現(xiàn)代文閱讀Ⅰ把握共性之“新”打通應(yīng)考之“脈”第四章電磁振蕩與電磁波第一節(jié)電磁振蕩第二節(jié)麥克斯韋電磁場理論[學(xué)習(xí)目標(biāo)]

1．了解LC回路中振蕩電流的產(chǎn)生過程；知道產(chǎn)生電磁振蕩過程中，LC振蕩電路中的能量轉(zhuǎn)化情況．2．知道什么是電磁振蕩的周期和頻率，了解LC回路的周期和頻率公式．3．了解麥克斯韋電磁場理論的基本內(nèi)容以及電磁波的預(yù)言．4．體會赫茲實驗證明電磁波存在的重大意義．必備知識·自主預(yù)習(xí)儲備知識點一振蕩電流的產(chǎn)生1．電磁振蕩電路的演變?nèi)鐖D甲所示，一個電流計與一個閉合線圈連接．當(dāng)一條形磁鐵不斷地插入和拔出線圈時，電流計的指針會不斷地擺動．這說明電路中產(chǎn)生了____和____都不斷變化的電流．如果將電流計拿走，如圖乙所示，當(dāng)條形磁鐵不斷地插入和拔出線圈時，電路斷開處的A、B兩點間仍存在__________，即A、B兩點間仍存在變化的______．大小方向感應(yīng)電動勢電勢差振蕩電路的演變：如果在A、B兩點間接入一個平行板電容器，如圖丙所示．當(dāng)條形磁鐵不斷地插入和拔出線圈時，在兩板之間的空間內(nèi)就會產(chǎn)生____和____不斷變化的____，即電容器在不斷地進(jìn)行____、____．大小方向電場充電放電2．振蕩電流(1)振蕩電流：上述實驗中產(chǎn)生了____和____都做周期性變化的電流．(2)振蕩電路：能產(chǎn)生_________的電路．(3)LC振蕩電路：由____和______組成的電路是最簡單的振蕩電路．3．振蕩電流的變化規(guī)律LC振蕩電路產(chǎn)生的振蕩電流是按____或____規(guī)律變化的．大小方向振蕩電流線圈電容器正弦余弦知識點二電磁振蕩中能量的轉(zhuǎn)化在振蕩電路產(chǎn)生振蕩電流的過程中，電容器極板上____、兩極板間____、電路中____以及跟電荷有關(guān)的____、與電流有關(guān)的____都發(fā)生周期性變化的現(xiàn)象．在電磁振蕩過程中，______和______相互轉(zhuǎn)化．知識點三電磁振蕩的周期和頻率1．電磁振蕩的周期T電磁振蕩完成一次周期性變化所用的____．電荷電壓電流電場磁場電場能磁場能時間

之比

知識點四麥克斯韋電磁場理論的基本思想1．變化的磁場周圍產(chǎn)生____是一種普遍存在的現(xiàn)象．2．變化的電場周圍產(chǎn)生____是一種普遍存在的現(xiàn)象．總之，變化的電場和磁場總是相互聯(lián)系，形成一個不可分離的統(tǒng)一體，這就是______．電場磁場電磁場知識點五偉大的預(yù)言1．產(chǎn)生變化的____和變化的____交替產(chǎn)生，由近及遠(yuǎn)地向周圍空間傳播出去，就形成電磁波．2．傳播特點(1)電磁波中電場和磁場相互____，電磁波在與兩者均____的方向傳播，因此電磁波是__波．電場磁場垂直垂直橫(2)電磁波的頻率即為________的頻率，它由____決定，與____無關(guān)．電磁波在真空中的傳播速度等于光在真空中的傳播速度，即c＝__________．(3)電磁波傳播不需要借助于任何____，在真空中也能傳播．光波的本質(zhì)是______．電磁振蕩波源介質(zhì)3×108m/s介質(zhì)電磁波知識點六赫茲實驗1．原理圖2．實驗現(xiàn)象：當(dāng)發(fā)射器兩球間有火花產(chǎn)生時，接收器兩球間也有火花產(chǎn)生．3．現(xiàn)象分析：火花在A、B間來回跳動時，在周圍空間建立了一個迅速變化的電磁場，這種變化的電磁場以______的形式在空間傳播．當(dāng)電磁波經(jīng)過接收器時，導(dǎo)致接收器產(chǎn)生__________，使接收器兩球間隙處產(chǎn)生電壓，當(dāng)電壓足夠高時，兩球之間產(chǎn)生________現(xiàn)象．4．實驗結(jié)論：赫茲證實了______的存在．5．實驗意義：證實了________的偉大預(yù)言，為麥克斯韋的電磁場理論奠定了堅實的實驗基礎(chǔ)．電磁波感應(yīng)電動勢火花放電電磁波麥克斯韋1．思考判斷(正確的畫“√”，錯誤的畫“×”)(1)在電場周圍一定產(chǎn)生磁場，在磁場周圍一定產(chǎn)生電場． (

