电磁振荡和电磁波 专题学案
电磁振荡与电磁波物理教案
电磁振荡与电磁波物理教案引言：
本篇教案旨在介绍电磁振荡与电磁波的基本理论知识。
学习电磁振荡与电磁波对于理解光学、无线通信等领域具有重要意义。
通过本教案的学习，学生将能够掌握电磁振荡的基本概念、电磁波的性质以及其在现实生活中的应用。
1. 电磁振荡的基本概念
1.1 电荷的振动
1.2 电磁场的形成
1.3 驻波与谐振
2. 电磁波的基本性质
2.1 理解电磁波的概念
2.2 波长与频率的关系
2.3 光的电磁性质
2.4 电磁波的传播速度
3. 电磁波的分类
3.1 长波与短波
3.2 射线与散射
3.3 可见光与其他波段的区别
4. 电磁波的应用
4.1 电磁波在通信中的应用
4.2 电磁波在医学影像中的应用
4.3 电磁波单色仪的工作原理
4.4 电磁波在遥感中的应用
5. 总结
电磁振荡与电磁波是现代物理学中的重要概念，对于理解光学、无
线通信和医学影像等领域具有重要意义。
通过本教案的学习，我们了
解了电磁振荡的基本概念、电磁波的性质以及其在现实生活中的应用。
希望同学们通过学习，能够深入理解电磁振荡与电磁波的本质，并将
其应用于科学研究和技术创新中。
电磁振荡教案
电磁振荡教案教案：电磁振荡教学目标：1.了解电磁振荡的基本概念和特点；2.掌握电磁振荡的数学描述和公式；3.理解电磁振荡在实际应用中的重要性。
教学内容：一、电磁振荡的概念和特点1.电磁振荡的定义；2.电磁振荡的特点。
二、电磁振荡的数学描述和公式1.电磁振荡的数学模型和方程；2.电磁振荡的周期和频率；3.电磁振荡的幅度和相位。
三、电磁振荡的应用1.电磁振荡在无线通信中的应用；2.电磁振荡在电磁感应中的应用；3.电磁振荡在光学中的应用。
教学过程：一、电磁振荡的概念和特点1.引入：通过示意图和实际例子简单介绍电磁振荡的概念，如调频收音机的振荡电路。
2.定义：让学生理解电磁振荡是指电磁场能量在振荡电路中的周期性变化。
3.特点：分析电磁振荡的特点，如周期性、振幅、频率等。
二、电磁振荡的数学描述和公式1.数学模型：介绍电磁振荡的数学描述和模型，如LC振荡电路。
2.方程：介绍电磁振荡的基本方程，如电压和电流的线性关系。
3.周期和频率：讲解电磁振荡的周期和频率的定义和计算方法。
4.幅度和相位：解释电磁振荡的幅度和相位的概念和意义。
三、电磁振荡的应用1.无线通信：介绍电磁振荡在无线通信中的应用，如手机和无线电的原理。
2.电磁感应：讲解电磁振荡在电磁感应中的应用，如变压器和发电机的工作原理。
3.光学：介绍电磁振荡在光学中的应用，如激光和光纤通信的原理。
教学方法与手段：1.探究式教学：通过引导学生观察实例和提出问题，激发学生的兴趣和思考；2.讲解与演示相结合：通过讲解概念和公式，结合实际示例进行演示，帮助学生理解和掌握知识；3.小组合作学习：将学生分成小组，进行小组活动，促进合作和交流。
教学评价与反馈：1.练习与应用：布置相关习题和实验，检查学生对电磁振荡的理解和掌握程度；2.提问与讨论：引导学生参与课堂讨论，检查学生对电磁振荡的理解和应用能力；3.反馈与总结：及时对学生的表现进行评价和反馈，总结课堂重点和难点。
教学资源和学生活动：1.多媒体教学资源：投影仪、电脑、PPT等；2.学生活动：观察实例、提问讨论、小组合作学习、练习和实验。
高中物理第3章电磁振荡与电磁波 学案粤教版选修3-4
电磁振荡和电磁波能力素质【例1】如图19－15甲所示LC振荡电路与电源E和灯泡D相连，当开关S合上后灯D正常发光．现从断开S开始计时，电容器a极板上电量q随时间t的变化规律如图19－15乙．若以通过LC回路顺时针方向电流为正，作出LC回路中电流随时间的变化图象(线圈L的直流电阻为零)解析：本题中LC回路的初始状态为：电感L中电流为最大，而电容器C上电压为零．当S断开后，开始对C充电，而a板上的电量增加且为正电荷，此过程中LC回路电流为逆时针，又知LC回路电流是按正弦(或余弦)规律变化的，故作出LC回路中的电流随时间变化图象如图19－15丙点拨：求解本题的关键在于分析清楚电路的连接方式，并明确回路的初始状态．点击思维【例2】如图19－16所示的电路中，电容器的电容C＝1μF，线圈的自感系数L＝0.1mH，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，然后将开关拨至b，经过t＝3.14×10-5s，油滴加速度是多少？当油滴加速度a′为何值时，LC回路中振荡电流有最大值(π＝3.14，研究过程中油滴未与极板接触)解析：S在a时油滴静止，此时油滴受电场力向上，有F电＝mgLC又回路的振荡周期＝π可得＝×LC T2T 6.1810s5当S拨至b后，在t＝3.14×10-5s＝T/2时刻，电容器被反向充电完毕，此时油滴受电场力方向向下，F合＝F电＋mg＝2mg，故此时油滴的加速度为2g当回路中振荡电流最大时，电容器上的电量为零，此时油滴仅受重力作用，故当油滴加速度a′＝g时，LC回路中振荡电流有最大值点拨：这是一道力学、电学和电磁振荡结合的综合题，对思维能力要求较高，要分析研究对象的受力情况、振荡回路的状态，结合牛顿定律才能回答本题．