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(共44张PPT)
第十一章　交变电流　传感器
第3讲　电磁振荡与电磁波
素养目标　1.了解LC振荡电路中振荡电流的产生过程及电磁振荡过程中能量转化情况.（物理观念） 2.掌握电磁振荡的周期公式和频率公式.（物理观念） 3.理解麦克斯韦电磁场理论，了解电磁波的产生、发射、传播和接收过程.（科学思维）
A. LC回路的周期为0.02 s
B. LC回路的电流最大时电容器中电场能最大
C. t＝1.01 s时线圈中磁场能最大
D. t＝1.01 s时回路中电流沿顺时针方向
C
解析：以顺时针电流为正方向，LC电路中电流和电荷量变化的图像如图所示：
周期性　
振荡电流　
电流i　
磁感应强度B　
3. 电磁振荡中的能量变化
电场　
磁场　
磁场　
电场　
周期性　

深化1　　各物理量变化情况（电容器电量最大时开始计时）
时刻（时间）
工作过程 放电过程 充电动程 放电过程 充电过程
电荷量q 变小 变大 变小 变大
电压u 变小 变大 变小 变大
电场强度E 变小 变大 变小 变大
电流i 变大 变小 变大 变小
磁感应强度B 变大 变小 变大 变小
能量转化 E电→E磁 E磁→E电 E电→E磁 E磁→E电
深化2　　振荡电流、极板带电荷量随时间的变化图像
A. O～a阶段，电容器正在充电，电场能正在向磁场能转化
B. a～b阶段，电容器正在放电，磁场能正在向电场能转化
C. b～c阶段，电容器正在放电，回路中电流沿顺时针方向
D. c～d阶段，电容器正在充电，回路中电流沿逆时针方向
C
解析：O～a阶段，电容器正在放电，电流不断增加，电场能正在向磁场能转化，选
项A错误；a～b阶段，电容器正在充电，电流逐渐减小，磁场能正在向电场能转化，
选项B错误；b～c阶段，电容器正在放电，回路中电流沿顺时针方向，选项C正确；
c～d阶段，电容器正在充电，回路中电流沿顺时针方向，选项D错误.
A
A. 电容器上极板带负电，下极板带正电
B. 电容器两极板间电压正在减小
C. 电场能正在向磁场能转化
D. 电流的变化率减小
解析：根据电流正在减小可以判断，此时电容器在充电，结合电流方向知电容器上极
板应该带负电，下极板带正电，在振荡电路中，当电容器充电时，电流减小但电流变
化得越来越快，即电流变化率增大；电容器上的电荷量增大，此时，磁场能转化为电
场能，故A正确，C、D错误；由Q＝CU可得，电容器电荷量增大，两极板间的电压
也增大，故B错误.
C
A. 此LC振荡电路的周期T＝0.01 s
B. t＝0.025 s时，回路电流方向与如图（b）所示电流方向相反
C. t＝0.035 s时，线圈中的磁场能最大
D. t＝0.040 s至t＝0.045 s时，线圈中的电流逐渐减小
BD
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
解析：“奋斗者”号与“探索一号”是通过水声通信，信息载体属于纵波，A错误；由题知，“奋斗者”号与“沧海”号是通过无线蓝绿光通信，信息载体属于横波，B正确；因为太空中没有介质，故机械波无法传播，所以“探索一号”与通信卫星的实时通信只能通过电磁通信来实现，C错误；传递信息的过程也是传递能量的过程，故“探索一号”与“探索二号”的通信过程也是能量传播的过程，D正确.