)(2)均勻變化的電場周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場． (

)(3)周期性變化的電場周圍一定產(chǎn)生周期性變化的磁場． (

)(4)放電時，由于線圈的自感作用，放電電流由零逐漸增大． (

)(5)放電時，電容器兩極板間的電場能逐漸轉(zhuǎn)化為線圈的磁場能． (

)(6)振蕩電流最大時，放電完畢． (

)×

×

√√√√2．關(guān)于電磁波，下列說法正確的是(

)A．在真空中，頻率越高的電磁波速度越大B．在真空中，電磁波的能量越大，傳播速度越大C．電磁波由真空進(jìn)入介質(zhì)，速度變小，波長也變小，而頻率不變D．只要發(fā)射電路的電磁振蕩停止，產(chǎn)生的電磁波立即消失√C

[在真空中，所有電磁波的傳播速度都相同，與頻率、能量無關(guān)，故A、B錯誤；電磁波的頻率由波源決定，電磁波由真空進(jìn)入介質(zhì)，頻率不變，而波速減小，波長減小，故C正確；當(dāng)發(fā)射電路的電磁振蕩停止，產(chǎn)生的電磁波不會立即消失，還會在空間繼續(xù)傳播，直到能量消耗殆盡，故D錯誤．]3．關(guān)于LC振蕩電路中的振蕩電流，下列說法正確的是(

)A．振蕩電流最大時，電容器兩極板間的電場強(qiáng)度最大B．振蕩電流為零時，線圈中自感電動勢為零C．振蕩電流增大的過程中，線圈中的磁場能轉(zhuǎn)化為電場能D．振蕩電流減小的過程中，線圈中的磁場能轉(zhuǎn)化為電場能√D

[振蕩電流最大時，處于電容器放電結(jié)束瞬間，電場強(qiáng)度為零，A錯誤；振蕩電流為零時，LC回路振蕩電流改變方向，這時的電流變化最快，電流變化率最大，線圈中自感電動勢最大，B錯誤；振蕩電流增大時，電容器中的電場能轉(zhuǎn)化為磁場能，C錯誤；振蕩電流減小時，線圈中的磁場能轉(zhuǎn)化為電場能，D正確．]關(guān)鍵能力·情境探究達(dá)成如圖所示，將開關(guān)S擲向1，先給電容器充電，再將開關(guān)擲向2，從此時起，電容器通過線圈放電，線圈中是否會產(chǎn)生自感電動勢？自感電動勢產(chǎn)生什么效果？線圈中的電流怎樣變化？電容器的電場能轉(zhuǎn)化為什么形式的能？當(dāng)線圈中的電流減小時，是否會對電容器充電？此時線圈中的磁場能轉(zhuǎn)化為什么形式的能？提示：線圈中的電流發(fā)生變化時，線圈中會產(chǎn)生自感電動勢，阻礙線圈中電流的變化，電流逐漸增大，電容器的電場能轉(zhuǎn)化為磁場能；線圈中電流減小時，對電容器充電，線圈中的磁場能轉(zhuǎn)化為電容器的電場能．考點1電磁振蕩過程分析1．用圖像對應(yīng)分析i、q的變化關(guān)系2．板間電壓u、電場能EE、磁場能EB隨時間變化的圖像(充電時)u、EE規(guī)律與q-t圖像相對應(yīng)；EB規(guī)律與i-t圖像相對應(yīng)．3．分類分析(1)同步關(guān)系在LC振蕩回路發(fā)生電磁振蕩的過程中，電容器上的物理量：電量q、電場強(qiáng)度E、電場能EE是同步變化的，即：q↓→E↓→EE↓(或q↑→E↑→EE↑)振蕩線圈上的物理量：振蕩電流i、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁場能EB也是同步變化的，即：i↓→B↓→EB↓(或i↑→B↑→EB↑)

