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(共47张PPT)
第3讲　电磁振荡与电磁波　传感器
1.明确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。2.掌握电磁振荡的周期公式和频率公式。3.理解麦克斯韦电磁场理论，明确电磁波的产生、发射、传播和接收过程。
目标
要求
1
强基础 固本增分
2
研考点 精准突破
3
限时规范训练
栏
目
导
引
强基础
固本增分
一、电磁振荡
1．振荡电流：大小和方向都做______迅速变化的电流。
2．振荡电路：产生________的电路。由电感线圈L和电容C组成最简单的振荡电路，称为LC振荡电路。
周期性
振荡电流
3．电磁振荡中的能量变化
(1)放电过程中电容器储存的____能逐渐转化为线圈的____能。
(2)充电过程中线圈中的____能逐渐转化为电容器的____能。
(3)在电磁振荡过程中，电场能和磁场能会发生周期性的转化。
4．电磁振荡的周期和频率
(1)周期T＝________。
(2)频率f＝________。
二、电磁场和电磁波
1．麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场产生____，变化的电场产生____。
电场
磁场
磁场
电场
2π
电场
磁场
2．电磁场：变化的电场和变化的磁场总是相互联系成为一个完整的整体，这就是电磁场。
3．电磁波：电磁场(电磁能量)由近及远地向周围传播形成电磁波。
(1)电磁波是横波，在空间传播______介质。真空中电磁波的速度为_________ m/s。在同一介质中不同频率的电磁波传播速度是____的，频率越高，波速____。
(2)v＝__，f是电磁波的频率。
(3)电磁波能产生反射、折射、干涉和衍射等现象。
(4)____在人类历史上首先捕捉到了电磁波，并证实了麦克斯韦的电磁场理论。
不需要
3.0×108
不同
越小
λf
赫兹
三、电磁波的发射和接收
1．无线电波的发射
(1)发射条件：____电路和________信号，所以要对传输信号进行调制。
(2)调制方式
①调幅：使高频电磁波的____随信号的强弱而改变。
②调频：使高频电磁波的____随信号的强弱而改变。
2．无线电波的接收
(1)当接收电路的固有频率跟收到的无线电波的频率____时，接收电路中产生的振荡电流最强，这就是电谐振现象。
开放
高频振荡
振幅
频率
相同
(2)使接收电路产生______的过程叫作调谐，能够调谐的接收电路叫作____电路。
(3)从经过调制的高频振荡信号中________________的过程，叫作检波。检波是____的逆过程，也叫作____。
四、电磁波谱
1．按照电磁波的________或________的顺序把它们排列成谱叫作电磁波谱。
2．按波长由长到短排列的电磁波谱为：无线电波、红外线、______、紫外线、X射线、γ射线。
电谐振
调谐
“检”出调制信号
调制
解调
波长大小
频率高低
可见光
1．判断正误
(1)在LC振荡电路中，电容器放电完毕的时刻，回路中磁场能最小。( )
(2)变化的电场一定产生变化的磁场。( )
(3)电磁波和光在真空中的传播速度都是3.0×108 m/s。( )
(4)频率越高，振荡电路发射电磁波本领越大。( )
(5)当接收电路的固有频率和电磁波频率相同时，出现电谐振现象。( )
(6)无线电波不能发生干涉和衍射现象。( )
(7)波长不同的电磁波在本质上完全不同。( )
(8)可利用红外线的荧光效应辨别人民币的真伪。( )
×
√
×
√
√
×
×
×
2．(人教版教材原题改编)如图所示，在磁感应强度B随时间t变化的以下四种磁场中，能产生电场的有_______，能产生电磁波的有__________，说明你判断的理由___________________________。
解析：根据麦克斯韦的电磁场理论，恒定磁场周围不会产生电场，不能产生电磁波；根据麦克斯韦的电磁场理论，周期性变化的磁场周围产生周期性变化的电场；不均匀变化的电场产生周期性变化的磁场，能产生电磁波；均匀变化的磁场产生恒定的电场，故能产生电场的是乙、丙、丁；能产生电磁波的是乙和丁。
答案：乙、丙、丁　乙、丁　理由见解析
3．(人教版教材原题改编)如图所示，i-t图像表示LC振荡电路的电流随时间变化的图像。在t＝0时刻，回路中电容器的M板带正电。在某段时间里，回路的磁场能在减小，而M板仍带正电，则这段时间对应图像中哪一段(　　)
A．Oa段
B．ab段
C．bc段
D．cd段
解析：D　在t＝0时刻，回路中电容器的M板带正电，说明逆时针方向的电流为正，回路的磁场能在减小，说明电流在减小，电容器在充电，而M板仍带正电，电流为顺时针方向，故对应cd段，D项正确。
D
研考点
精准突破
考点一　电磁振荡
(2025·江苏卷，5)如图所示，将开关S由a拨
到b，使电容器C与线圈L构成回路。以电容器C开始
放电取作0时刻，能正确反映电路中电流i随时间t变
化关系的图像是(　　)
A
解析：A　开关调到a时，电源给电容器充电，待电路稳定后，充满电；当开关从a调到b，并开始计时，此时电流最小，前半周期，电容器先放电，电路中电流逐渐增大，再充电，电流逐渐减小，形成逆时针电流，后半周期，电容器先反向放电，电流逐渐增大，再反向充电电流逐渐减小，形成顺时针电流，电场能与磁场能相互转化，伴随磁漏现象，以及导线发热，导致LC振荡电路能量逐渐减小，最大电流变小，根据周期T＝2π可知，周期不变，A正确。
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，电容器的电荷量增加，磁场能向电场能转化，处于充电过程。
(2)根据物理量的变化趋势判断：当电容器的带电荷量q(电压U、场强E)增大或电流i(磁场B)减小时，处于充电过程；反之，处于放电过程。
(3)根据能量判断：电场能增加时充电，磁场能增加时放电。
(2025·浙江6月选考，5)如图所示的LC振荡电路，能减小其电磁振荡周期的措施是(　　)
D
