2023高考物理一轮复习第十三章交变电流电磁振荡与电磁波传感器第3讲电磁振荡与电磁波学生用书.docx

第3讲电磁振荡与电磁波【必备知识·自主排查】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_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_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_的转化4电磁振荡的周期和频率(1)周期T_(2)频率f_二、电磁场与电磁波1麦克斯韦电磁场理论2电磁波(1)电磁场在空间由近及远的传播，形成_(2)电磁波的传播不需要_，可在真空中传播，在真空中不同频率的电磁波传播速度_(都等于光速)(3)不同频率的电磁波，在同一介质中传播，其速度是不同的，频率越高，波速越_(4)v_，f是电磁波的频率3电磁波的发射(1)发射条件：_电路和_信号，所以要对传输信号进行调制(调幅或调频)(2)调制方式调幅：使高频电磁波的_随信号的强弱而改变调频：使高频电磁波的_随信号的强弱而改变4无线电波的接收(1)当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率_时，接收电路中产生的振荡电流_，这就是电谐振现象(2)使接收电路产生电谐振的过程叫作_，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“检”出调制信号的过程，叫作_，检波是_的逆过程，也叫作_5电视广播信号的发射和接收过程6电磁波谱：按照电磁波的_或_大小的顺序把它们排列成谱叫作电磁波谱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、射线等三、传感器1传感器的组成(1)敏感元件：能直接感受或响应外界被测_的部分(2)转换元件：能将敏感元件输出的信号直接转换成_的部分2传感器的应用模式一般模式可以用如下方框图表示【教材拓展】1.人教版选择性必修第二册P69图4.11(1)电容器放电完毕时刻，回路中电流最小()(2)回路中电流值最大时刻，回路中磁场能最大()(3)电容器极板上所带电荷量最大时，电场能最大()(4)回路中电流值最小的时刻，电容器带电荷量最大()2人教版选择性必修第二册P75图4.23(1)法拉第预言了电磁波的存在，并揭示了电、磁、光现象在本质上的统一性()(2)均匀变化的磁场一定产生恒定的电场()(3)均匀变化的电场产生均匀变化的磁场()(4)赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论()(5)电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场()(6)电磁波可以在真空中传播()3人教版选择性必修第二册P78图4.31和P79图4.33(1)要发射电磁波必须有足够高的振荡频率()(2)要发射电磁波振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间()(3)为了将信号发送出去，先要进行调谐()(4)为了从各个电台发出的电磁波中将需要的选出来，就要进行调制()(5)为了从高频电流中取出声音信号，就要进行调频()(6)利用接收天线接收到的信号可以直接还原成声音或图像()【关键能力·分层突破】考点一电磁振荡过程分析1振荡电流、极板带电荷量随时间的变化图像2LC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；反之，当电流流出带正电的极板时，电荷量减少，电场能向磁场能转化，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(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【跟进训练】1.2022·山东青岛联考在LC振荡电路中，某时刻线圈中的磁场和电容器中的电场如图所示，则此时刻()A.电容器正在放电B振荡电流正在减小C线圈中的磁场最强D磁场能正在向电场能转化2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)()3如图所示，LC振荡电路中电容器的电容为C，线圈的自感系数为L，电容器在图示时刻所带的电荷量为Q.