学科渗透【例3】家用微波炉是利用微波的电磁能加热食物的新型灶具，主要由磁控管、波导管、微波加热器、炉门、直流电源、冷却系统、控制系统、外壳等组成，接通电源后，220V交流电经一变压器，一方面在次级产生3.4V 交流对磁控管加热，同时在次级产生2000V 高压经整流加到磁控管的阴、阳两极之间，使磁控管产生的频率为2450MHz 的微波，微波输送至金属制成的加热器(炉腔)，被来回反射，微波的电磁作用使食物内分子高频地振动而同时迅速变热，并能最大限度地保存食物中的维生素．(每个光子能量E ＝hf ，其中h 为普朗克常量，其值为6.63×10-34J ·s ，f 为频率)(1)试计算微波输出功率为700W 的磁控管每秒内产生的光子数(2)试计算变压器的高压变压比解析：(1)每个光子能量为E ＝hf ＝6.63×10-34×2450×106＝1.62×10-24J则磁控管每秒钟产生的光子数为n ＝P/E ＝700÷(1.62×10-24)＝4.3×1026个(2)由变压器的变压比公式：U1/U2＝n1/n2可得高压变压比为：n1/n2＝U1/U2＝220÷2000＝11/100【例419－17所示电路中，L 是电阻不计的电感器，C 是电容器，闭合开关S ，待电路达到稳定状态后再打开开关S ，LC 电路中将产生电磁振荡，如果规定电感L 中的电流方向从a 到b 为正，打开开关的时刻为t ＝0，那么下列四个图中能正确表示电感中的电流i 随时间t 变化规律的是解析：S 闭合时电容器两端电压为零，S断开后，LC 构成闭合回路，开始给电容器充电，因此电路中的电流随时间变化的规律应按余弦规律变化，故选B【例5】 根据麦克斯韦电磁场理论，下列叙述中正确的是（ ）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，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、非线性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场答案：D解：变化的磁场产生感应电场，若磁场的变化率恒定，产生的感应电场就是恒定的。
电磁振荡学案
三、课堂检测
１．如果用导线直接连接充满电的电容器还有没有振荡产生？如果用导线直接连接充满磁场能的线圈还有没有振荡产生？
２．在ＬＣ回路中当电容器的量最大时，能量即将开始向能量转化。
３．在ＬＣ回路中，与振荡电流ｉ的变化一致的物理量有。
４．在LC振荡电路中，电容器两极板间的电势差正不断的增加，下列说法中正确的是A．电容器正在放电
B．电路中电流强度在减小
C．磁场能正在转化为电场能
D．线圈中产生的自感电动势正在增大
５．在LC振荡电路中，某时刻线圈中的磁感线如图２，分析其正在发生的能量转化。
课后小结反思
１．我的收获有：
２．存在的问题是：。
高考物理电磁振荡与电磁波专题复习教案
高考物理电磁振荡与电磁波专题复习教案一、引言在高考物理中，电磁振荡与电磁波是一个重要的专题，涉及到电磁波的发射、传播和接收，以及电磁振荡的特性和应用等内容。
本文将围绕这一专题展开复习教案，帮助同学们全面巩固相关知识，并提供一些复习方法和习题，以提高复习效果。
二、电磁振荡1. 电磁振荡的基本概念a. 什么是电磁振荡：电磁振荡是指电场和磁场的能量在空间中以波动的形式传播的现象。
b. 电磁振荡的产生：通过交变电流在电路中通过电感和电容的相互作用，可以产生电磁振荡。
c. 电磁振荡的特点：具有频率、周期、振幅等特征，可以用正弦函数来描述。
2. 电磁振荡的简单模型a. RLC电路：由电阻、电感和电容组成的串联电路，能够产生电磁振荡。
b. 电荷、电流和电势的变化规律：在电磁振荡中，电荷、电流和电势会随时间做周期性变化。
3. 电磁振荡的应用a. 无线电技术：电磁振荡的特性被广泛应用于无线电通信，包括调制解调、天线设计等方面。
b. 光学技术：电磁振荡在光学器件中的应用，如激光器、光纤通信等。
三、电磁波1. 电磁波的基本概念a. 什么是电磁波：电磁波是由电场和磁场相互作用而产生的一种能量传播形式，包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X 射线和γ射线等。
b. 电磁波的特点：具有波长、频率、速度等特征，可以通过波动方程和光速公式进行计算。
2. 电磁波的分类a. 根据波长和频率：电磁波可以分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等不同的范围。
b. 根据应用领域：电磁波可以按照其应用领域进行分类，如通信领域的无线电波，医学领域的X射线等。
3. 电磁波的传播a. 电磁波的传播方式：电磁波可以通过真空、空气、水、介质等媒质进行传播。
b. 电磁波的传播速度：不同频率的电磁波在真空中的传播速度是相同的，即光速。
四、复习方法与习题1. 复习方法a. 理论学习：认真复习教科书中的相关内容，理解电磁振荡和电磁波的基本概念、特性和应用。
_新教材高中物理第四章电磁振荡与电磁波1电磁振荡学案新人教版选择性必修第二册
电磁振荡1．知道什么是LC振荡电路和振荡电流。
2．知道LC振荡电路中振荡电流的产生过程，知道电磁振荡过程中能量的转化情况。
3．知道电磁振荡的周期与频率。
