t1~t2内,点P的电势比点Q的电势高
在t2~t3内,电容器C处于充电过程中
在t3~t4内,电容器C的上极板带正电
10.(多选)(2024·河北邢台市五岳联盟联考)车辆智能道闸系统的简化原理图如图甲所示,预埋在地面下的地感线圈L和电容器C构成LC 振荡电路,当车辆靠近地感线圈时,线圈自感系数变大,使得振荡电流频率发生变化,检测器将该信号发送至车牌识别器,从而向闸机发送起杆或落杆指令。某段时间振荡电路中的电流—时间关系图像如图乙所示,则下列有关说法正确的是 (　　)
t1时刻电容器两端的电压为零
t1~t2时间内,线圈的磁场能逐渐增大
汽车靠近线圈时,振荡电流的频率变小
t3~t4时间内,汽车正在靠近地感线圈
11.(多选)(2024·浙江名校联盟联考)如图所示为一款地下金属探测仪,探测仪内部结构可简化为线圈与电容器构成的LC振荡电路,当探测仪检测到附近有金属物时,探测仪连接的蜂鸣器会发出声响。已知如图所示的探测仪中电路里的电流强度正在增加过程中,则下列说法错误的是 (　　)
电流的方向由D向左流向C
此过程是放电过程,且如果此时是放电结束时,线圈的自感电动势最大
A极板带正电,AB内电场强度增大
如果线圈中插入铁芯,振荡电路的周期变大
培优加强练
12.(2024·江苏南通期末)如图所示,储罐中有不导电液体,将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成电容为C的电容器置于储罐中,电容器可通过开关S与自感系数为L的线圈或电源相连。当开关从a拨到b开始计时,L与C构成的回路中产生振荡电流,则线圈中的电流增大
线圈中的自感电动势减小
电容器极板间的电场强度增大
电容器极板上的电荷量减小
第1节　电磁波的产生
1.B　[均匀变化的电场只能产生恒定的磁场，A项错误；周期性变化的电场和周期性变化的磁场总是交替产生，且能由发生的区域向周围空间传播，产生电磁波，B项正确；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，C项错误；电磁波可以在真空中传播，D项错误。]
2.AC　[线圈接通电源瞬间，线圈中的电流增大，产生的磁场增强，则根据麦克斯韦电磁场理论可知，变化的磁场产生电场，从而导致带电小球受到电场力，圆盘转动，故A、C正确。]
3.D　[电感线圈中的电流最大时，线圈的磁场能最大，电容器中电场能最小，选项A错误；电容器两极板间电压最大时，电场能最大，线圈中磁场能最小，选项B错误；在一个周期内，电容器充电两次，放电两次，选项C错误；在一个周期内，电路中的电流方向改变两次，选项D正确。]
4.B　[电流的方向由b流向a，且电流强度正在减小，故此时为电容器充电过程，电场能增加，磁场能减小，故自感电动势阻碍电流的减小，则该时刻线圈的自感电动势正在增大，故A错误，B正确；若探测仪靠近金属时，含有铁等磁性金属会发生磁化，其他金属不行，故C错误；此时电流强度正在减小过程中，虽然探测仪与金属保持相对静止，金属也会产生感应电流，故D错误。]
5.D　[依题意，在LC振荡电路中，回路磁场能在减小，说明线圈L正在对电容器C进行充电，把储存的磁场能转化为电容器极板间的电场能，由于回路中电流为顺时针方向，则此时M极板带正电，且所带电荷量逐渐增大，结合图像可知对应的这段时间为t3～t4，故D正确。]
6.D　[电容器极板间的电压U＝，随电容器带电荷量的增加而增大，随电容器带电荷量的减少而减少，由图乙可知，在0～这段时间内电容器充电，且UAB>0，即φA>φB，A板应带正电，只有顺时针方向的电流才能使A板被充电后带正电，同时考虑到t＝0时刻电压为零，电容器带电荷量为零，电流最大，可知t＝0时刻，电流为负向最大，所以选项D正确。]
7.D　[根据LC振荡电路频率公式f＝可知，当L、C都减小一半时，f增大一倍。故D正确。]
8.D　[根据图乙可知，0～t1内电流逐渐减小，则磁场能逐渐减小，电场能逐渐增大，电容器被充电，且电流为正方向，即电流方向为逆时针方向，可知下极板带正电，上极板带负电，故A错误；t1～t2内电流逐渐增大，则磁场能逐渐增大，电场能逐渐减小，故B错误；在t3时刻，电流为0，则线圈中的磁场能最小，故C错误；增大电容器两板间距，根据C＝，T＝2π，可知电容减小，振荡电流的周期减小，故D正确。]
9.D　[在t1～t2内，回路中的电流顺时针方向减小，则电容器正在充电，则电场能增加，磁场能减小；电容器下极板带正电，上极板带负电，则点P的电势比点Q的电势低，A、B错误；在t2～t3内，回路中电流逆时针方向增加，可知电容器C处于放电过程中，C错误；在t3～t4内，回路中电流逆时针方向减小，电容器正在充电，则电容器C的上极板带正电，D正确。]