【典例1】

(多選)LC振蕩電路中，某時刻磁場方向如圖所示，則下列說法正確的是(

)A．若磁場正在減弱，則電容器上極板帶正電B．若電容器正在充電，則電容器下極板帶正電C．若電容器上極板帶正電，則線圈中電流正在增大D．若電容器正在放電，則自感電動勢正在阻礙電流增大√√√BCD

[由電流的磁場方向和安培定則可判斷振蕩電流方向，由于題目中未標(biāo)明電容器兩極板帶電情況，可分兩種情況討論：①若該時刻電容器上極板帶正電，則可知電容器處于放電階段，電流增大，則C正確，A錯誤；②若該時刻電容器下極板帶正電，可知電容器處于充電狀態(tài)，電流在減小，則B正確；由楞次定律可判定D正確．]規(guī)律方法

電磁振蕩狀態(tài)分析的三點注意(1)判斷電容器是充電還是放電，一般依據(jù)電流的方向，電流由正極板流出為放電，向正極板流入為充電．(2)判斷電場能和磁場能的轉(zhuǎn)化要依據(jù)電流的增減或極板上電量的增減．(3)自感電動勢的作用是阻礙電流的增大還是阻礙電流的減小，可依據(jù)放電電流不斷增大，充電電流不斷減小來判斷．

√

【典例2】

(多選)在LC回路中，電容器充電后向線圈放電發(fā)生電磁振蕩時，若將電容器兩板間距離增大，則振蕩過程中(

)A．電容器兩板間最大電壓變大B．振蕩電流的最大值變大C．振蕩電流的頻率變大D．電容器所帶電荷量最大值變大√√√

[跟進(jìn)訓(xùn)練]2．自動體外除顫儀(AED)是一種便攜式的醫(yī)療設(shè)備，可以診斷特定的心律失常，并且給予電擊除顫，是可被非專業(yè)人員使用的用于搶救心臟驟?；颊叩尼t(yī)療設(shè)備．其結(jié)構(gòu)如圖所示，低壓直流經(jīng)高壓直流發(fā)生器后向儲能電容器C充電．除顫治療時，開關(guān)撥到2，將脈沖電流作用于心臟，使患者心臟恢復(fù)正常跳動，其他條件不變時，下列說法正確的是(

)A．當(dāng)開關(guān)撥到2的瞬間，線圈L中感應(yīng)電動勢最大B．當(dāng)開關(guān)撥到2以后，流過人體的電流先減小后增大C．電容C越小，電容器的放電時間越長D．自感系數(shù)L越小，放電脈沖電流的放電時間越長√