知识点一电磁振荡的产生电磁振荡中的能量变化[情境导学]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，使电容器通过线圈放电。
(1)电容器通过线圈放电过程中，线圈中的电流怎样变化？电容器的电场能转化为什么形式的能？(2)在电容器反向充电过程中，线圈中的电流如何变化？电容器和线圈中的能量是如何转化的？(3)线圈中自感电动势的作用是什么？提示：(1)电容器放电过程中，线圈中的电流逐渐增大，电容器的电场能转化为磁场能。
(2)在电容器反向充电过程中，线圈中的电流逐渐减小，线圈中的磁场能转化为电容器的电场能。
(3)线圈中电流变化时，产生的自感电动势阻碍电流的变化。
[知识梳理]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：能够产生振荡电流的电路。
3．LC振荡电路：由电感线圈L和电容器C组成的电路，是最简单的振荡电路，称为LC振荡电路。
如图所示。
4．电磁振荡：在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量q，电路中的电流i，电容器里面的电场强度E、线圈里的磁感应强度B，都在周期性地变化着。
这种现象就是电磁振荡。
5．电磁振荡中的能量变化(1)能量转化：电容器放电过程中，电场能向磁场能转化。
电容器充电过程中，磁场能向电场能转化。
(2)无能量损失时，振荡电路做等幅振荡。
(3)实际振荡电路中有能量损失，通过适时补充能量给振荡电路，可使振荡电路做等幅振荡。
[初试小题]1．判断正误。
(1)要产生持续变化的电流，可以通过线圈和电容器组成的电路实现。
(√)(2)LC振荡电路的电容器放电完毕时，回路中磁场能最小，电场能最大。
(×)(3)LC振荡电路中电流增大时，电容器上的电荷量一定减少。
(√)(4)振荡电路中，电容器里的电场强度E、线圈里的磁感应强度B都在周期性地变化。
高考物理电磁振荡电磁波相对论基础知识专题复习教案
高考物理电磁振荡电磁波相对论基础知识专题复习教案第一章：电磁振荡1.1 知识回顾：电容器和电感器的基本概念电容器和电感器的充放电过程振荡电路的构成和特点1.2 重点讲解：振荡电路的原理和条件振荡电路中的能量转换电磁振荡的周期和频率1.3 例题解析：分析振荡电路中电流和电压的变化规律计算振荡电路的周期和频率解答与电磁振荡相关的问题1.4 练习题：1. 电容器和电感器共同构成的电路才能产生电磁振荡。
2. 振荡电路中的电能和磁场能会不断转换。
选择题：选择正确的答案1. 振荡电路的周期与电容器和电感器的数值有关，其公式为T = ______。
2. 在振荡电路中，电流的最大值为I_max = ______。
1. 给定电容器电容C = 10μF，电感器电感L = 5H，求振荡电路的周期和频率。
第二章：电磁波2.1 知识回顾：电磁波的产生和传播电磁波的波动方程和能量电磁波的分类和特点2.2 重点讲解：电磁波的产生过程和条件电磁波的波动方程和频率关系电磁波的能量和动量2.3 例题解析：分析电磁波的产生和传播过程计算电磁波的波长和频率解答与电磁波相关的问题2.4 练习题：1. 变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，从而形成电磁波。
2. 电磁波的传播速度等于光速，与介质无关。
选择题：选择正确的答案1. 电磁波的能量公式为E = ______。
2. 电磁波的动量公式为p = ______。
1. 给定电磁波的频率f = 10^15 Hz，波速c = 3×10^8 m/s，求电磁波的波长。
第三章：相对论3.1 知识回顾：相对论的基本原理和概念狭义相对论和广义相对论时间膨胀和长度收缩3.2 重点讲解：相对论的基本原理和爱因斯坦的相对论理论狭义相对论中的时间膨胀和长度收缩广义相对论中的引力理论和黑洞3.3 例题解析：分析相对论中的时间膨胀和长度收缩现象计算相对论中的时间膨胀和长度收缩效应解答与相对论相关的问题3.4 练习题：1. 相对论是一种关于引力的理论，由爱因斯坦提出。
第三章 电磁震荡 电磁波 第一节 电磁震荡 导学案
高二物理 选修3-1 导学案 NO ； 编制人： 班级 姓名 学习小组_ __ 评价 时间：2012/8/16装 订 线第 三章 电磁振荡 电磁波 第一节 电磁震荡导学案【学习目标】1.知道电磁振荡的概念和振荡电路.2.了解LC 振荡电路中电磁振荡的产生过程.3.了解电磁振荡的周期和频率，会求LC 电路的周期和频率.4.激情投入，培养小组合作意识和团队精神 【学习目标解读】结合课本的振荡过程示意图，弄清振荡电流、电容器极板上的电荷如何变化的，从而弄清电磁振荡是如何产生的，对LC 振荡电路的周期和频率公式会定性分析即可【教学重点】 电磁振荡过程中各物理量的变化；能熟练应用电磁振荡的周期(频率)公式解决实际问题. 【教学难点】 在电磁振荡过程中，各物理量的变化情况分析.【使用说明】1．同学们要先通读教材，然后依据课前预习案再研究教材；通过梳理掌握弄清振荡电流、电容器极板上的电荷如何变化的，能熟练应用电磁振荡的周期(频率)公式解决实际问题.2．勾划课本并写上提示语．标注序号；完成学案，熟记基础知识，用红笔标注疑问。