解析：D　线圈中插入铁芯，增大了自感系数L，由电磁振荡的周期T＝2π，可知周期变大，故A错误；线圈的匝数增多，自感系数L变大，由T＝2π可知周期变大，故B错误；电容器极板间插入电介质，即增大εr，由C＝可知电容变大，由T＝2π可知周期变大，故C错误；电容器极板间距d增大，由C＝可知电容变小，由T＝2π可知周期变小，故D正确。故选D。
考点二　电磁场和电磁波、电磁波谱
(2026·浙江嘉兴月考)关于电磁场理论，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：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稳定的磁场，非均匀变化的电场才能产生变化的磁场，周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场，故D正确。
(2025·宁夏银川一中一模)电磁波广泛应用在现代医疗中。下列不属于电磁波应用的医用器械的是(　　)
A．杀菌用的紫外灯
B．治疗咽喉炎的超声波雾化器
C．拍胸片的X光机
D．治疗肿瘤的“伽玛刀”
解析：B　紫外灯的频率高，能量强，所以用于杀菌，属于电磁波的应用，故A错误；超声波雾化器是超声波的应用，与电磁波无关，故B正确；X光的穿透能力较强，所以用于拍胸片，属于电磁波的应用，故C错误；治疗肿瘤的“伽玛刀”属于电磁波的应用，故D错误。故选B。
B
电磁波谱分类及应用
(1)无线电波：无线电技术。
(2)红外线：红外遥感。
(3)可见光：照明、摄影。
(4)紫外线：医用消毒、防伪。
(5)X射线：检查、医用透视。
(6)γ射线：工业探伤、医用治疗。
(多选)(2021·福建卷，5)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 m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
解析：BD　由题图知，“奋斗者”号与“探索一号”通信是通过水声来完成的，声波是纵波，故信息载体属于纵波，故A错误；由题图知，“奋斗者”号与“沧海”号通信是通过无线蓝绿光来完成的，光波是横波，故信息载体属于横波，故B正确；因为太空中没有介质，机械波无法传播，所以“探索一号”与通信卫星的实时通信无法通过机械波实现，只能通过电磁波来实现，故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，故D正确。
易错提醒
(1)电磁波不需要介质(在真空中仍可传播)。
(2)机械波必须有介质(在真空中不能传播)。
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限时规范
训练(71)　电磁振荡与电磁波　传感器
(建议用时：40分钟　满分：60分)
(选择题1～5题每题5分，7～9题每题6分，10题7分，共50分)
1．电磁波谱就是电磁波按波长大小的顺序把它们排列成谱，如图所示，由电磁波谱可知(　　)
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
A
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解析：A　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。
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2．(2025·浙江1月选考，7)有关下列四幅图的描述，正确的是(　　)
A．图1中，U1∶U2＝n2∶n1
B．图2中，匀速转动的线圈电动势正在增大
C．图3中，电容器中电场的能量正在增大
D．图4中，增大电容C，调谐频率增大
图1　 图2 图3　 图4
C
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解析：C　若题图1中变压器为理想变压器，由理想变压器的工作原理可知，原、副线圈的电压与匝数的关系为，若变压器为非理想变压器，该关系不成立，A错误；题图2中所示的位置线圈平面与磁感线的夹角为30°，沿图示方向转动的过程中，穿过线圈的磁通量正在增大，当穿过线圈的磁通量最大时，线圈中的感应电动势最小，所以图2中，线圈中的感应电动势正在减小，B错误；电容器中电场强度方向竖直向
图1　 图2 图3　 图4
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上，因此下极板带正电，上极板带负电，由题图3中磁感线方向及安培定则可知，线圈中的电流沿逆时针方向(俯视)，即电流流向带正电的下极板，因此电容器正在充电，电容器中电场的能量正在增大，C正确；LC振荡电路的频率为f＝，增大电容器的电容C，则LC振荡电路的调谐频率减小，D错误。
图1　 图2 图3　 图4
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3．(2026·四川成都石室中学模拟)“神舟号”系列飞船的成功发射及其后续的平稳运行，在很大程度上得益于载人航天测控通信系统的高效运作。该系统利用电磁波确保了地面指挥人员能够实时、准确地与飞船保持通讯联系。关于电磁波下列说法正确的是(　　)
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并通过实验捕捉到了电磁波
B．稳定的电场周围产生磁场，稳定的磁场周围产生电场
C．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息
D．电磁波在真空中的传播速度等于3×108 m/s
D
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解析：D　麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验首次证实了电磁波的存在，故A错误；根据麦克斯韦电磁理论，变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场，稳定的电场(磁场)不会产生磁场(电场)，故B错误；电磁波和声波均能传递信息，例如声波用于语音交流，故C错误；电磁波在真空中的传播速度与光速相等，均为3×108 m/s，故D正确。故选D。