10.AC　[t1时刻电流最大，电容器极板上所带电荷量为0 ，根据C＝可知，电容器两端的电压为零，A正确；t1～t2时间内，电流减小，电流产生磁场，所以磁场能逐渐减小，B错误；当车辆靠近线圈时，线圈自感系数变大，根据f＝可知，振荡电流的频率变小，C正确；从图乙中可知，在t3～t4时间内，震荡电流频率变大，根据f＝可知，线圈自感系数变小，与车辆靠近线圈时，线圈自感系数变大矛盾，D错误。]
11.BC　[根据安培定则可知，该时刻电流的方向由D流向C；电流强度正在增大，则磁场能增大，电场能减小，电容器正在放电，根据振荡电流周期性变化的规律可知电流的变化率正在减小，则该时刻线圈的自感电动势正在减小，所以放电结束时，线圈的自感电动势为零，故A不符合题意，B符合题意；因为电容器放电，且电流的方向由D流向C，所以A极板带正电，AB内电场强度逐渐减小，故C符合题意；如果线圈中插入铁芯，所以其自感系数L增大，根据公式T＝2π可知，振荡电路的周期变大，故D不符合题意。]
12.C　[LC振荡电路的周期T＝2π，电容器电荷量随时间变化如图所示
在学习目标　1.能了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想。2.能了解电磁振荡和电磁波。3.知道电磁波的产生及与电磁波相关的物质观念。4.能用电磁振荡解释电场能与磁场能的相互转化，能分析电磁波的产生、传播和接收等问题。
知识点一　麦克斯韦的预言　电磁波
如图所示的实验装置，当接在高压感应圈上的两金属球间有电火花时，导线环上两小球间也会产生电火花，这是为什么？这个实验证实了什么？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.麦克斯韦的预言
(1)变化的磁场周围会产生电场
在变化的磁场周围会激发出一种电场——涡旋电场。只要磁场发生变化，就有涡旋电场。如果磁场随时间均匀变化，则激发的涡旋电场是________的，即涡旋电场不随时间变化；如果磁场随时间不均匀变化，则激发的涡旋电场随时间________。
(2)变化的电场周围会产生磁场
即使没有电流存在，只要空间某处的电场发生变化，也会在其周围产生______。如果电场随时间均匀变化，则激发的磁场是______的；如果电场随时间不均匀变化，则激发的磁场随时间________。
变化的电场产生磁场示意图
2.电磁场与电磁波
交变的电场周围产生频率________的交变的磁场，交变的磁场周围产生频率________的交变的电场。交变的电场和交变的磁场相互联系在一起，就会在空间形成一个统一的、不可分割的________。这种在空间交替变化并传播出去的电磁场就形成了________。
3.________实验证实了电磁波的存在。
【思考】
　空间存在如图所示的电场，那么在空间能不能产生磁场？在空间能不能形成电磁波？
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例1 关于麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是(　　)
A.在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场
B.在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场
C.均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场
D.周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场
听课笔记　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例2 用麦克斯韦电磁场理论判断如图所示的四组电场(左侧)产生的磁场(右侧)，或磁场(左侧)产生的电场(右侧)随时间t的变化规律，其中错误的是(　　)
归纳提升　对麦克斯韦电磁场理论的理解
知识点二　电磁振荡的产生及其规律
如图所示，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关掷向2。
INCLUDEPICTURE"W562.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\课件\\同步\\2025（春）物理 选择性必修 第二册 鲁科版\\学生word文档\\W562.TIF" \* MERGEFORMATINET
