搜索
基础课29电磁振荡与电磁波-2-知识点一知识点二电磁振荡1.电磁振荡的产生(1)振荡电流:大小和方向都做迅速变化的电流。(2)振荡电路:能产生的电路。(3)振荡过程:如图所示,将开关S掷向1,先给电容器充电,再将开关S掷向2,从此时起,电容器要对线圈放电。周期性振荡电流-3-知识点一知识点二①放电过程由于线圈的作用,放电电流不能立刻达到最大值,而是由零逐渐增大,同时电容器极板上的电荷逐渐。放电完毕时,极板上的电荷为零,放电电流达到。该过程电容器储存的转化为线圈的。②充电过程电容器放电完毕,由于线圈的作用,电流并不会立刻减为零,而要保持原来的方向继续流动,并逐渐减小,电容器开始,极板上的电荷逐渐。当电流减小到零时,充电结束,极板上的电荷量达到。该过程中,线圈中的又转化为电容器的。此后电容器再放电、再充电,周而复始,于是电路中就有了周期性变化的振荡电流。③实际的LC振荡是阻尼振荡。电路中有电阻,振荡电流通过时会有产生,另外还会有一部分能量以的形式辐射出去。如果要实现等幅振荡,必须有能量补充到电路中。自感减少最大值电场能磁场能自感充电增加最大值磁场能电场能热量电磁波-4-知识点一知识点二2.电磁振荡的周期和频率(1)周期:电磁振荡完成一次需要的时间。(2)频率:单位时间内完成的的次数。如果振荡电路没有能量损失,也不受其他外界影响,这时的周期和频率分别叫周期和频率。(3)周期和频率公式:T=,f=。周期性变化周期性变化固有固有2π𝐿𝐶12π𝐿𝐶-5-知识点一知识点二电磁波1.麦克斯韦电磁场理论变化的磁场能够在周围空间产生,变化的电场能够在周围空间产生。2.电磁波(1)电磁场在空间由近及远地传播,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=λf,f是电磁波的频率。电场磁场电磁波介质相同小-6-知识点一知识点二3.电磁波的发射(1)发射条件:电路和信号,所以对要传输的信号进行调制。(2)调制方式①调幅:使高频电磁波的随信号的强弱而变。②调频:使高频电磁波的随信号的强弱而变。4.无线电波的接收(1)当接收电路的固有频率跟接收到的无线电波的频率时,激起的振荡电流,这就是电谐振现象。(2)使接收电路产生电谐振的过程叫。能够调谐的接收电路叫电路。(3)从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程,叫。检波是的逆过程,也叫解调。开放高频振荡振幅频率相等最强调谐调谐检波调制-7-知识点一知识点二5.电磁波谱按照电磁波的或的大小顺序把它们排列成谱叫电磁波谱。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、γ射线。频率波长可见光-8-考点一考点二振荡过程中各物理量的变化(师生共研)各物理量变化情况一览表:时刻(时间)工作过程qEiB能量0→T4放电过程qm→0Em→00→im0→BmE电→E磁T4→T2充电过程0→qm0→Emim→0Bm→0E磁→E电T2→34T放电过程qm→0Em→00→im0→BmE电→E磁34T→T充电过程0→qm0→Emim→0Bm→0E磁→E电-9-考点一考点二例1(2018·天津滨海新区模拟)(多选)LC振荡电路中,某时刻磁场方向如图所示,则下列说法正确的是()A.若磁场正在减弱,则电容器上极板带正电B.若电容器正在放电,则电容器上极板带负电C.若电容器上极板带正电,则自感电动势正在减小D.若电容器正在充电,则自感电动势正在阻碍电流减小答案解析解析关闭若磁场正在减弱,由楞次定律可得线圈上端为正极,则电容器上极板带正电,故A正确;若电容器正在放电,由安培定则可得电容器上极板带负电,故B正确;若电容器上极板带正电,说明电容器在充电,磁场能转化为电场能,则线圈中电流应该减小,此时线圈中的自感电动势在增大,故C错误;若电容器正在充电,则线圈自感作用,阻碍电流的减小,故D正确。