【课前预习案】（一）教材助读 一、电磁振荡1、什么是振荡电流和振荡电路？最基本的振荡电路是什么？2、振荡电路的过程分析 （1）放电过程：（2）充电过程：3、什么是电磁振荡？【想一想】在LC 振荡电路中，电压u 与电流i 之间的关系及变化是否遵循欧姆定律？为什么？二、无阻尼振荡和阻尼振荡1、什么叫无阻尼振荡和阻尼振荡？【判一判】(1)阻尼振荡的能量一定减小.( ) (2)阻尼振荡的频率也一定减小.( ) (3)阻尼振荡的振幅减小，能量不变.( ) 三、电磁振荡的周期与频率1、什么是电磁振荡的周期和频率？2、电磁振荡的周期和频率与哪些因素有关？表达式是什么？ （二）预习自测1．关于LC 振荡电路中的振荡电流，下列说法中正确的是( ) A.振荡电流最大量，电容器两极板间的电场强度最大 B.振荡电流为零时，线圈中自感电动势为零C.振荡电流增大的过程中，线圈中的磁场能转化成电场能D.振荡电流减小的过程中，线圈中的磁场能转化为电场能2图为LC 振荡电路中振荡电流随时间变化的图象，由图可知，在OA 时间内______________能转化为______________能，在AB 时间内电容器处于______________（填“充电”或“放电”）过程，在时刻C ，电容器带电荷量_____________（填“为零”或“最大”）.【问题反馈】：请将你在预习本节中遇到的问题写在下面。
14.2 电磁振荡学案
14.2 电磁振荡（学案）（一）实验演示：如图所示，先把开关拨到右端，给电容器充电，然后把开关拨到左端。
观察电流表的指针。
1、 实验现象：通过现象（电流的情况）得出三个概念 ①振荡电流： ②振荡电路： ③LC 振荡电路：2、 交流讨论：为什么会出现这种振荡电流？ 参看课本P78倒数三个自然段。
（二）、具体分析振荡电流产生的过程（重点） 1、2、通过表格归纳总结电磁振荡规律：（小组讨论）3、电磁振荡：4、各物理量是如何增减的呢？视频：通过电流传感器演示电流变化得出 ⑴正弦规律变化 ⑵两个概念：阻尼振荡无阻尼振荡5.画出电容器上的电量q 和回路的电流i 随时间的变化图像 注意： ①虚线对应的是刚才的四个时刻②规定：顺时针电流为正， q 为上极板电量图像能形象直观的反应振荡过程中物理量的变化。
例、下图电容器正处于充电过程还是放电过程？变式、如图所示为振荡电路在某一时刻的电容器情况和电感线圈中的磁感线方向情况，由图可知，以下说法正确得是A 、电容器正在充电B 、电感线圈的电流正在增大C 、电感线圈中的磁场能正在转变为电容器的电场能D 、自感电动势正在阻碍电流增加（三）、自学课本P80，回答一下问题 1、周期和频率的概念2、回答 “思考与讨论”中的问题3、周期公式 （四）、小结 (你学到了什么)反馈练习：1.当LC 振荡电路中电流达到最大值时，下列叙述中正确的是（ ）A.磁感应强度和电场强度都达到最大值B.磁感应强度和电场强度都为零C.磁感应强度最大而电场强度为零D.磁感应强度是零而电场强度最大2.下图为LC 振荡电路中电容器极板上的电量q 随时间t 变化的图线，由图可知（ ）A.在t 1时刻，电路中的磁场最小B.从t 1到t 2，电路中的电流值不断变小C.从t 2到t 3，电容器不断充电D.在t 4时刻，电容器的电场能最小3.如图所示，L 是电阻可以不计的纯电感线圈，开关S 闭合后电路中有恒定电流通过，今将开关S 断开，同时开始计时，则电容器上极板A 的电量q 随时间变化的图象是下图中的哪一项？4.在LC 振荡电路中,某时刻的磁场方向如图所示.A.若磁场正在减弱,则电容器的A 板带负电.B.若电容器正在放电,则电容器A 板带负电.C.若电路中电流正在增大,则电容器A 板电量正在减少.D.若电容器正在放电, 则自感电动势正在阻碍电流减小.。
电磁振荡 教案
电磁振荡教案教案标题：电磁振荡教学目标：1. 理解电磁振荡的基本概念和原理；2. 掌握电磁振荡的数学表达式和相关公式；3. 能够分析和解决与电磁振荡相关的问题；4. 培养学生的实验观察能力和科学探究精神。
教学重点：1. 电磁振荡的基本概念和原理；2. 电磁振荡的数学表达式和相关公式。
教学难点：1. 如何理解和应用电磁振荡的数学表达式和公式；2. 如何进行实验观察和数据处理。
教学准备：1. 教师准备：电磁振荡的相关知识、实验设备和材料；2. 学生准备：课前预习相关知识。
教学过程：一、导入（5分钟）1. 利用实例引入电磁振荡的概念，如弹簧振子、LC振荡电路等；2. 引导学生思考电磁振荡的特点和应用领域。
二、知识讲解（15分钟）1. 介绍电磁振荡的基本概念和原理；2. 讲解电磁振荡的数学表达式和相关公式；3. 解释电磁振荡的周期、频率、振幅等概念。
三、实验演示（20分钟）1. 进行电磁振荡的实验演示，如LC振荡电路实验；2. 引导学生观察实验现象、记录数据；3. 帮助学生分析实验结果，验证电磁振荡的数学表达式和公式。
四、小组讨论（15分钟）1. 将学生分成小组，让他们共同讨论电磁振荡的应用领域和实际问题；2. 每个小组选择一个问题进行研究，并提出解决方案；3. 鼓励学生展示自己的思考和创意。
五、知识总结（10分钟）1. 对电磁振荡的基本概念、原理和数学表达式进行总结；2. 强调电磁振荡的应用领域和重要性。
六、作业布置（5分钟）1. 布置相关习题，巩固学生对电磁振荡的理解；2. 鼓励学生进行进一步的探究和实践。