(1)电容器通过线圈放电过程中，线圈中的电流怎样变化？电容器的电场能转化为什么形式的能？
(2)在电容器反向充电过程中，线圈中电流如何变化？电容器和线圈中的能量是如何转化的？
(3)线圈中自感电动势的作用是什么？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.振荡电流：大小和________都周期性变化的电流。
2.振荡电路：产生________的电路称为振荡电路。由电感线圈L和电容器C所组成的电路就是一种基本的振荡电路，称为____________，如图所示。
INCLUDEPICTURE"L490.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\课件\\同步\\2025（春）物理 选择性必修 第二册 鲁科版\\学生word文档\\L490.TIF" \* MERGEFORMATINET
3.电磁振荡
在LC振荡电路中，与振荡电流相联系的电场和磁场也周期性____________，电场能和磁场能____________，这种现象称为电磁振荡。
【思考】
　如图所示，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关掷向2。以逆时针方向为电流正方向，以S接通2接线柱这一刻为t＝0时刻。完成下列表格。
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电路状态
时刻t 0 T T
电荷量q 最多 ________ ________ ________ 最多
电场能E电 最大 ________ ________ ________ 最大
电流i 0 ________ ________ ________ 0
磁场能E磁 0 ________ 0 ________ 0
振荡规律 INCLUDEPICTURE"AB324.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\课件\\同步\\2025（春）物理 选择性必修 第二册 鲁科版\\学生word文档\\AB324.TIF" \* MERGEFORMATINET
例3 (多选)LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，则(　　)
INCLUDEPICTURE"AB325.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\课件\\同步\\2025（春）物理 选择性必修 第二册 鲁科版\\学生word文档\\AB325.TIF" \* MERGEFORMATINET
A.若磁场正在减弱，则电容器正在充电，电流由b向a
B.若磁场正在减弱，则电场能正在增大，电容器上板带负电
C.若磁场正在增强，则电场能正在减少，电容器上板带正电
D.若磁场正在增强，则电容器正在放电，电流方向由a向b
INCLUDEPICTURE"方法点拨.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\课件\\同步\\2025（春）物理 选择性必修 第二册 鲁科版\\学生word文档\\方法点拨.tif" \* MERGEFORMATINET
LC振荡电路充、放电过程的判断方法
(1)根据电流流向判断，当电流流向带正电的极板时，处于充电过程；反之，处于放电过程。
(2)根据物理量的变化趋势判断：当电容器的带电荷量q(U、E)增大时，处于充电过程；反之，处于放电过程。
(3)根据能量判断：电场能增加时，处于充电过程；磁场能增加时，处于放电过程。　　　　
例4 (多选)(鲁科版教材P98节练习2改编)在理想LC振荡电路中的某时刻，电容器极板间的场强E的方向如图所示，M是电路中的一点。若该时刻电容器正在放电，下列说法正确的是(　　)
INCLUDEPICTURE"AB326.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\课件\\同步\\2025（春）物理 选择性必修 第二册 鲁科版\\学生word文档\\AB326.TIF" \* MERGEFORMATINET
A.电路中的磁场能在增大
B.流过M点的电流方向向右
C.电路中电流正在减小
D.电容器两板间的电压在增加