考點3對麥克斯韋電磁場理論和電磁場的理解1．對麥克斯韋電磁場理論的理解恒定的電場不產(chǎn)生磁場恒定的磁場不產(chǎn)生電場均勻變化的電場在周圍空間產(chǎn)生恒定的磁場均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生恒定的電場不均勻變化的電場在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場不均勻變化的磁場在周圍空間產(chǎn)生變化的電場振蕩電場產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場振蕩磁場產(chǎn)生同頻率的振蕩電場2．對電磁場的理解(1)電磁場的產(chǎn)生：振蕩電場產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場，振蕩磁場產(chǎn)生同頻率的振蕩電場，周期性變化的電場、磁場相互激發(fā)，形成的電磁場一環(huán)套一環(huán)，如圖所示．(2)電磁場并非簡單地將電場、磁場相加，而是相互聯(lián)系、不可分割的統(tǒng)一整體．在電磁場示意圖中，電場E矢量和磁場B矢量在空間相互激發(fā)時，相互垂直，以光速c在空間傳播．【典例3】

(多選)關(guān)于電磁場的理論，下列說法正確的是(

)A．變化的電場周圍產(chǎn)生的磁場一定是變化的B．變化的電場周圍產(chǎn)生的磁場不一定是變化的C．均勻變化的磁場周圍產(chǎn)生的電場也是均勻變化的D．振蕩電場在周圍空間產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場√√BD

[變化的電場產(chǎn)生磁場有兩層含義：①均勻變化的電場產(chǎn)生恒定的磁場；②非均勻變化的電場產(chǎn)生變化的磁場．振蕩電場產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場．均勻變化的磁場產(chǎn)生恒定的電場，故B、D正確，A、C錯誤．]規(guī)律方法

麥克斯韋電磁場理論的兩大支柱變化的磁場產(chǎn)生電場，變化的電場產(chǎn)生磁場．需要著重對以下兩點加以理解：(1)均勻變化的磁場周圍產(chǎn)生恒定的電場，均勻變化的電場周圍產(chǎn)生恒定的磁場．(2)不均勻變化的磁場周圍產(chǎn)生變化的電場，不均勻變化的電場周圍產(chǎn)生變化的磁場．[跟進(jìn)訓(xùn)練]3．某電路中電場隨時間變化的圖像如圖所示，能發(fā)射電磁波的電場是(

)√D

[由麥克斯韋電磁場理論知，當(dāng)空間出現(xiàn)恒定的電場時(如題圖A)，由于其不激發(fā)磁場，故無電磁波產(chǎn)生；當(dāng)出現(xiàn)均勻變化的電場時(如題圖B、C)，會激發(fā)出磁場，但磁場恒定，不會再在較遠(yuǎn)處激發(fā)起電場，故也不會產(chǎn)生電磁波；只有周期性變化的電場(如題圖D)，才會激發(fā)出周期性變化的磁場，其又激發(fā)出周期性變化的電場……，如此不斷激發(fā)，便會形成電磁波，故選D．]學(xué)習(xí)效果·隨堂評估自測1．行車安全越來越被人們所重視，現(xiàn)在許多車企都在汽車上配置有主動剎車系統(tǒng)．該系統(tǒng)主要分為控制模塊、測距模塊和制動模塊，利用微波雷達(dá)、圖像識別技術(shù)和紅外攝像頭，可以將道路的圖像和路況實時傳遞給控制模塊，在緊急情況下，由車載微處理器發(fā)出控制命令，自動采取制動措施，保證車輛安全．微波的波長范圍在0.001～10m，下列說法正確的是(

)A．產(chǎn)生微波的LC振蕩電路中，要想增大振蕩周期，可以增大電容器的電容CB．微波只能在空氣中傳播而不能在真空中傳播C．微波遇到障礙物時，只能發(fā)生反射現(xiàn)象而不能發(fā)生衍射現(xiàn)象D．微波遇到障礙物時，只能發(fā)生衍射現(xiàn)象而不能發(fā)生反射現(xiàn)象√

2．(多選)如圖甲所示的LC振蕩電路中，通過P點的電流隨時間變化的圖線如圖乙所示，若把通過P點向右規(guī)定為電流的正方向，則(

)A．0.5～1ms內(nèi)，Q點比P點電勢低B．1～1.5ms內(nèi)，電容器C正在放電C．0.5～1ms內(nèi)，電場能正在增加D．增大電容器C的電容值該電路振蕩頻率將變大√√BC