1. 麦克斯韦电磁场理论
电磁波　
不需要　
光速3×108 m/s　
不同　
小　
λf　
开放　
高频振荡　
振幅　
频率　
相同　
电谐振　
调谐
“检”出调制信号　
调制　
解调　
波长　
频率　
可见
光　
γ射线　
（2）电磁波谱分类及应用
电磁
波谱 频率/
Hz 真空中
波长/m 特性 应用 递变规律
无线
电波 ＜3
×1011 ＞10－3 波动性强，易发生衍射 无线电技术 波长越长，越容易产生干涉、衍射现象，波长越短，穿透能力越强.不同频率的电磁波在同一种介质中传播时，频率越高，折射率越大，速度越小
红外
线 1011
～1015 10－7
～10－3 热效应 红外遥感
可见
光 1015 10－7 引起视觉 照明、摄影
电磁
波谱 频率/
Hz 真空中
波长/m 特性 应用 递变规律
紫外线 1015
～1016 10－8～10－7 化学效应、荧光效应、灭菌消毒 医用消毒、防伪 波长越长，越容易产生干涉、衍射现象，波长越短，穿透能力越强.不同频率的电磁波在同一种介质中传播时，频率越高，折射率越大，速度越小
X射线 1016
～1019 10－11～10－8 穿透本领强 检查、医用透视
γ射线 ＞1019 ＜10－11 穿透本领最强 工业探伤、医用治疗
6. 各种电磁波产生机理
无线电波 振荡电路中电子周期性运动产生
红外线、可见光和紫外线 原子的外层电子受激发后产生
X射线 原子的内层电子受激发后产生
γ射线 原子核受激发后产生
深化1　　对麦克斯韦电磁场理论的理解
恒定的电场不产生磁场 恒定的磁场不产生电场
均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场 均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场
不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场 不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场
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
深化2　　电磁波的发射示意图（如图所示）
深化3　　电磁波接收的方法
（1）利用调谐产生电谐振，使接收电路的感应电流最强.
（2）利用解调把接收电路中的有用信号分离出来.
A. 电场和磁场总是同时存在的，统称为电磁场
B. 电磁波是机械波，传播需要介质
C. 电磁波的传播速度是3×108 m/s
D. 电磁波可在真空中传播
解析：变化的电场与变化的磁场相互联系，它们统称为电磁场，选项A错误；电磁波不是机械波，传播不需要介质，选项B错误；电磁波在真空中的传播速度是3×108 m/s，选项C错误；电磁波可在真空中传播，选项D正确.
D
A. 蓝牙通信的电磁波是可见光
B. 在真空中蓝牙通信的电磁波波长比手机通信的电磁波波长短
C. 两束蓝牙通信的电磁波在任何情况下都不会发生干涉
D. 蓝牙通信的电磁波在真空中的传播速度小于光速
B
解析：蓝牙通信的电磁波是无线电波，不是可见光，故A错误；蓝牙通信的电磁波频
率高于手机通信的电磁波频率，所以在真空中蓝牙通信的电磁波波长比手机通信的电
磁波波长短，故B正确；若两束蓝牙通信的电磁波频率相同，相位差恒定，振动方向
相同，就会发生干涉，故C错误；蓝牙通信的电磁波在真空中的传播速度等于光速，
故D错误.
A
A. 微波是不可见光
B. 红外线可以灭菌消毒
C. 紫外线的波长比红外线长
D. X射线能在磁场中偏转，穿透力较强，可用来进行人体透视
解析：微波是不可见光，选项A正确；红外线有热效应，紫外线可以灭菌消毒，选项B错误；紫外线的波长比红外线短，选项C错误；X射线是电磁波，不带电，在磁场中不偏转，选项D错误.
限时跟踪检测
A级·基础对点练
题组一　电磁振荡
B
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A. 把电容增大到原来的4倍
B. 把电容增大到原来的2倍
D
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A. 电容器正在放电
B. 振荡电流正在减小
C. 电流流向沿a到b
D. 电场能正在向磁场能转化
B
解析：由图可知，此时电容器正在充电，电路中电流正在减小，电路中的电流沿顺时针方向，磁场能在向电场能转化，故B正确，A、C、D错误.