若图示时刻电容器正在放电，至放电完毕所需时间为13LC；若图示时刻电容器正在充电，则充电至电容器所带电荷量最大所需时间为()A12LC B13LCC16LC D23LC考点二电磁波和电磁波谱1对麦克斯韦电磁场理论的理解2电磁波的不同用途无线电波用于通信和广播，红外线用于加热和遥感技术，紫外线用于杀菌消毒，X射线应用于医学上的X光照片，射线检查金属部件的缺陷等3相近概念的辨析技巧(1)调频和调幅：这是调制的两种方式，使电磁波的频率随信号改变的调制方式叫调频；使电磁波的振幅随信号改变的调制方式叫调幅(2)调制和解调：把低频电信号加载到高频等幅振荡电流上叫作调制；把低频电信号从高频载波中还原出来叫解调，是调制的逆过程【跟进训练】4.(多选)下列关于电磁波的叙述中，正确的是()A电磁波是以波动的形式由发生区域向远处传播的电磁场B电磁波在任何介质中的传播速度均为3.0×108 m/sC电磁波由真空进入介质传播时，波长将变短D电磁波也能产生干涉、衍射现象5最新车载GPS导航仪通过与导航卫星互相传递信息，确定汽车所处的准确位置，并在电子地图上显示出来(如图所示)，为汽车驾驶员导航，下列有关说法正确的是()A导航卫星发射的电磁波比光的传播速度慢B导航仪上的移动电话通过电流传递信息C导航卫星发射的电磁波不能在真空中传播D导航仪与导航卫星通过电磁波传递信息6在抗击新冠病毒的过程中，广泛使用了红外体温计测量体温，如图所示下列说法正确的是()A当体温超过37.3 时人体才辐射红外线B当体温超过周围空气温度时人体才辐射红外线C红外体温计是依据体温计发射红外线来测体温的D红外体温计是依据人体温度越高，辐射的红外线强度越大来测体温的7实际发射无线电波如图所示，高频振荡器产生高频等幅振荡，如图甲所示，人对着话筒说话产生低频振荡，如图乙所示，根据这两个图像，可知经过调幅的振荡电流的波形图像应是下列选项中的()第3讲电磁振荡与电磁波必备知识·自主排查一、1周期性2振荡电流LC3(1)电场磁场(2)磁场电场(3)周期性4(1)2LC(2)12LC二、1恒定变化振荡恒定变化同频率2(1)电磁波(2)介质相同(3)小(4)f3(1)开放高频振荡(2)振幅频率4(1)相同最强(2)调谐调谐(3)检波调制解调6波长频率可见光三、1(1)非电学量(2)电信号教材拓展1答案：(1)×(2)(3)(4)2答案：(1)×(2)(3)×(4)(5)×(6)3答案：(1)(2)(3)×(4)×(5)×(6)×关键能力·分层突破1解析：由线圈中的磁场方向，结合安培定则可知，电流从上向下流过线圈分析电容器中电场强度方向可知，电容器上极板带正电，则电容器正在放电，A正确；根据电磁振荡规律可知，电容器放电时，振荡电流增大，电场能向磁场能转化，磁场逐渐增强，B、C、D错误答案：A2解析：电容器极板间的电压UQC，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从题图乙可以看出，在0T4这段时间内电容器充电，且UAB>0，即UA>UB，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t0时刻，电压为零，电容器带电荷量为零，电流最大，可知t0时刻，电流为负向最大，D正确答案：D3解析：LC振荡电路在一个周期内电容器会充电两次、放电两次，每次充电或放电的时间均为14T2LC.根据题意，电容器所带的电荷量由Q减小到零所需时间为13LC16T，说明电容器所带的电荷量由最大放电到Q所需时间为14T16T112T16LC，则电容器所带电荷量由Q充电至最大所需时间同样为16LC.C正确答案：C4解析：电场、磁场相互激发并以波动的形式向外传播，形成电磁波，A正确；电磁波只有在真空中传播时波速才为3×108 m/s，在其他介质中波速均小于3×108 m/s，B错误；根据vf及电磁波从真空进入介质中时，频率不变，波速减小，可知电磁波在介质中的波长减小，C正确；电磁波具有波的一切性质，能产生干涉和衍射现象，D正确答案：ACD5解析：电磁波和光的传播速度是一样的，A错误；导航仪上的移动电话也是通过电磁波来传递信息的，B错误；电磁波可以在真空中传播，C错误；导航仪和导航卫星是通过电磁波来传递信息的，D正确答案：D6解析：物体在任何时候都会发出红外线，温度越高，辐射红外线的能力越强，所以人体在任何时候都会辐射红外线，故A、B错误；红外体温计是依据人体发射红外线来测体温的，不是体温计发出的红外线，故C错误；红外体温计是依据人体温度越高，辐射的红外线强度越大来测体温的，故D正确答案：D7解析：高频振荡器产生高频等幅振荡，话筒里边有碳膜电阻，它的阻值随压力变化而变化，当我们对着它说话时空气对它的压力随着声音而变化，那么它的电阻也就随声音信号而变化，振荡电流的振幅也就随着声音信号而变化，分析可知，把声音信号加到高频等幅振荡电流上后的波形图像如选项B图所示，B正确答案：B