教学反思：本节课通过导入实例、讲解知识、实验演示和小组讨论等多种教学方法，使学生全面了解电磁振荡的概念、原理和数学表达式。
同时，通过实验演示和小组讨论，培养了学生的实验观察能力和科学探究精神。
在教学过程中，教师应注意引导学生思考和讨论，激发他们的学习兴趣和创造力。
在布置作业时，可以设计一些拓展性的问题，激发学生进一步思考和探索。
第三章电磁振荡 电磁波 学案
第三章电磁振荡电磁波学案1电磁振荡电磁场和电磁波[学习目标定位] 1.了解振荡电流、LC回路中振荡电流的产生过程，会求LC回路的周期与频率.2.了解阻尼振荡和无阻尼振荡.3.了解麦克斯韦电磁理论的基础内容以及在物理发展史上的物理意义.4.了解电磁波的基本特点及其发展过程，通过电磁波体会电磁场的物理性质．1．电磁感应现象中产生感应电流的条件：穿过闭合电路的磁通量发生变化．2．电感对交流电有阻碍作用，交流电能通过电容器，电容器对交流电也有阻碍作用．一、电磁振荡的产生1．振荡电流和振荡电路(1)振荡电流：大小和方向都随时间做周期性迅速变化的电流．(2)振荡电路：能够产生振荡电流的电路．由线圈L和电容器C组成的电路是最简单的振荡电路，称为LC振荡电路．2．电磁振荡过程如图1所示，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关掷向2，从此时起，电容器通过线圈放电．图1放电过程：由于线圈的自感作用，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减少．放电完毕时，极板上的电荷量为零，放电电流达到最大值．通过该过程，电容器储存的电场能全部转化为线圈的磁场能．充电过程：电容器放电完毕时，由于线圈的自感作用，电流并不会立刻减小为零，而要保持原来的方向继续流动，并逐渐减小，电容器开始反向充电，极板上的电荷逐渐增多，当电流减小到零时，充电结束，极板上的电荷量达到最大值．通过该过程，线圈中的磁场能又全部转化为电容器的电场能．3．LC电路的周期T、频率f与电感L、电容C的关系是T＝2πLC，f＝12πLC.二、麦克斯韦电磁理论麦克斯韦经典电磁场理论的两大支柱：变化的磁场产生电场；变化的电场能够在周围空间产生磁场．三、电磁波产生1．电磁波的产生：如果在空间某区域中有周期性变化的电场，那么它就会在空间引起周期性变化的磁场；这个变化的磁场又引起新的变化的电场……于是，变化的电场和变化的磁场交替产生，形成的电磁场由近及远地传播就形成了电磁波．2．麦克斯韦在1865年从理论上预见了电磁波的存在，1888年物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在．赫兹还运用自己精湛的实验技术测定了电磁波的波长和频率，得到了电磁波的传播速度，证实了这个速度等于光速．学习探究一、电磁振荡[问题设计]把线圈、电容器、电流表、电源和单刀双掷开关按图2连成电路．图2先把开关置于电源一边，为电容器充电，稍后再把开关置于线圈一边，使电容器通过线圈放电．观察到电流表指针有何变化？这说明了什么问题呢？答案指针左右摆动．说明了电路中产生了变化的电流．[要点提炼]1．电磁振荡中各物理量的变化情况时刻(时间)工作过程q E i B 能量0放电瞬间q m E m00E电最大E磁最小0→T4放电过程q m→0E m→00→i m0→B m E电→E磁T4放结束电00i m B m E电最小E磁最大T4→T2充电过程0→q m0→E m i m→0B m→0E磁→E电T2充电结束q m E m00E电最大E磁最小T2→3T4放电过程q m→0E m→00→i m0→B m E电→E磁3T4放电结束00i m B m E电最小E磁最大3T4→T 充电过程0→q m0→E m i m→0B m→0E磁→E电T 充电结束q m E m00E电最大E磁最小说明：在T2～T的时间内，q、E、i、B等变化情况与0～T2内相同，只是q的正负，E、i、B的方向与0～T2内相反.2.无阻尼振荡和阻尼振荡(1)无阻尼振荡：如图3所示，如果没有能量损失，振荡电流的振幅永远保持不变的电磁振荡．图3 图4(2)阻尼振荡：如图4所示，能量逐渐损耗，振荡电流的振幅逐渐减小，直到停止振荡的电磁振荡． 3．电磁振荡的周期与频率周期T ＝2πLC ，频率f ＝12πLC .其中周期T 、频率f 、电感L 、电容C 的单位分别是秒(s)、赫兹(Hz)、亨利(H)、法拉(F)．[延伸思考] 为什么放电完毕时，电流反而最大？答案 开始放电时，由于线圈的自感作用，放电电流不能瞬间达到最大值，而是逐渐增大，随着线圈的阻碍作用减弱，放电电流增加变快，与此同时，电容器里的电场逐渐减弱，电场能逐渐转化为磁场能．当放电完毕时，电场能全部转化为磁场能，此时电流达到最大． 二、电磁场和电磁波[问题设计] 如图5所示，当磁铁相对闭合线圈运动时，线圈中的电荷做定向移动，是因为受到什么力的作用？若把闭合线圈换成一个内壁光滑的绝缘环形管，管内有直径略小于环内径的带正电的小球，则磁铁运动过程中会有什么现象？小球受到的是什么力？以上现象说明什么问题？图5答案 电荷受到电场力作用做定向移动．磁铁运动过程中，带电小球会做定向滚动，小球受到的仍然是电场力．