听课笔记　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
INCLUDEPICTURE"归纳提升.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\课件\\同步\\2025（春）物理 选择性必修 第二册 鲁科版\\学生word文档\\归纳提升.tif" \* MERGEFORMATINET
1.在LC振荡电路发生电磁振荡的过程中，与电容器有关的物理量：电荷量q、电场强度E、电场能EE是同步变化的，即q↓→E↓→EE↓(或q↑→E↑→EE↑)。
与线圈有关的物理量：振荡电流i、磁感应强度B、磁场能EB也是同步变化的，即i↓→B↓→EB↓(或i↑→B↑→EB↑)。
2.在LC振荡过程中，电容器上的三个物理量q、E、EE增大时，线圈中的三个物理量i、B、EB减小，即q、E、EE↑i、B、EB↓。　　　　
知识点三　电磁振荡的周期和频率
1.电磁振荡的周期T：电磁振荡完成一次____________的时间。
2.电磁振荡的频率f：完成周期性变化的次数与所用时间之比，数值等于单位时间内完成的____________的次数。如果振荡电路没有能量损耗，也不受其他外界条件影响，这时的周期和频率叫作振荡电路的________周期和________频率。
3.LC振荡电路的周期和频率公式：T＝________，f＝____________。
其中：周期(T)、频率(f)、电感(L)、电容(C)的单位分别是秒(s)、赫兹(Hz)、亨利(H)、法拉(F)。
4.LC电路中的i、B、q、电场强度E的变化周期也是T＝2π，在一个周期内方向改变两次。
5.电场能、磁场能也在做周期性变化，但是它们的变化周期是振荡周期的一半，即T′＝＝π。
【思考判断】
　如图所示的振荡电路，要增大振荡电路的频率。判断下列方法是否正确。
(1)减少电容器的带电荷量。(　　)
(2)在线圈中放入软铁棒作铁芯。(　　)
(3)减少线圈匝数。(　　)
例5 某个智能玩具的音响开关与LC电路中的电流有关，如图所示为玩具内的LC振荡电路部分。已知线圈自感系数L＝2.5×10－3 H，电容器电容C＝4 μF，在电容器开始放电时(取t＝0)，上极板带正电，下极板带负电，则(　　)
INCLUDEPICTURE"AB328.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\课件\\同步\\2025（春）物理 选择性必修 第二册 鲁科版\\学生word文档\\AB328.TIF" \* MERGEFORMATINET
A.LC振荡电路的周期T＝π×10－4 s
B.当t＝π×10－4 s时，电容器上极板带正电
C.当t＝×10－4 s时，电路中电流方向为顺时针
D.当t＝×10－4 s时，电场能正转化为磁场能
随堂对点自测
1.(麦克斯韦的预言　电磁波)如图所示的四种电场中，哪一种能产生电磁波(　　)
2.(电磁振荡的产生及其规律)(多选)无线话筒是LC振荡电路的一个典型应用。在LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，且电容器上极板带正电，下列说法正确的是(　　)
INCLUDEPICTURE"AB331.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\课件\\同步\\2025（春）物理 选择性必修 第二册 鲁科版\\学生word文档\\AB331.TIF" \* MERGEFORMATINET
A.电容器正在放电
B.振荡电流正在减小
C.电路中电流沿逆时针方向
D.磁场能正在向电场能转化
3.(电磁振荡的周期和频率)在LC振荡电路中，电容器极板上的带电荷量从最大值变化到零所需的最短时间是(　　)
A. B.
C. D.2π
第1节　电磁波的产生
知识点一
导学
提示　当A、B两金属球间产生电火花时就会产生变化的电磁场，这种变化的电磁场传播到谐振器时，在谐振器中激发出感应电动势，使谐振器上两小球间也产生电火花。这个实验证实了电磁波的存在。
知识梳理
1.(1)稳定　变化　(2)磁场　稳定　变化
2.相同　相同　电磁场　电磁波
3.赫兹
[思考] 提示　如题图所示的电场是均匀变化的，根据麦克斯韦电磁场理论可知在空间激发出磁场，但磁场恒定，不会激发出新的电场，故不会产生电磁波。