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4．(2025·上海市二中期中)1886年，赫兹做了如图所示实验，关于该实验，下列说法正确的是(　　)
A．实验证实了电磁波的存在
B．实验证实了法拉第的电磁场理论
C．实验可以说明电磁波是一种纵波
D．在真空环境下进行实验，仍能观察到明显的火花放电
A
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解析：A　该实验是赫兹用来发射和接收电磁波的实验，不能说明电磁波是横波还是纵波。之后进行了一系列实验观察到电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象，测出了电磁波在真空中的速度等于光速，证明了电磁波与光的统一性，才证实了麦克斯韦的电磁场理论，故A正确，BC错误；实验中火花放电是空气被击穿的现象，在真空环境下进行实验，不能观察到明显的火花放电，故D错误。故选A。
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5．(2025·湖北腾云联盟模拟)收音机的调谐电
路如图甲所示，改变可变电容器C的电容，进
而改变调谐电路的频率。某次“调频”后，电
路中的高频电流 i随时间t的变化规律为如图乙
所示的正弦曲线。下列说法正确的是(　　)
A．t2时刻，线圈L的自感电动势最大
B．电容C减小，接收的信号波长更大
C．t2～t3时间内，回路中的磁场能正在向电场能转化
D．通过调谐电路接收到的高频电流，就是我们需要的声音或图像信号
甲　　　　　乙
A
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解析：A　根据E＝L，可知t2时刻，图像的斜率最大，线圈L的自感电动势最大，故A正确；电容C减小，根据f＝，则振荡频率增大，接收的信号波长更短，故B错误；t2～t3时间内，电流增大，磁场能增大，回路中的电场能正在向磁场能转化，故C错误；通过调谐电路接收到的高频电流需要解调使声音或图像信号从高频电流中还原出来，故D错误。故选A。
甲　　　　　乙
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6．(10分)(2025·上海卷，13)人手与竖直天线构成可视为如图所示的等效电容器，与自感线圈L构成LC振荡电路。
(1)当人手靠近天线时，电容______(选填“变大”“不变”或“变小”)。
(2)(多选)在电容器电荷量为零的瞬间，(　　)达到最大值。
A．电场能 B．电流
C．磁场能 D．电压
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解析：(1)根据平行板电容器电容的决定式C＝，当人手靠近天线时，相当于改变了电容器的介电常数εr(人手会使周围介质的介电性质改变)，使得介电常数增大，从而电容变大。
(2)在LC振荡电路中，根据i-t图像(LC振荡电路中电流随时间变化的图像)，当电荷量为零时，电流达到最大值。磁场能与电流成正相关，故磁场能也达到最大。而电荷量为零时，电压U＝CQ，电压也为零，电场能也为零。故选BC。
答案：(1)变大　(2)BC
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[能力提升练]
7．(2025·湖北武汉联考)随着辅助驾驶技术的飞速发展，雷达已成为车辆的关键传感器之一，为汽车提供了全面的感知能力。毫米波雷达的发射和接收都要用到LC振荡电路，一LC振荡电路如图所示，单刀双掷开关S先拨至触点a，使电容器与电源E接通。再将S拨至触点b并开始计时，若振荡周期为T，不计能量损失，下列说法正确的是(　　)
A．t＝时刻，两极板所带电荷量为零
B．～时间内，线圈L中电流逐渐增大
C．～时间内，线圈L中磁场能逐渐减小
D．t＝时刻，电容器上极板带正电
A
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解析：A　由题图可知电容器上极板和电源的负极相连，所以t＝0时刻电容器上极板带负电荷且电荷量最大；0～时间内，电容器放电，t＝时刻，电容器放电完毕，两极板所带电荷量为零，故A正确；～时间内，电容器充电，线圈L中电流不断减小，故B错误；～时间内，电容器放电，线圈L中磁场能逐渐增大，故C错误；t＝时刻
在～T时间内，电容器充电，电容器上极板带负电
荷，故D错误。故选A。
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8．(2025·山东烟台一模)某图书馆的书籍防盗系统利用LC振荡电路原理，在出口处的地毯下埋有线圈L与电容器C构成的振荡电路，如图甲所示。当未消磁的书籍标签(内含金属材料)靠近时，线圈的自感系数增大，导致振荡频率变化，从而触发警报。若该振荡电路中电容器上极板的电荷量q随时间t变化的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是(　　)
A．t1时刻，电容器C的电场能为零
B．t2时刻，线圈L的自感电动势最大
C．t2～t3时间内，线圈L中电流逐渐减小
D．0～t3时间内，未消磁的书籍标签正在
远离线圈L
甲　　　　　　乙
C
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解析：C　t1时刻，电容器C上极板带电量最大，可知电场能最大，选项A错误；t2时刻，电容器放电完毕，此时线圈L的电流最大，电流变化率最小，则自感电动势最小，选项B错误；t2～t3时间内，电容器带电量增大，则线圈L中电流逐渐减小，选项C正确； 由图可知0～t3时间内，振荡电路的振荡周期逐渐变大，根据T＝，可知线圈自感系数L变大，可知未消磁的书籍标签正在靠近线圈L，选项D错误。故选C。