空间磁场变化，就会产生电场，与有没有闭合线圈无关． [要点提炼]1．麦克斯韦电磁场理论的两个基本观点 (1)变化的磁场产生电场实验基础：如图6所示，在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里就会产生感应电流．图6 图7(2)变化的电场产生磁场，如图7所示．麦克斯韦大胆地假设：既然变化的磁场能够产生电场，那么变化的电场也会在空间产生磁场． 2．电磁波(1)电磁波的产生：变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成电磁波． (2)电磁波是横波．(3)电磁波在真空中的速度等于光速． 3．电磁波和机械波的比较(1)电磁波和机械波的共同点 ①二者都能产生干涉和衍射； ②二者在不同介质中传播时频率不变． (2)电磁波和机械波的区别 ①二者本质不同电磁波是电磁场的传播，机械波是质点机械振动的传播． ②传播机理不同电磁波的传播机理是电磁场交替感应，机械波的传播机理是质点间的机械作用． ③电磁波传播不需要介质，而机械波传播需要介质．④电磁波是横波，机械波既有横波又有纵波，甚至有的机械波同时有横波和纵波，例如地震波．一、电磁振荡例1 在LC 振荡电路中，可以使振荡频率增大一倍的方法是( )A ．自感系数L 和电容C 都增大一倍B ．自感系数L 增大一倍，电容C 减小一半 C ．自感系数L 减小一半，电容C 增大一倍D ．自感系数L 和电容C 都减小一半 二、电磁场理论例2 关于电磁场理论，下列说法中正确的是( ) 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，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例3 根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场可以产生电场．当产生的电场的电场线如图8所示时，可能是( )A ．向上方向的磁场在增强B ．向上方向的磁场在减弱C ．向上方向的磁场先增强，然后反向减弱D ．向上方向的磁场先减弱，然后反向增强三、电磁波和机械波例4下列关于电磁波的叙述中，正确的是()A．电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播B．电磁波在任何介质中的传播速度均为3×108 m/s C．电磁波由真空进入介质传播时，波长将变短D．电磁波不能产生干涉、衍射现象针对训练关于电磁波与机械波，下列说法正确的是()A．电磁波是电磁场由发生的区域向远处的传播，机械波是振源的振动向远处的传播B．电磁波传播不需要介质，机械波传播需要介质C．电磁波在任何介质中传播速率都相同，机械波在同一种介质中传播速率才相同D．机械波能发生干涉和衍射现象，电磁波则不能自我检测1．(电磁场理论)下列说法正确的是()A．电荷的周围一定有电场，也一定有磁场B．均匀变化的电场在其周围空间一定产生磁场C．任何变化的电场在其周围空间一定产生变化的磁场D．正弦交变的电场在其周围空间一定产生同频率交变的磁场2．(对电磁波理解)关于电磁波的特点，下列说法正确的是()A．电磁波中的电场和磁场互相垂直，电磁波沿与二者垂直的方向传播B．电磁波是横波C．电磁波和机械波一样依赖于介质传播D．只要空间内某个区域有振荡的电场或磁场，就能产生电磁波3．(电磁振荡的产生)某时刻LC振荡电路的状态如图9所示，则此时刻()图9A．振荡电流i在减小B．振荡电流i在增大C．电场能正在向磁场能转化D．磁场能正在向电场能转化4．(电磁振荡的周期与频率)要想增大LC振荡电路中产生的振荡电流的频率，可采用的方法是() A．增大电容器两极板的间距B．升高电容器的充电电压C．增加线圈的匝数D．在线圈中插入铁芯学案2电磁波谱电磁波的应用无线电波的发射、传播和接收应用[学习目标定位] 1.了解电磁波各波段的特性和主要作用.2.了解电磁波的和在科技、经济、社会发展中的作用.3.了解有效地发射电磁波的两个条件.4.了解调制、调幅、调频、调谐、解调、电谐振在电磁波发射、接收过程中的作用．1．电磁振荡的原理：利用电容器的充、放电和线圈的自感作用产生振荡电流，形成电场能和磁场能的周期性变化．2．干涉、衍射现象是波特有的现象，发生明显衍射的条件是：缝、孔或障碍物的尺寸比波长小或跟波长相差不多．一、电磁波谱1．成员：按波长由长到短依次为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．2．应用：利用无线电波可实现远程无线电通讯、无线电广播、电视、雷达、导航；利用红外线可进行红外线遥感；利用紫外线可进行灭菌消毒；利用X射线可进行医用透视、机场安检；利用γ射线可进行工业探伤、医用治疗．二、无线电波的发射、传播和接收1．要有效地发射电磁波，振荡电路必须具备两个特点：一是要采用开放电路，二是要有足够高的振荡频率．2．无线电波的发射和接收过程信号→调制⎩⎪⎨⎪⎧调幅调频――→发射⎩⎪⎨⎪⎧地波天波直线传播接收,调谐(电谐振)→解调→信号学习探究一、电磁波谱、电磁波的应用 [问题设计]电磁波是一个大家庭，在生产、生活中有广泛的应用，你能举一些应用电磁波的例子吗？ 