例1 D　[根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场能产生磁场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，周期性变化的电场周围产生周期性变化的磁场。]
例2 C　[恒定的电场不产生磁场，选项A正确；均匀变化的电场产生恒定的磁场，选项B正确；周期性变化的磁场产生同频率周期性变化的电场，产生的电场的电场强度与磁场的磁感应强度的变化率成正比，对应正弦曲线，t＝0时，磁场的磁感应强度的变化率最大，故产生的电场的电场强度最大，选项C错误，D正确。]
知识点二
导学
提示　(1)电容器放电过程中，线圈中的电流逐渐增大　电容器的电场能转化为磁场能。
(2)在电容器反向充电过程中，线圈中电流逐渐减小　线圈中的磁场能转化为电容器的电场能。
(3)线圈中电流变化时，产生的自感电动势阻碍电流的变化。
知识梳理
1.方向
2.振荡电流　LC振荡电路
3.交替变化　相互转化
[思考]
0　最多　0　0　最大　0　正向最大　0　反向最大　最大　最大
例3 ABC　[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b向a，电场能增大，上极板带负电，故选项A、B正确；若磁场正在增强，则电流在增大，是放电过程，电场能正在减少，根据安培定则，可判断电流由b向a，上极板带正电，故选项C正确，D错误。]
例4 AB　[由题意可知，该时刻电容器正在放电，则电流逐渐变大，电路中的磁场能在增大；由图可知，此时电容器上极板带正电，放电时电流由正极板流向负极板，所以流过M点的电流方向向右；电容器两板间的电压在减小，故A、B正确，C、D错误。]
知识点三
1.周期性变化
2.周期性变化　固有　固有
3.2π　
[思考判断] (1)×　(2)×　(3)√
例5 C　[LC振荡电路的周期T＝2π＝2π× s＝2π×10－4 s，选项A错误；当t＝π×10－4 s＝时，电容器反向充满电，所以电容器上极板带负电，选项B错误；当t＝×10－4 s时，即0随堂对点自测
1.D
2.BD　[根据安培定则，可知回路中电流为顺时针方向，电容器上极板带正电，下极板带负电，故电容器正在充电，电流减小，磁场减弱，电场增强，磁场能正在向电场能转化。故A、C错误，B、D正确。]
3.B　[LC振荡电路的周期T＝2π，其电容器极板上的带电荷量从最大值变化到零所需的最短时间t＝，所以t＝，故B正确。](共55张PPT)
第1节　电磁波的产生
第4章 电磁波
1.能了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想。2.能了解电磁振荡和电磁波。3.知道电磁波的产生及与电磁波相关的物质观念。4.能用电磁振荡解释电场能与磁场能的相互转化，能分析电磁波的产生、传播和接收等问题。
学习目标
目 录
CONTENTS
知识点
01
随堂对点自测
02
课后巩固训练
03
知识点
1
知识点二　电磁振荡的产生及其规律
知识点一　麦克斯韦的预言　电磁波
知识点三　电磁振荡的周期和频率
知识点一　麦克斯韦的预言　电磁波
如图所示的实验装置，当接在高压感应圈上的两金属球间有电火花时，导线环上两小球间也会产生电火花，这是为什么？这个实验证实了什么？
提示　当A、B两金属球间产生电火花时就会产生变化的电磁场，这种变化的电磁场传播到谐振器时，在谐振器中激发出感应电动势，使谐振器上两小球间也产生电火花。这个实验证实了电磁波的存在。
1.麦克斯韦的预言
(1)变化的磁场周围会产生电场
在变化的磁场周围会激发出一种电场——涡旋电场。只要磁场发生变化，就有涡旋电场。如果磁场随时间均匀变化，则激发的涡旋电场是______的，即涡旋电场不随时间变化；如果磁场随时间不均匀变化，则激发的涡旋电场随时间______。
稳定
变化
(2)变化的电场周围会产生磁场
即使没有电流存在，只要空间某处的电场发生变化，也会在其周围产生______。如果电场随时间均匀变化，则激发的磁场是______的；如果电场随时间不均匀变化，则激发的磁场随时间______。
变化的电场产生磁场示意图
磁场
稳定
变化
2.电磁场与电磁波
交变的电场周围产生频率______的交变的磁场，交变的磁场周围产生频率______的交变的电场。交变的电场和交变的磁场相互联系在一起，就会在空间形成一个统一的、不可分割的________。这种在空间交替变化并传播出去的电磁场就形成了________。
3.______ 实验证实了电磁波的存在。
相同
相同
电磁场
电磁波
赫兹
【思考】
空间存在如图所示的电场，那么在空间能不能产生磁场？在空间能不能形成电磁波？