甲　　　　　　乙
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9．(多选)(2025·湖南长沙一模)为实现自动计费、车位空余信息的提示和统计功能等，某智能停车位通过预埋在车位地面下方的LC振荡电路获取车辆驶入驶出信息。如图甲所示，当车辆驶入车位时，相当于在线圈中插入铁芯，使其自感系数变大，引起LC电路中的振荡电流频率发生变化，计时器根据振荡电流的变化进行计时。某次振荡电路中的电流随时间变化如图乙所示，下列说法正确的是(　　)
A．t1时刻，线圈L的磁场能为零
B．t2时刻，电容器C带电量最大
C．t2～t3过程，电容器C带电量逐渐增大
D．由图乙可判断汽车正驶离智能停车位
甲　　　　　　　乙
BD
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解析：BD　t1时刻电流最大，此时电容器中电荷量为零，电场能最小，磁场能最大，A错误；t2时刻电流为零，此时电容器C所带电量最大，B正确；t2～t3过程，电流逐渐增大，电场能逐渐转化为磁场能，电容器处于放电过程，电容器带电量逐渐减小，C错误；由图乙可知，震荡电路的周期变小，根据T＝2π可知线圈自感系数变小，则汽车正驶离智能停车位，故D正确。故选BD。
甲　　　　　　　乙
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[培优创新练]
10．(2025·安徽合肥八中三模)某实验小组设计了如图所示的LC振荡电路来测量外界压力，电容器上极板为弹性金属薄板，受到压力时会下移从而改变板间距离。测量时先将开关拨到a，电路稳定后再将开关拨到b，通过电流传感器测出振荡电路中电流的频率以反映压力大小。下列说法正确的是(　　)
A．开关拨向a时，压力越大，电容器存储的电量越小
B．开关由a拨向b瞬间，流经电流传感器的电流为零
C．开关由a拨向b瞬间，电感线圈产生的自感电动势为零
D．电流传感器检测到的电流频率越小，表示压力越小
B
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解析：B　压力越大，金属板被压弯的程度越大，平行板间的距离减小，由C＝知，电容器的电容增大，由Q＝CU知，电容器存储的电量越大，A错误；开关由a拨向b瞬间，产生振荡电流，流经电流传感器的电流为零，电流的变化率最大，自感电动势最大，B正确，C错误；测量时，传感器检测到的电流频率越小，由f＝，知电容越大，由C＝，知平行板间的距离越小，表示压力越大，D错误。故选B。
第3讲　电磁振荡与电磁波　传感器
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目标 要求 　 　 1.明确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。2.掌握电磁振荡的周期公式和频率公式。3.理解麦克斯韦电磁场理论，明确电磁波的产生、发射、传播和接收过程。
一、电磁振荡
1．振荡电流：大小和方向都做周期性迅速变化的电流。
2．振荡电路：产生振荡电流的电路。由电感线圈L和电容C组成最简单的振荡电路，称为LC振荡电路。
3．电磁振荡中的能量变化
(1)放电过程中电容器储存的电场能逐渐转化为线圈的磁场能。
(2)充电过程中线圈中的磁场能逐渐转化为电容器的电场能。
(3)在电磁振荡过程中，电场能和磁场能会发生周期性的转化。
4．电磁振荡的周期和频率
(1)周期T＝2π。
(2)频率f＝。
二、电磁场和电磁波
1．麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。
2．电磁场：变化的电场和变化的磁场总是相互联系成为一个完整的整体，这就是电磁场。
3．电磁波：电磁场(电磁能量)由近及远地向周围传播形成电磁波。
(1)电磁波是横波，在空间传播不需要介质。真空中电磁波的速度为3.0×108 m/s。在同一介质中不同频率的电磁波传播速度是不同的，频率越高，波速越小。
(2)v＝λf，f是电磁波的频率。
(3)电磁波能产生反射、折射、干涉和衍射等现象。
(4)赫兹在人类历史上首先捕捉到了电磁波，并证实了麦克斯韦的电磁场理论。
三、电磁波的发射和接收
1．无线电波的发射
(1)发射条件：开放电路和高频振荡信号，所以要对传输信号进行调制。
(2)调制方式
①调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变。
②调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变。
2．无线电波的接收
(1)当接收电路的固有频率跟收到的无线电波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，这就是电谐振现象。
(2)使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐，能够调谐的接收电路叫作调谐电路。
(3)从经过调制的高频振荡信号中“检”出调制信号的过程，叫作检波。检波是调制的逆过程，也叫作解调。
四、电磁波谱
1．按照电磁波的波长大小或频率高低的顺序把它们排列成谱叫作电磁波谱。
2．按波长由长到短排列的电磁波谱为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。
1．判断正误
(1)在LC振荡电路中，电容器放电完毕的时刻，回路中磁场能最小。(×)
(2)变化的电场一定产生变化的磁场。(×)
(3)电磁波和光在真空中的传播速度都是3.0×108 m/s。(√)
(4)频率越高，振荡电路发射电磁波本领越大。(√)
(5)当接收电路的固有频率和电磁波频率相同时，出现电谐振现象。(√)
(6)无线电波不能发生干涉和衍射现象。(×)