答案 红外线摄影、红外线体温计、利用紫外线工作的验钞机、微波炉利用微波加热食物、电视信号的传播、医学上的透视……. [要点提炼]1．各种电磁波的共性(1)它们在本质上都是电磁波，它们遵循相同的规律，各波段之间的区别并没有绝对的意义． (2)都遵守公式v ＝λf ，它们在真空中的传播速度都是c ＝3×108 m/s. (3)它们的传播都不需要介质．(4)它们都具有反射、折射、衍射和干涉的特性． 2．不同电磁波的特点及应用电磁波谱 无线电波红外线可见光紫外线X 射线γ射线频率 由左向右，频率变化为由小到大 真空中 波长由左向右，波长变化为由长到短特性波动 性强 热效 应强 感光 性强化学作 用、荧光 效应强 穿透 力强穿透 力最 强用途通信广播、天体物理 研究遥控、遥测、加热、红外 摄像、红外制导照明、照相等 日光灯、杀菌、防伪、治疗皮肤病等检查、探测、透视、治疗探测、 治疗3.电磁波的能量电磁波是运动中的电磁场，各种各样的仪器能够探测到许许多多电磁波，表明电磁波可以传递能量． 二、无线电波的发射和传播[问题设计]如今在我们周围空间充满了各种频率不同、传递信息各异的电磁波，你知道这些电磁波是如何发射出去的吗？答案 由巨大的开放电路发射出去的． [要点提炼]1．有效地向外发射电磁波时，振荡电路必须具有的两个特点(1)振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，因此，要采用开放电路． (2)要有足够高的振荡频率．频率越高，发射电磁波的本领越大． 2．电磁波的调制调制 在电磁波发射技术中，使电磁波随各种信号而改变的技术分 类调幅(AM) 使高频振荡的振幅随信号的强弱而变的调制技术 调频(FM)使高频振荡的频率随信号的强弱而变的调制技术3.无线电波的三种主要传播方式(1)地波：沿地球表面空间传播的无线电波叫做地波．根据波的衍射条件可知，长波、中波和中短波可用地波传播，但短波和微波则不宜用地波传播．(2)天波：依靠电离层的反射来传播的无线电波叫做天波．实验证明，短波最适宜以天波的形式传播． (3)直线传播：沿直线传播的电磁波叫做空间波或视波，微波一般都采取这种方式传播．由于这种传播方式受大气干扰小，能量损耗少，所以接收到的信号较强而且比较稳定，电视、雷达采用的都是微波．三、无线电波的接收 [问题设计]在我们周围弥漫着各种电台、电视台及无线电设备发出的电磁波，我们若想收听某一电台的广播时，需要调节收音机的旋钮选台，你知道“选台”的作用吗？ [要点提炼]1．无线电波的接收原理电磁波在空间传播过程中如果遇到导体，会使导体中感应出振荡电流，因此，空间中的导体可以用来接收电磁波． 2．电磁谐振与调谐(1)电磁谐振：当振荡电路的固有频率跟传播来的电磁波的频率相等时，电路里激起的感应电流就最强，这种现象叫做电磁谐振．(2)调谐：使接收电路产生电谐振的过程．一、电磁波谱例1下面列出了一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象，请将相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格上．(1)X光机，________.(2)紫外线灯，________.(3)理疗医用“神灯”照射伤口，可使伤口愈合得较好．这里的“神灯”是利用________．A．光的全反射B．紫外线具有很强的荧光作用C．紫外线具有杀菌消毒作用D．X射线的很强的贯穿力E．红外线具有显著的热效应F．红外线波长较长，易发生衍射二、电磁波的发射与接收例2要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领，应该采取的措施是()A．增加辐射波的波长B．使振荡电容的正对面积足够小C．减小电容器两极板间的距离D．增加回路中的电容和电感例3关于电磁波的接收，下列说法正确的是()A．当处于电谐振时，所有的电磁波仍能在接收电路中产生感应电流B．当处于电谐振时，只有被接收的电磁波才能在接收电路中产生感应电流C．由调谐电路接收的感应电流，再经过耳机就可以听到声音了D．由调谐电路接收的感应电流，再经过检波、放大，通过耳机才可以听到声音自我检测1．(电磁波谱)雷达采用微波的原因是()A．微波具有很高的频率B．微波具有直线传播的特性C．微波的反射性强D．微波比其它无线电波(长波、中波、短波等)传播的距离更远2．(电磁波谱)下列各组电磁波，按波长由长到短排列正确的是()A．γ射线、红外线、紫外线、可见光B．红外线、可见光、紫外线、γ射线C．可见光、红外线、紫外线、γ射线D．紫外线、可见光、红外线、γ射线3．(电磁波的发射与接收)关于无线电波的发射过程，下列说法正确的是() A．必须对信号进行调制B．必须使信号产生电谐振C．必须把传输信号加到高频电流上D．必须使用开放回路．4．(电磁波的发射与接收)要接收到载有信号的电磁波，并通过耳机发出声音，在接收电路中必须经过下列过程中的()A．调幅B．调频C．调谐D．解调学案3章末总结一、麦克斯韦电磁理论1．对麦克斯韦电磁场理论两个基本观点的理解(1)变化的磁场产生电场，可从以下三个方面理解：①稳定的磁场不产生电场②均匀变化的磁场产生恒定的电场③周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场(2)变化的电场产生磁场，也可从以下三个方面理解：①恒定的电场不产生磁场②均匀变化的电场产生稳定的磁场③周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场2．