提示　如题图所示的电场是均匀变化的，根据麦克斯韦电磁场理论可知在空间激发出磁场，但磁场恒定，不会激发出新的电场，故不会产生电磁波。
例1 关于麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是(　　)
A.在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场
B.在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化的电场
C.均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场
D.周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场
D
解析　根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场能产生磁场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，周期性变化的电场周围产生周期性变化的磁场。
C
例2 用麦克斯韦电磁场理论判断如图所示的四组电场(左侧)产生的磁场(右侧)，或磁场(左侧)产生的电场(右侧)随时间t的变化规律，其中错误的是(　　)
解析　恒定的电场不产生磁场，选项A正确；均匀变化的电场产生恒定的磁场，选项B正确；周期性变化的磁场产生同频率周期性变化的电场，产生的电场的电场强度与磁场的磁感应强度的变化率成正比，对应正弦曲线，t＝0时，磁场的磁感应强度的变化率最大，故产生的电场的电场强度最大，选项C错误，D正确。
归纳提升　对麦克斯韦电磁场理论的理解
知识点二　电磁振荡的产生及其规律
如图所示，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关掷向2。
(1)电容器通过线圈放电过程中，线圈中的电流怎样变化？电容器的电场能转化为什么形式的能？
(2)在电容器反向充电过程中，线圈中电流如何变化？电容器和线圈中的能量是如何转化的？
(3)线圈中自感电动势的作用是什么？
提示　(1)电容器放电过程中，线圈中的电流逐渐增大　电容器的电场能转化为磁场能。
(2)在电容器反向充电过程中，线圈中电流逐渐减小　线圈中的磁场能转化为电容器的电场能。
(3)线圈中电流变化时，产生的自感电动势阻碍电流的变化。
1.振荡电流：大小和______都周期性变化的电流。
2.振荡电路：产生__________的电路称为振荡电路。由电感线圈L和电容器C所组成的电路就是一种基本的振荡电路，称为______________，如图所示。
方向
振荡电流
LC振荡电路
3.电磁振荡
在LC振荡电路中，与振荡电流相联系的电场和磁场也周期性__________，电场能和磁场能__________，这种现象称为电磁振荡。
交替变化
相互转化
如图所示，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关掷向2。以逆时针方向为电流正方向，以S接通2接线柱这一刻为t＝0时刻。完成下列表格。
【思考】
0
最多
0
电场能E电 最大 ____ ______ ____ 最大
电流i 0 __________ ____ __________ 0
磁场能E磁 0 ______ 0 ______ 0
振荡规律
0
最大
0
正向最大
0
反向最大
最大
最大
例3 (多选)LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，则(　　 )
ABC
A.若磁场正在减弱，则电容器正在充电，电流由b向a
B.若磁场正在减弱，则电场能正在增大，电容器上板带负电
C.若磁场正在增强，则电场能正在减少，电容器上板带正电
D.若磁场正在增强，则电容器正在放电，电流方向由a向b
解析　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b向a，电场能增大，上极板带负电，故选
项A、B正确；若磁场正在增强，则电流在增大，是放电过程，电场能正在减少，根据安培定则，可判断电流由b向a，上极板带正电，故选项C正确，D错误。
LC振荡电路充、放电过程的判断方法
(1)根据电流流向判断，当电流流向带正电的极板时，处于充电过程；反之，处于放电过程。
(2)根据物理量的变化趋势判断：当电容器的带电荷量q(U、E)增大时，处于充电过程；反之，处于放电过程。