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A. 4G信号是纵波，5G信号是横波
B. 4G信号和5G信号相遇能产生干涉现象
C. 4G信号比5G信号更容易发生衍射现象
D. 4G信号比5G信号在真空中的传播速度更小
C
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解析：4G信号和5G信号都是电磁波，而电磁波是横波，故4G和5G信号都是横波，选项A错误；由于干涉的条件是频率相等，而4G信号和5G信号的频率不相等，故它们相遇不能产生干涉现象，选项B错误；波长越长越容易发生衍射现象，而4G信号的频率小，故它的波长长，所以4G信号更容易发生衍射现象，选项C正确；4G信号和5G信号都是电磁波，它们在真空中的传播速度都是光速，都是相等的，选项D错误.故选C.
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A B C D
D
解析：A中电场不随时间变化，不会产生磁场，故A错误；B、C中电场都随时间均匀变化，只能在周围产生稳定的磁场，也不会产生和发射电磁波，故B、C错误；D中电场随时间作不均匀的变化，能在周围空间产生变化的磁场，而这磁场的变化也是不均匀的，又能产生变化的电场，从而交织成一个不可分割的统一体，即形成电磁场，才能发射电磁波，故D正确.
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A. 小球速度变大
B. 小球速度变小
C. 小球速度不变
D. 小球速度可能变大也可能变小
解析：磁场的变化使空间内产生感生电场，由于磁场竖直向上且均匀增大，产生顺时针方向的恒定的感生电场，其方向与小球运动方向相同，则小球会受到与速度方向相同的感生电场的电场力作用，其速度增大.故选A.
A
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A. 电磁炉是利用电磁波来工作的
B. 微波炉是利用电磁波的能量来快速煮熟食物的
C. 雷达是利用电磁波的反射来侦测目标的
D. 夜视仪是利用红外线来帮助人们在夜间看见物体的
A
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解析：电磁炉是利用电磁感应原理和电流的热效应来工作的，故A错误，符合题意；微波是电磁波的一部分，食物分子在微波的作用下剧烈震动，内能增大，温度升高，达到加热的目的，故B正确，不符合题意；雷达是利用电磁波的反射来侦测目标的，故C正确，不符合题意；不同温度的物体发出的红外线特征不同，夜视仪是利用红外线来帮助人们在夜间看见物体的，故D正确，不符合题意.故选A.
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B级·能力提升练
A. 在海水中，无线电波无法传播，所以要借助激光传输信号
B. 无线电波、激光都是横波
C. 信号传输到电视台实现直播的过程中无时间延迟
D. 麦克斯韦通过实验证实了电磁波的存在，带来了通信技术的快速发展
AB
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解析：奋斗者号上的舱内摄像头拍摄的数值画面编码后经激光中的蓝色激光产生闪烁的信号传送信息，沧海号上接收到闪烁信号后，经调制转换成数字画面，再由光纤微缆传送给海面的探索2号，再经卫星天线传送到通信卫星，再到电视台转播，A正确；无线电波和激光都是电磁波，电磁波是横波，B正确；信号传输是由经通信卫星传到电视台实现直播的，信号都有一定的传输速度，所以传输中有时间延迟，C错误；麦克斯韦预言了电磁波的存在，而赫兹由电火花实验证实了电磁波的存在，D错误.
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A. t2时刻电容器C所带电量为零
B. t1～t2过程，线圈L中磁场能在增大
C. t1～t2过程，线圈L的自感电动势在增大
D. 由图乙可判断汽车正驶离智能停车位
C
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10. 如图所示的电路中，电容器的电容C＝1 μF，线圈的自感系数L＝0.1 mH，先将开关S拨至a，这时电容器内有一带电油滴恰能保持静止，然后将开关S拨至b，求：（取g＝10 m/s2，π取3.14，研究过程中油滴不与极板接触）
（1）至少经过多长时间，油滴的加速度最大？
答案：（1）3.14×10－5 s　
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（2）当油滴的加速度为何值时，LC回路中的磁场能最大？
答案：（2）10 m/s2
解析：（2）LC回路中的磁场能最大时，电流最大，电容器所带电荷量为0，油滴只受重力作用，油滴的加速度为g＝10 m/s2.
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