[由題圖乙知0.5～1ms內(nèi)電流在減小，電容器正在充電，經(jīng)過P點的電流方向向右，線圈相當(dāng)于電源，Q點比P點電勢高，磁場能在減小，電場能正在增加，C正確，A錯誤；1～1.5ms內(nèi)電流增大，為放電過程，磁場能在增加，電場能正在減小，B正確；增大電容器C的電容，該電路振蕩頻率將變小，D錯誤．]3．如圖所示，L是不計電阻的電感線圈，C是電容器，閉合開關(guān)，待電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，再斷開開關(guān)，LC電路中將產(chǎn)生電磁振蕩．如果規(guī)定自感線圈L中的電流方向從a到b為正，斷開開關(guān)的時刻為t＝0，圖中能夠正確表示自感線圈L中的電流隨時間變化規(guī)律的是(

)√B

[開關(guān)閉合時，電流從a流向b穩(wěn)定后，L中電流達(dá)到正向最大．當(dāng)斷開開關(guān)后，自感線圈與電容器構(gòu)成振蕩電路，隨后形成振蕩電流，根據(jù)振蕩電流的規(guī)律，可知選項B正確．]提示：電路中產(chǎn)生了大小和方向都做周期性變化的電流，叫作振蕩電流，產(chǎn)生振蕩電流的電路叫作振蕩電路．回歸本節(jié)內(nèi)容，自我完成以下問題：1．什么叫振蕩電流？2．電磁振蕩過程中能量如何變化？提示：在電磁振蕩的過程中，電場能和磁場能發(fā)生周期性變化．3．麥克斯韋電磁場理論的內(nèi)容？提示：變化的磁場產(chǎn)生電場；變化的電場產(chǎn)生磁場．題號135246879101112課時分層作業(yè)(十三)電磁振蕩麥克斯韋電磁場理論

題組一電磁振蕩分析1．在LC振蕩電路產(chǎn)生電磁振蕩的過程中，下列說法正確的是(

)A．電容器放電完畢時刻，電路中磁場能最小B．電路中電流值最大時刻，電路中磁場能最小C．電容器極板上電荷量最多時，電場能最大D．電路中電流值最小時刻，電場能最小√C

[電容器放電完畢時，q＝0，電流最大，磁場能最大，故A、B錯誤；電路中電流最小時，電容器極板上電荷量最多，電場能最大，故C正確，D錯誤．故選C．]題號1352468791011122．如圖所示為某時刻LC振蕩電路所處的狀態(tài)，則該時刻(

)A．振蕩電流i在增大B．電容器正在放電C．磁場能正在向電場能轉(zhuǎn)化D．電場能正在向磁場能轉(zhuǎn)化√題號135246879101112C

[從題圖中電容器兩極板的帶電情況和電流方向可知電容器正在充電，故磁場能正在向電場能轉(zhuǎn)化，C正確．]√3．(魯科版教材改編)如圖所示表示LC振蕩電路某時刻的情況，以下說法錯誤的是(

)A．電容器正在充電B．電感線圈中的電流正在增大C．電感線圈中的磁場能正在增加D．此時刻自感電動勢正在阻礙電流增大題號135246879101112A

[題圖時刻，電容器上極板帶正電，電流由上極板經(jīng)線圈流到下極板，可知此時電流正在增大，電容器正在放電，電容器上的電荷量正在減小，電容器兩極板間的電壓正在減小，電場能正在轉(zhuǎn)化為磁場能，線圈中的感應(yīng)電動勢阻礙電流的增大，故選A．]題號135246879101112√4．無線話筒是LC振蕩電路的一個典型應(yīng)用，在LC振蕩電路中，某時刻磁場方向如圖所示，且電容器的上極板帶正電，下列說法正確的是(