(3)根据能量判断：电场能增加时，处于充电过程；磁场能增加时，处于放电过程。　　　　
例4 (多选)(鲁科版教材P98节练习2改编)在理想LC振荡电路中的某时刻，电容器极板间的场强E的方向如图所示，M是电路中的一点。若该时刻电容器正在放电，下列说法正确的是(　　)
A.电路中的磁场能在增大
B.流过M点的电流方向向右
C.电路中电流正在减小
D.电容器两板间的电压在增加
AB
解析　由题意可知，该时刻电容器正在放电，则电流逐渐变大，电路中的磁场能在增大；由图可知，此时电容器上极板带正电，放电时电流由正极板流向负极板，所以流过M点的电流方向向右；电容器两板间的电压在减小，故A、B正确，C、D错误。
知识点三　电磁振荡的周期和频率
1.电磁振荡的周期T：电磁振荡完成一次____________的时间。
2.电磁振荡的频率f：完成周期性变化的次数与所用时间之比，数值等于单位时间内完成的____________的次数。如果振荡电路没有能量损耗，也不受其他外界条件影响，这时的周期和频率叫作振荡电路的______周期和______频率。
周期性变化
周期性变化
固有
固有
如图所示的振荡电路，要增大振荡电路的频率。判断下列方法是否正确。
【思考判断】
(1)减少电容器的带电荷量。( )
(2)在线圈中放入软铁棒作铁芯。( )
(3)减少线圈匝数。( )
×
×
√
例5 某个智能玩具的音响开关与LC电路中的电流有关，如图所示为玩具内的LC振荡电路部分。已知线圈自感系数L＝2.5×10－3 H，电容器电容C＝4 μF，在电容器开始放电时(取t＝0)，上极板带正电，下极板带负电，则(　　)
C
随堂对点自测
2
D
1.(麦克斯韦的预言　电磁波)如图所示的四种电场中，哪一种能产生电磁波(　　)
BD
2.(电磁振荡的产生及其规律)(多选)无线话筒是LC振荡电路的一个典型应用。在LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，且电容器上极板带正电，下列说法正确的是(　　)
A.电容器正在放电
B.振荡电流正在减小
C.电路中电流沿逆时针方向
D.磁场能正在向电场能转化
解析　根据安培定则，可知回路中电流为顺时针方向，电容器上极板带正电，下极板带负电，故电容器正在充电，电流减小，磁场减弱，电场增强，磁场能正在向电场能转化。故A、C错误，B、D正确。
B
3.(电磁振荡的周期和频率)在LC振荡电路中，电容器极板上的带电荷量从最大值变化到零所需的最短时间是(　　)
课后巩固训练
3
B
对点题组练
题组一　麦克斯韦的预言　电磁波
1.关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是(　　)
A.均匀变化的电场产生均匀变化的磁场
B.只要空间某个区域有周期性变化的电场或磁场，就能产生电磁波
C.麦克斯韦第一次用实验证实了电磁波的存在
D.电磁波的传播一定需要介质
解析　均匀变化的电场只能产生恒定的磁场，A项错误；周期性变化的电场和周期性变化的磁场总是交替产生，且能由发生的区域向周围空间传播，产生电磁波，B项正确；麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，C项错误；电磁波可以在真空中传播，D项错误。
AC
2.(多选)如图所示为著名物理学家费曼设计的一个实验装置：水平绝缘圆盘可绕通过其中心的竖直光滑轴自由转动，圆盘边缘固定着若干金属小球，在圆盘的中部有一个导电线圈。在线圈接通电源的瞬间发现圆盘发生了转动，则下列说法正确的是(　　)
A.圆盘上的金属小球带电
B.圆盘上的金属小球不带电
C.接通线圈电源的瞬间在圆盘上的金属小球所在处产生了
电场
D.接通线圈电源的瞬间在圆盘上的金属小球所在处只产生了磁场
解析　线圈接通电源瞬间，线圈中的电流增大，产生的磁场增强，则根据麦克斯韦电磁场理论可知，变化的磁场产生电场，从而导致带电小球受到电场力，圆盘转动，故A、C正确。
D
题组二　电磁振荡的产生及其规律
3.(2024·山东烟台市期末)在LC振荡电路中，下列说法正确的是(　　)
A.电感线圈中的电流最大时，电容器中电场能最大
B.电容器两极板间电压最大时，线圈中磁场能最大
C.在一个周期内，电容器充电一次，放电一次
D.在一个周期内，电路中的电流方向改变两次
解析　电感线圈中的电流最大时，线圈的磁场能最大，电容器中电场能最小，选项A错误；电容器两极板间电压最大时，电场能最大，线圈中磁场能最小，选项B错误；在一个周期内，电容器充电两次，放电两次，选项C错误；在一个周期内，电路中的电流方向改变两次，选项D正确。