(7)波长不同的电磁波在本质上完全不同。(×)
(8)可利用红外线的荧光效应辨别人民币的真伪。(×)
2．(人教版教材原题改编)如图所示，在磁感应强度B随时间t变化的以下四种磁场中，能产生电场的有__________，能产生电磁波的有__________，说明你判断的理由___________________________。
解析：根据麦克斯韦的电磁场理论，恒定磁场周围不会产生电场，不能产生电磁波；根据麦克斯韦的电磁场理论，周期性变化的磁场周围产生周期性变化的电场；不均匀变化的电场产生周期性变化的磁场，能产生电磁波；均匀变化的磁场产生恒定的电场，故能产生电场的是乙、丙、丁；能产生电磁波的是乙和丁。
答案：乙、丙、丁　乙、丁　理由见解析
3．(人教版教材原题改编)如图所示，i-t图像表示LC振荡电路的电流随时间变化的图像。在t＝0时刻，回路中电容器的M板带正电。在某段时间里，回路的磁场能在减小，而M板仍带正电，则这段时间对应图像中哪一段(　　)
A．Oa段 B．ab段
C．bc段 D．cd段
解析：D　在t＝0时刻，回路中电容器的M板带正电，说明逆时针方向的电流为正，回路的磁场能在减小，说明电流在减小，电容器在充电，而M板仍带正电，电流为顺时针方向，故对应cd段，D项正确。
考点一　电磁振荡
　(2025·江苏卷，5)如图所示，将开关S由a拨到b，使电容器C与线圈L构成回路。以电容器C开始放电取作0时刻，能正确反映电路中电流i随时间t变化关系的图像是(　　)
解析：A　开关调到a时，电源给电容器充电，待电路稳定后，充满电；当开关从a调到b，并开始计时，此时电流最小，前半周期，电容器先放电，电路中电流逐渐增大，再充电，电流逐渐减小，形成逆时针电流，后半周期，电容器先反向放电，电流逐渐增大，再反向充电电流逐渐减小，形成顺时针电流，电场能与磁场能相互转化，伴随磁漏现象，以及导线发热，导致LC振荡电路能量逐渐减小，最大电流变小，根据周期T＝2π可知，周期不变，A正确。
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，电容器的电荷量增加，磁场能向电场能转化，处于充电过程。
(2)根据物理量的变化趋势判断：当电容器的带电荷量q(电压U、场强E)增大或电流i(磁场B)减小时，处于充电过程；反之，处于放电过程。
(3)根据能量判断：电场能增加时充电，磁场能增加时放电。
　(2025·浙江6月选考，5)如图所示的LC振荡电路，能减小其电磁振荡周期的措施是(　　)
解析：D　线圈中插入铁芯，增大了自感系数L，由电磁振荡的周期T＝2π，可知周期变大，故A错误；线圈的匝数增多，自感系数L变大，由T＝2π可知周期变大，故B错误；电容器极板间插入电介质，即增大εr，由C＝可知电容变大，由T＝2π可知周期变大，故C错误；电容器极板间距d增大，由C＝可知电容变小，由T＝2π可知周期变小，故D正确。故选D。
考点二　电磁场和电磁波、电磁波谱
　(2026·浙江嘉兴月考)关于电磁场理论，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
解析：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稳定的磁场，非均匀变化的电场才能产生变化的磁场，周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场，故D正确。
　(2025·宁夏银川一中一模)电磁波广泛应用在现代医疗中。下列不属于电磁波应用的医用器械的是(　　)
A．杀菌用的紫外灯
B．治疗咽喉炎的超声波雾化器
C．拍胸片的X光机
D．治疗肿瘤的“伽玛刀”
解析：B　紫外灯的频率高，能量强，所以用于杀菌，属于电磁波的应用，故A错误；超声波雾化器是超声波的应用，与电磁波无关，故B正确；X光的穿透能力较强，所以用于拍胸片，属于电磁波的应用，故C错误；治疗肿瘤的“伽玛刀”属于电磁波的应用，故D错误。故选B。
电磁波谱分类及应用
(1)无线电波：无线电技术。
(2)红外线：红外遥感。
(3)可见光：照明、摄影。
(4)紫外线：医用消毒、防伪。
(5)X射线：检查、医用透视。
(6)γ射线：工业探伤、医用治疗。
　(多选)(2021·福建卷，5)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 m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
解析：BD　由题图知，“奋斗者”号与“探索一号”通信是通过水声来完成的，声波是纵波，故信息载体属于纵波，故A错误；由题图知，“奋斗者”号与“沧海”号通信是通过无线蓝绿光来完成的，光波是横波，故信息载体属于横波，故B正确；因为太空中没有介质，机械波无法传播，所以“探索一号”与通信卫星的实时通信无法通过机械波实现，只能通过电磁波来实现，故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，故D正确。
易错提醒
(1)电磁波不需要介质(在真空中仍可传播)。
(2)机械波必须有介质(在真空中不能传播)。
限时规范训练(71)　电磁振荡与电磁波　传感器
(建议用时：40分钟　满分：60分)
(选择题1～5题每题5分，7～9题每题6分，10题7分，共50分)
1．电磁波谱就是电磁波按波长大小的顺序把它们排列成谱，如图所示，由电磁波谱可知(　　)
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：A　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。
2．(2025·浙江1月选考，7)有关下列四幅图的描述，正确的是(　　)
图1　 图2
图3　 图4
A．图1中，U1∶U2＝n2∶n1
B．图2中，匀速转动的线圈电动势正在增大
C．图3中，电容器中电场的能量正在增大
D．图4中，增大电容C，调谐频率增大