答案解析关闭ABD-10-考点一考点二例2(多选)一个LC振荡电路中,线圈的自感系数为L,电容器电容为C,从电容器上电压达到最大值U开始计时,则有()A.至少经过πLC,磁场能达到最大B.至少经过12𝜋LC,磁场能达到最大C.在12𝜋LC时间内,电路中的平均电流是2U𝑚𝜋CLD.在12𝜋LC时间内,电容器放出电荷量为CUm答案解析解析关闭LC振荡电路周期T=2π𝐿𝐶,电容器电压最大时,开始放电,经12π𝐿𝐶时间,放电结束,此时电容器电荷量为零,电路中电流最大,磁场最强,磁场能最大。因为Q=CU,所以电容器放出电荷量Q=CUm,由I=𝑞𝑡,所以I=𝐶𝑈m12π𝐿𝐶,得I=2𝑈mπ𝐶𝐿,故B、C、D正确。答案解析关闭BCD-11-考点一考点二思维训练(2018·云南昆明高二检测)(多选)LC回路电容器两端的电压u随时间t变化的关系如图所示,则()A.在t1时刻,电路中的电流最大B.在t2时刻,电路中的磁场能最大C.从时刻t2~t3,电路的电场能不断增大D.从时刻t3~t4,电容器的电荷量不断增大答案解析解析关闭t1时刻电容器两端电压最高时,电路中振荡电流为零,t2时刻电容器两端电压为零,电路中振荡电流最强、磁场能最多,选项A错误,B正确;在t2~t3的过程中,从题图可知,电容器两板间电压增大,必有电场能增加,选项C正确;而在t3~t4的过程中,电容器两板间电压减小,带电荷量同时减少,选项D错误。答案解析关闭BC-12-考点一考点二电磁波的特点及传播(自主悟透)1.电磁波与机械波的比较比较项目电磁波机械波产生由周期性变化的电场、磁场产生由质点(波源)的振动产生波的特点横波纵波或横波波速在真空中等于光速c=3×108m/s在空气中不大(如声波波速在空气中一般为340m/s)是否需要介质不需要介质(在真空中仍可传播)必须有介质(真空中不能传播)能量传播电磁能机械能-13-考点一考点二2.电磁波的波长、频率、波速(1)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,波速越小。(2)三者关系v=λf,f是电磁波的频率,即为发射电磁波的LC振荡电路的频率,改变L或C即可改变f,从而改变电磁波的波长λ。f=12𝜋LC-14-考点一考点二思维训练1.(多选)关于电磁波,下列说法正确的是()A.电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关B.周期性变化的电场和磁场可以相互激发,形成电磁波C.电磁波在真空中自由传播时,其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直D.利用电磁波传递信号可以实现无线通信,但电磁波不能通过电缆、光缆传输E.电磁波可以由电磁振荡产生,若波源的电磁振荡停止,空间的电磁波随即消失答案解析解析关闭电磁波在真空中的传播速度为光速,A选项正确;电磁波是由周期性变化的电场和磁场相互激发产生的,B选项正确;传播速度方向、电场方向、磁场方向三者两两垂直,C选项正确;电磁波可以通过光缆传播,D选项错误;当电磁振荡消失后,电磁波可继续传播,E选项错误。答案解析关闭ABC-15-考点一考点二2.(多选)关于电磁波与声波,下列说法正确的是()A.电磁波是由电磁场发生的区域向远处传播,声波是声源的振动向远处传播B.电磁波的传播不需要介质,声波的传播有时也不需要介质C.由空气进入水中传播时,电磁波的传播速度变小,声波的传播速度变大D.由空气进入水中传播时,电磁波的波长不变,声波的波长变小答案解析解析关闭由电磁波和声波的概念可知A正确;因为电磁波可以在真空中传播,而声波属于机械波,它的传播需要介质,在真空中不能传播,B错误;电磁波在空气中的传播速度大于在水中的传播速度,在真空中的传播速度最大;声波在气体、液体、固体中的传播速度依次增大,C正确;无论是电磁波还是声波,从一种介质进入另一种介质时频率都不变,所以由波长λ=𝑐𝑓及它们在不同介质中的传播速度可知,由空气进入水中时,电磁波的波长变短,声波的波长变长,D错误。答案解析关闭AC