)A．電流沿a流向bB．電場能正在向磁場能轉(zhuǎn)化C．振蕩電流正在增大D．電容器正在充電題號135246879101112題號135246879101112D

[由題圖可知線圈中的磁場方向向上，由安培定則判斷線圈中的電流是由下端流向上端，電流沿b流向a，故A錯誤；電流沿b流向a，且電容器的上極板帶正電，可知電容器正在充電，磁場能正在轉(zhuǎn)化為電場能，可知電流正在減小，故B、C錯誤，D正確．故選D．]√5．(教材P115T5改編)如圖所示，為LC振蕩電路在電磁振蕩中電容器極板間電壓隨時間變化的u-t圖像(

)A．t1～t2時間內(nèi)，電路中電流不斷增大B．t2～t3時間內(nèi)，電場能越來越小C．t3時刻，磁場能為零D．t3時刻電流方向要改變題號135246879101112B

[由題圖知t1～t2時間內(nèi)，電容器兩端電壓增大，電容器充電，電流減小，A錯誤；t2～t3時間內(nèi)，電容器兩端電壓減小，電場能轉(zhuǎn)化為磁場能，B正確；t3時刻，回路中磁場能最大，電流方向不變，C、D兩項都錯誤．]題號135246879101112√

題組二電磁振蕩周期和頻率6．(人教版教材改編)在LC振蕩電路中，用以下的哪種辦法可以使振蕩頻率增大一倍(

)A．自感L和電容C都增大一倍B．自感L增大一倍，電容C減小一半C．自感L減小一半，電容C增大一倍D．自感L和電容C都減小一半題號135246879101112

題號135246879101112√7．如圖所示是某液面高度測量儀內(nèi)部的原理圖，該儀器通過電容器電容的變化來檢測容器內(nèi)液面高低，容器中的導(dǎo)電液體和導(dǎo)電芯柱分別是電容器的兩個電極，芯柱外面套有絕緣管作為電介質(zhì)，電容器的這兩個電極分別用導(dǎo)線與一個線圈的兩端相連，組成LC振蕩電路．容器內(nèi)的導(dǎo)電液體與大地相連，若某時刻線圈內(nèi)的磁場方向向右，且正在減弱，則該時刻(

)A．磁場能正向電場能轉(zhuǎn)化B．電容器兩極板間電壓正在減小C．導(dǎo)電芯的電勢低于導(dǎo)電液的電勢D．若容器內(nèi)液面升高，則LC振蕩電路的頻率變大題號135246879101112

題號135246879101112√題號135246879101112

題組三麥克斯韋電磁場理論8．如圖所示為一帶電的平行板電容器C，當(dāng)用絕緣工具緩緩拉大板間距離的過程中，在電容器周圍空間(

)A．會產(chǎn)生變化的磁場B．會產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場C．不產(chǎn)生磁場D．會產(chǎn)生周期性變化的磁場題號135246879101112

9．(1)變化的磁場產(chǎn)生電場a．實驗基礎(chǔ)：如圖所示，在變化的磁場中放一個閉合電路，電路里就會產(chǎn)生________________．題號135246879101112感應(yīng)電流b．麥克斯韋的見解：電路里能產(chǎn)生感應(yīng)電流，是因為變化的______產(chǎn)生了電場，電場促使導(dǎo)體中的自由電荷做定向運(yùn)動．c．實質(zhì)：變化的_______產(chǎn)生了電場．(2)變化的電場產(chǎn)生磁場麥克斯韋假設(shè)，既然變化的磁場能產(chǎn)生電場，那么變化的電場也會在空間產(chǎn)生_______．題號135246879101112磁場磁場磁場[解析]

(1)a．在變化的磁場中放一個閉合電路，電路里就會產(chǎn)生感應(yīng)電流．b．電路里能產(chǎn)生感應(yīng)電流，是因為變化的磁場產(chǎn)生了電