解析：C　若题图1中变压器为理想变压器，由理想变压器的工作原理可知，原、副线圈的电压与匝数的关系为，若变压器为非理想变压器，该关系不成立，A错误；题图2中所示的位置线圈平面与磁感线的夹角为30°，沿图示方向转动的过程中，穿过线圈的磁通量正在增大，当穿过线圈的磁通量最大时，线圈中的感应电动势最小，所以图2中，线圈中的感应电动势正在减小，B错误；电容器中电场强度方向竖直向上，因此下极板带正电，上极板带负电，由题图3中磁感线方向及安培定则可知，线圈中的电流沿逆时针方向(俯视)，即电流流向带正电的下极板，因此电容器正在充电，电容器中电场的能量正在增大，C正确；LC振荡电路的频率为f＝，增大电容器的电容C，则LC振荡电路的调谐频率减小，D错误。
3．(2026·四川成都石室中学模拟)“神舟号”系列飞船的成功发射及其后续的平稳运行，在很大程度上得益于载人航天测控通信系统的高效运作。该系统利用电磁波确保了地面指挥人员能够实时、准确地与飞船保持通讯联系。关于电磁波下列说法正确的是(　　)
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并通过实验捕捉到了电磁波
B．稳定的电场周围产生磁场，稳定的磁场周围产生电场
C．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息
D．电磁波在真空中的传播速度等于3×108 m/s
解析：D　麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验首次证实了电磁波的存在，故A错误；根据麦克斯韦电磁理论，变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场，稳定的电场(磁场)不会产生磁场(电场)，故B错误；电磁波和声波均能传递信息，例如声波用于语音交流，故C错误；电磁波在真空中的传播速度与光速相等，均为3×108 m/s，故D正确。故选D。
4．(2025·上海市二中期中)1886年，赫兹做了如图所示实验，关于该实验，下列说法正确的是(　　)
A．实验证实了电磁波的存在
B．实验证实了法拉第的电磁场理论
C．实验可以说明电磁波是一种纵波
D．在真空环境下进行实验，仍能观察到明显的火花放电
解析：A　该实验是赫兹用来发射和接收电磁波的实验，不能说明电磁波是横波还是纵波。之后进行了一系列实验观察到电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象，测出了电磁波在真空中的速度等于光速，证明了电磁波与光的统一性，才证实了麦克斯韦的电磁场理论，故A正确，BC错误；实验中火花放电是空气被击穿的现象，在真空环境下进行实验，不能观察到明显的火花放电，故D错误。故选A。
5．(2025·湖北腾云联盟模拟)收音机的调谐电路如图甲所示，改变可变电容器C的电容，进而改变调谐电路的频率。某次“调频”后，电路中的高频电流 i随时间t的变化规律为如图乙所示的正弦曲线。下列说法正确的是(　　)
甲　　　　　乙
A．t2时刻，线圈L的自感电动势最大
B．电容C减小，接收的信号波长更大
C．t2～t3时间内，回路中的磁场能正在向电场能转化
D．通过调谐电路接收到的高频电流，就是我们需要的声音或图像信号
解析：A　根据E＝L，可知t2时刻，图像的斜率最大，线圈L的自感电动势最大，故A正确；电容C减小，根据f＝，则振荡频率增大，接收的信号波长更短，故B错误；t2～t3时间内，电流增大，磁场能增大，回路中的电场能正在向磁场能转化，故C错误；通过调谐电路接收到的高频电流需要解调使声音或图像信号从高频电流中还原出来，故D错误。故选A。
6．(10分)(2025·上海卷，13)人手与竖直天线构成可视为如图所示的等效电容器，与自感线圈L构成LC振荡电路。
(1)当人手靠近天线时，电容______(选填“变大”“不变”或“变小”)。
(2)(多选)在电容器电荷量为零的瞬间，(　　)达到最大值。
A．电场能 B．电流
C．磁场能 D．电压
解析：(1)根据平行板电容器电容的决定式C＝，当人手靠近天线时，相当于改变了电容器的介电常数εr(人手会使周围介质的介电性质改变)，使得介电常数增大，从而电容变大。
(2)在LC振荡电路中，根据i-t图像(LC振荡电路中电流随时间变化的图像)，当电荷量为零时，电流达到最大值。磁场能与电流成正相关，故磁场能也达到最大。而电荷量为零时，电压U＝CQ，电压也为零，电场能也为零。故选BC。
答案：(1)变大　(2)BC
[能力提升练]
7．(2025·湖北武汉联考)随着辅助驾驶技术的飞速发展，雷达已成为车辆的关键传感器之一，为汽车提供了全面的感知能力。毫米波雷达的发射和接收都要用到LC振荡电路，一LC振荡电路如图所示，单刀双掷开关S先拨至触点a，使电容器与电源E接通。再将S拨至触点b并开始计时，若振荡周期为T，不计能量损失，下列说法正确的是(　　)
A．t＝时刻，两极板所带电荷量为零
B．～时间内，线圈L中电流逐渐增大
C．～时间内，线圈L中磁场能逐渐减小
D．t＝时刻，电容器上极板带正电
解析：A　由题图可知电容器上极板和电源的负极相连，所以t＝0时刻电容器上极板带负电荷且电荷量最大；0～时间内，电容器放电，t＝时刻，电容器放电完毕，两极板所带电荷量为零，故A正确；～时间内，电容器充电，线圈L中电流不断减小，故B错误；～时间内，电容器放电，线圈L中磁场能逐渐增大，故C错误；t＝时刻在～T时间内，电容器充电，电容器上极板带负电荷，故D错误。故选A。
8．(2025·山东烟台一模)某图书馆的书籍防盗系统利用LC振荡电路原理，在出口处的地毯下埋有线圈L与电容器C构成的振荡电路，如图甲所示。当未消磁的书籍标签(内含金属材料)靠近时，线圈的自感系数增大，导致振荡频率变化，从而触发警报。若该振荡电路中电容器上极板的电荷量q随时间t变化的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是(　　)
甲　　　　　　乙
A．t1时刻，电容器C的电场能为零
B．t2时刻，线圈L的自感电动势最大
C．t2～t3时间内，线圈L中电流逐渐减小
D．0～t3时间内，未消磁的书籍标签正在远离线圈L