B
4.(2024·福建厦门外国语高二统考期中)为营造更为公平公正的高考环境，“反作弊”工具金属探测仪(如图甲所示)被各考点广为使用。如图乙所示为探测仪的内部结构，由线圈与电容器构成LC振荡电路，当探测仪检测到金属物体时，探测仪的蜂鸣器发出声响。已知某时刻，探测仪中电路里的电流方向由b流向a，且电流正在减小，则下列说法正确的是(　　)
A.此时线圈的自感电动势正在减小
B.此时线圈的磁场能转化为电场能
C.探测仪靠近金属时，金属被磁化
D.若探测仪与金属保持相对静止，则金属中不会产生感应电流
解析　电流的方向由b流向a，且电流强度正在减小，故此时为电容器充电过程，电场能增加，磁场能减小，故自感电动势阻碍电流的减小，则该时刻线圈的自感电动势正在增大，故A错误，B正确；若探测仪靠近金属时，含有铁等磁性金属会发生磁化，其他金属不行，故C错误；此时电流强度正在减小过程中，虽然探测仪与金属保持相对静止，金属也会产生感应电流，故D错误。
D
5.(2024·江苏南京市期末)LC振荡电路，极板M的带电量随时间的变化如图所示。在某段时间里，回路磁场能在减小，电流方向为顺时针，则这段时间对应图像中哪一段(　　)
A.0～t1 B.t1～t2
C.t2～t3 D.t3～t4
解析　依题意，在LC振荡电路中，回路磁场能在减小，说明线圈L正在对电容器C进行充电，把储存的磁场能转化为电容器极板间的电场能，由于回路中电流为顺时针方向，则此时M极板带正电，且所带电荷量逐渐增大，结合图像可知对应的这段时间为t3～t4，故D正确。
D
6.如图甲所示的振荡电路中，电容器极板间电压随时间的变化规律如图乙所示，则电路中振荡电流随时间的变化图像是(振荡电流以电路中逆时针方向为正方向)(　　)
D
题组三　电磁振荡的周期和频率
7.在LC振荡电路中，用以下哪种办法可以使振荡频率增大一倍(　　)
A.自感L和电容C都增大一倍
B.自感L增大一倍，电容C减小一半
C.自感L减小一半，电容C增大一倍
D.自感L和电容C都减小一半
D
8.图甲为LC振荡电路，通过P点的电流如图乙，P点电流向左为正，下列说法正确的是(　　)
A.0～t1电容器上极板带正电
B.t1～t2电容器中的电场能增大
C.在t3时刻，线圈中的磁场能最大
D.增大电容器两板间距，振荡电流的周期将减小
D
9.(2024·广东广州市期末)如图所示是LC振荡电路和通过点P的电流随时间变化的规律。若把流过点P向右的电流规定为正方向，则下列说法中正确的是(　　)
综合提升练
A.在t1～t2内，电场能减小，磁场能增大
B.在t1～t2内，点P的电势比点Q的电势高
C.在t2～t3内，电容器C处于充电过程中
D.在t3～t4内，电容器C的上极板带正电
解析　在t1～t2内，回路中的电流顺时针方向减小，则电容器正在充电，则电场能增加，磁场能减小；电容器下极板带正电，上极板带负电，则点P的电势比点Q的电势低，A、B错误；在t2～t3内，回路中电流逆时针方向增加，可知电容器C处于放电过程中，C错误；在t3～t4内，回路中电流逆时针方向减小，电容器正在充电，则电容器C的上极板带正电，D正确。
AC
10.(多选)(2024·河北邢台市五岳联盟联考)车辆智能道闸系统的简化原理图如图甲所示，预埋在地面下的地感线圈L和电容器C构成LC 振荡电路，当车辆靠近地感线圈时，线圈自感系数变大，使得振荡电流频率发生变化，检测器将该信号发送至车牌识别器，从而向闸机发送起杆或落杆指令。某段时间振荡电路中的电流—时间关系图像如图乙所示，则下列有关说法正确的是(　　)
A.t1时刻电容器两端的电压为零
B.t1～t2时间内，线圈的磁场能逐渐增大
C.汽车靠近线圈时，振荡电流的频率
变小
D.t3～t4时间内，汽车正在靠近地感线圈
BC
11.(多选)(2024·浙江名校联盟联考)如图所示为一款地下金属探测仪，探测仪内部结构可简化为线圈与电容器构成的LC振荡电路，当探测仪检测到附近有金属物时，探测仪连接的蜂鸣器会发出声响。已知如图所示的探测仪中电路里的电流强度正在增加过程中，则下列说法错误的是(　　)
A.电流的方向由D向左流向C
B.此过程是放电过程，且如果此时是放电结
束时，线圈的自感电动势最大
C.A极板带正电，AB内电场强度增大
D.如果线圈中插入铁芯，振荡电路的周期变大
C
培优加强练
A.线圈中的电流增大 B.线圈中的自感电动势减小
C.电容器极板间的电场强度增大 D.电容器极板上的电荷量减小

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