解析：C　t1时刻，电容器C上极板带电量最大，可知电场能最大，选项A错误；t2时刻，电容器放电完毕，此时线圈L的电流最大，电流变化率最小，则自感电动势最小，选项B错误；t2～t3时间内，电容器带电量增大，则线圈L中电流逐渐减小，选项C正确； 由图可知0～t3时间内，振荡电路的振荡周期逐渐变大，根据T＝，可知线圈自感系数L变大，可知未消磁的书籍标签正在靠近线圈L，选项D错误。故选C。
9．(多选)(2025·湖南长沙一模)为实现自动计费、车位空余信息的提示和统计功能等，某智能停车位通过预埋在车位地面下方的LC振荡电路获取车辆驶入驶出信息。如图甲所示，当车辆驶入车位时，相当于在线圈中插入铁芯，使其自感系数变大，引起LC电路中的振荡电流频率发生变化，计时器根据振荡电流的变化进行计时。某次振荡电路中的电流随时间变化如图乙所示，下列说法正确的是(　　)
　甲　　　　　　　　　　乙
A．t1时刻，线圈L的磁场能为零
B．t2时刻，电容器C带电量最大
C．t2～t3过程，电容器C带电量逐渐增大
D．由图乙可判断汽车正驶离智能停车位
解析：BD　t1时刻电流最大，此时电容器中电荷量为零，电场能最小，磁场能最大，A错误；t2时刻电流为零，此时电容器C所带电量最大，B正确；t2～t3过程，电流逐渐增大，电场能逐渐转化为磁场能，电容器处于放电过程，电容器带电量逐渐减小，C错误；由图乙可知，震荡电路的周期变小，根据T＝2π可知线圈自感系数变小，则汽车正驶离智能停车位，故D正确。故选BD。
[培优创新练]
10．(2025·安徽合肥八中三模)某实验小组设计了如图所示的LC振荡电路来测量外界压力，电容器上极板为弹性金属薄板，受到压力时会下移从而改变板间距离。测量时先将开关拨到a，电路稳定后再将开关拨到b，通过电流传感器测出振荡电路中电流的频率以反映压力大小。下列说法正确的是(　　)
A．开关拨向a时，压力越大，电容器存储的电量越小
B．开关由a拨向b瞬间，流经电流传感器的电流为零
C．开关由a拨向b瞬间，电感线圈产生的自感电动势为零
D．电流传感器检测到的电流频率越小，表示压力越小
解析：B　压力越大，金属板被压弯的程度越大，平行板间的距离减小，由C＝知，电容器的电容增大，由Q＝CU知，电容器存储的电量越大，A错误；开关由a拨向b瞬间，产生振荡电流，流经电流传感器的电流为零，电流的变化率最大，自感电动势最大，B正确，C错误；测量时，传感器检测到的电流频率越小，由f＝，知电容越大，由C＝，知平行板间的距离越小，表示压力越大，D错误。故选B。限时规范训练(71)　电磁振荡与电磁波　传感器
(建议用时：40分钟　满分：60分)
(选择题1～5题每题5分，7～9题每题6分，10题7分，共50分)
1．电磁波谱就是电磁波按波长大小的顺序把它们排列成谱，如图所示，由电磁波谱可知(　　)
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：A　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。
2．(2025·浙江1月选考，7)有关下列四幅图的描述，正确的是(　　)
图1　 图2
图3　 图4
A．图1中，U1∶U2＝n2∶n1
B．图2中，匀速转动的线圈电动势正在增大
C．图3中，电容器中电场的能量正在增大
D．图4中，增大电容C，调谐频率增大
解析：C　若题图1中变压器为理想变压器，由理想变压器的工作原理可知，原、副线圈的电压与匝数的关系为，若变压器为非理想变压器，该关系不成立，A错误；题图2中所示的位置线圈平面与磁感线的夹角为30°，沿图示方向转动的过程中，穿过线圈的磁通量正在增大，当穿过线圈的磁通量最大时，线圈中的感应电动势最小，所以图2中，线圈中的感应电动势正在减小，B错误；电容器中电场强度方向竖直向上，因此下极板带正电，上极板带负电，由题图3中磁感线方向及安培定则可知，线圈中的电流沿逆时针方向(俯视)，即电流流向带正电的下极板，因此电容器正在充电，电容器中电场的能量正在增大，C正确；LC振荡电路的频率为f＝，增大电容器的电容C，则LC振荡电路的调谐频率减小，D错误。
3．(2026·四川成都石室中学模拟)“神舟号”系列飞船的成功发射及其后续的平稳运行，在很大程度上得益于载人航天测控通信系统的高效运作。该系统利用电磁波确保了地面指挥人员能够实时、准确地与飞船保持通讯联系。关于电磁波下列说法正确的是(　　)
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，并通过实验捕捉到了电磁波
B．稳定的电场周围产生磁场，稳定的磁场周围产生电场
C．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息
D．电磁波在真空中的传播速度等于3×108 m/s
解析：D　麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验首次证实了电磁波的存在，故A错误；根据麦克斯韦电磁理论，变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场，稳定的电场(磁场)不会产生磁场(电场)，故B错误；电磁波和声波均能传递信息，例如声波用于语音交流，故C错误；电磁波在真空中的传播速度与光速相等，均为3×108 m/s，故D正确。故选D。
4．(2025·上海市二中期中)1886年，赫兹做了如图所示实验，关于该实验，下列说法正确的是(　　)
A．实验证实了电磁波的存在
B．实验证实了法拉第的电磁场理论
C．实验可以说明电磁波是一种纵波
D．在真空环境下进行实验，仍能观察到明显的火花放电
解析：A　该实验是赫兹用来发射和接收电磁波的实验，不能说明电磁波是横波还是纵波。之后进行了一系列实验观察到电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象，测出了电磁波在真空中的速度等于光速，证明了电磁波与光的统一性，才证实了麦克斯韦的电磁场理论，故A正确，BC错误；实验中火花放电是空气被击穿的现象，在真空环境下进行实验，不能观察到明显的火花放电，故D错误。故选A。
5．(2025·湖北腾云联盟模拟)收音机的调谐电路如图甲所示，改变可变电容器C的电容，进而改变调谐电路的频率。某次“调频”后，电路中的高频电流 i随时间t的变化规律为如图乙所示的正弦曲线。下列说法正确的是(　　)
甲　　　　　乙
A．t2时刻，线圈L的自感电动势最大
B．电容C减小，接收的信号波长更大
C．t2～t3时间内，回路中的磁场能正在向电场能转化
D．通过调谐电路接收到的高频电流，就是我们需要的声音或图像信号
解析：A　根据E＝L，可知t2时刻，图像的斜率最大，线圈L的自感电动势最大，故A正确；电容C减小，根据f＝，则振荡频率增大，接收的信号波长更短，故B错误；t2～t3时间内，电流增大，磁场能增大，回路中的电场能正在向磁场能转化，故C错误；通过调谐电路接收到的高频电流需要解调使声音或图像信号从高频电流中还原出来，故D错误。故选A。
6．(10分)(2025·上海卷，13)人手与竖直天线构成可视为如图所示的等效电容器，与自感线圈L构成LC振荡电路。
(1)当人手靠近天线时，电容______(选填“变大”“不变”或“变小”)。
(2)(多选)在电容器电荷量为零的瞬间，(　　)达到最大值。
A．电场能 B．电流
C．磁场能 D．电压
解析：(1)根据平行板电容器电容的决定式C＝，当人手靠近天线时，相当于改变了电容器的介电常数εr(人手会使周围介质的介电性质改变)，使得介电常数增大，从而电容变大。
(2)在LC振荡电路中，根据i-t图像(LC振荡电路中电流随时间变化的图像)，当电荷量为零时，电流达到最大值。磁场能与电流成正相关，故磁场能也达到最大。而电荷量为零时，电压U＝CQ，电压也为零，电场能也为零。故选BC。
答案：(1)变大　(2)BC
[能力提升练]
7．(2025·湖北武汉联考)随着辅助驾驶技术的飞速发展，雷达已成为车辆的关键传感器之一，为汽车提供了全面的感知能力。毫米波雷达的发射和接收都要用到LC振荡电路，一LC振荡电路如图所示，单刀双掷开关S先拨至触点a，使电容器与电源E接通。再将S拨至触点b并开始计时，若振荡周期为T，不计能量损失，下列说法正确的是(　　)
A．t＝时刻，两极板所带电荷量为零
B．～时间内，线圈L中电流逐渐增大
C．～时间内，线圈L中磁场能逐渐减小
D．t＝时刻，电容器上极板带正电
解析：A　由题图可知电容器上极板和电源的负极相连，所以t＝0时刻电容器上极板带负电荷且电荷量最大；0～时间内，电容器放电，t＝时刻，电容器放电完毕，两极板所带电荷量为零，故A正确；～时间内，电容器充电，线圈L中电流不断减小，故B错误；～时间内，电容器放电，线圈L中磁场能逐渐增大，故C错误；t＝时刻在～T时间内，电容器充电，电容器上极板带负电荷，故D错误。故选A。
8．(2025·山东烟台一模)某图书馆的书籍防盗系统利用LC振荡电路原理，在出口处的地毯下埋有线圈L与电容器C构成的振荡电路，如图甲所示。当未消磁的书籍标签(内含金属材料)靠近时，线圈的自感系数增大，导致振荡频率变化，从而触发警报。若该振荡电路中电容器上极板的电荷量q随时间t变化的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是(　　)
甲　　　　　　乙
A．t1时刻，电容器C的电场能为零
B．t2时刻，线圈L的自感电动势最大
C．t2～t3时间内，线圈L中电流逐渐减小
D．0～t3时间内，未消磁的书籍标签正在远离线圈L
解析：C　t1时刻，电容器C上极板带电量最大，可知电场能最大，选项A错误；t2时刻，电容器放电完毕，此时线圈L的电流最大，电流变化率最小，则自感电动势最小，选项B错误；t2～t3时间内，电容器带电量增大，则线圈L中电流逐渐减小，选项C正确； 由图可知0～t3时间内，振荡电路的振荡周期逐渐变大，根据T＝，可知线圈自感系数L变大，可知未消磁的书籍标签正在靠近线圈L，选项D错误。故选C。
9．(多选)(2025·湖南长沙一模)为实现自动计费、车位空余信息的提示和统计功能等，某智能停车位通过预埋在车位地面下方的LC振荡电路获取车辆驶入驶出信息。如图甲所示，当车辆驶入车位时，相当于在线圈中插入铁芯，使其自感系数变大，引起LC电路中的振荡电流频率发生变化，计时器根据振荡电流的变化进行计时。某次振荡电路中的电流随时间变化如图乙所示，下列说法正确的是(　　)
　甲　　　　　　　　　　乙
A．t1时刻，线圈L的磁场能为零
B．t2时刻，电容器C带电量最大
C．t2～t3过程，电容器C带电量逐渐增大
D．由图乙可判断汽车正驶离智能停车位
解析：BD　t1时刻电流最大，此时电容器中电荷量为零，电场能最小，磁场能最大，A错误；t2时刻电流为零，此时电容器C所带电量最大，B正确；t2～t3过程，电流逐渐增大，电场能逐渐转化为磁场能，电容器处于放电过程，电容器带电量逐渐减小，C错误；由图乙可知，震荡电路的周期变小，根据T＝2π可知线圈自感系数变小，则汽车正驶离智能停车位，故D正确。故选BD。
[培优创新练]
10．(2025·安徽合肥八中三模)某实验小组设计了如图所示的LC振荡电路来测量外界压力，电容器上极板为弹性金属薄板，受到压力时会下移从而改变板间距离。测量时先将开关拨到a，电路稳定后再将开关拨到b，通过电流传感器测出振荡电路中电流的频率以反映压力大小。下列说法正确的是(　　)
A．开关拨向a时，压力越大，电容器存储的电量越小
B．开关由a拨向b瞬间，流经电流传感器的电流为零
C．开关由a拨向b瞬间，电感线圈产生的自感电动势为零
D．电流传感器检测到的电流频率越小，表示压力越小
解析：B　压力越大，金属板被压弯的程度越大，平行板间的距离减小，由C＝知，电容器的电容增大，由Q＝CU知，电容器存储的电量越大，A错误；开关由a拨向b瞬间，产生振荡电流，流经电流传感器的电流为零，电流的变化率最大，自感电动势最大，B正确，C错误；测量时，传感器检测到的电流频率越小，由f＝，知电容越大，由C＝，知平行板间的距离越小，表示压力越大，D错误。故选B。

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