感应电场方向的判定变化的磁场产生的感应电场的方向，与存在闭合回路时产生的感应电流的方向是相同的．例1关于麦克斯韦电磁理论，下列说法正确的是()A．稳定的电场产生稳定的磁场B．均匀变化的电场产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场产生均匀变化的电场C．变化的电场产生的磁场一定是变化的D．振荡的电场周围空间产生的磁场也是振荡的二、电磁波与电磁振荡LC振荡电路中有两类物理量，一类是与电场有关的物理量，一类是与磁场有关的物理量．(1)电容器两极板间的电压U、场强E、电场能E电、线圈的自感电动势E的变化规律与电荷量q的变化规律相同．(2)线圈中的磁感应强度B、磁通量Φ和磁场能E磁的变化规律与电流i的变化规律相同．例2如图1所示为LC振荡电路中电容器极板上的电荷量q随时间t变化的图像，由图可知()A．在t1时刻，电路中的磁场能最小B．从t1到t2，电路中的电流不断减小C．从t2到t3，电容器不断充电D．在t4时刻，电容器的电场能最小三、电磁波的传播特点及应用1．电磁波谱无线电波、红外线、可见光、紫外线、伦琴射线(X射线)、γ射线等合起来，便构成了范围非常广阔的电磁波谱．2．各种不同的电磁波既有共性，又有个性(1)共性：它们在本质上都是电磁波，它们的行为服从相同的规律，都满足公式v＝fλ，它们在真空中的传播速度都是c＝3×108 m/s，它们的传播都不需要介质，各波段之间的区别并没有绝对的意义．(2)个性：不同电磁波的频率或波长不同，表现出不同的特性．波长越长越容易产生干涉、衍射现象，波长越短观察干涉、衍射现象越困难．正是这些不同的特性决定了它们不同的用途．例3下列有关电磁波的说法中正确的是()A．电磁波谱中最难发生衍射的是无线电波B．电磁波谱中最难发生衍射的是γ射线C．频率大于可见光的电磁波表现为沿直线传播D．雷达用的是微波，因为微波传播的直线性好自我检测1．(电磁场理论)下列关于电磁场的说法正确的是()A．只要空间某处有变化的电场或磁场，就会在其周围产生电磁场，从而形成电磁波B．匀速运动的电子束周围一定存在电磁场，即能产生电磁场C．周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生，相互依存，形成不可分离的统一体，即电磁场D．历史上，电磁场的理论在先，实践证明在后2．(电磁波谱)关于电磁波谱中各波段的特性及应用，下列说法正确的是()A．红外遥感是利用了红外线波长较长的特点B．一切物体都在不停地辐射红外线，温度越高，辐射越强C．验钞机检验钞票真伪利用了紫外线的荧光作用D．X射线可深入人的骨骼，杀死病变细胞3．(电磁振荡)如图2所示的LC振荡回路，当开关S转向右边发生电磁振荡后，下列说法中正确的是() 图2A．振荡电流达到最大值时，电容器上的带电荷量为零B．振荡电流达到最大值时，磁场能最大C．振荡电流为零时，电场能为零D．振荡电流相邻两次为零的时间间隔等于振荡周期的一半4．(电磁波与机械波的区别)机械波和电磁波都能传递能量，其中电磁波的能量随波的频率的增大而________；波的传播及其速度与电介质有一定的关系，在真空中机械波是________传播的，电磁波是________传播的(填“能”“不能”或“不确定”)；在从空气进入水的过程中，机械波的传播速度将________，电磁波的传播速度将________(填“增大”“减小”或“不变”)．。
《主题七 第四节 电磁振荡 电磁波》教学设计教学反思
《电磁振荡电磁波》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 理解电磁振荡的基本观点和原理。
2. 掌握电磁振荡的周期和频率的观点。
3. 理解电磁波的产生原理和传播特性。
4. 培养观察、分析和解决问题的能力。
二、教学重难点1. 教学重点：电磁振荡的周期和频率，电磁波的产生和传播。
2. 教学难点：理解电磁波的传播方式和特点，以及电磁波与物质互相作用的理论。
三、教学准备1. 准备教学PPT，包含图片、图表和动画等，以帮助理解。
2. 准备相关实验器械，如线圈、电容器等。
3. 准备音频或视频素材，用于诠释电磁波的传播方式。
4. 提前安置学生预习相关内容，并提出问题。
5. 根据实际情况，制定合适的教学策略，以确保学生能够掌握教学目标。
四、教学过程：（一）引入课题1. 复习上节课内容，回顾电磁振荡的原理。
2. 引入电磁振荡和电磁波的观点，强调其在摩登通讯技术中的重要应用。
（二）新课讲解1. 电磁振荡的产生：通过实验展示线圈和电容器在电路中的动态变化，引导学生理解电磁振荡的产生过程。
2. 振荡周期和频率：通过计算和讲解，让学生理解振荡周期和频率的观点，并诠释它们对电磁波传播速度的影响。
3. 电磁波的特性：讲解电磁波的波长、能量、极化等特性，并介绍其应用。
4. 无线电波的传播：讲解无线电波的传播方式（地波和天波），以及它们在通讯技术中的应用。
5. 教室互动：设置问题，让学生分组讨论，分享他们对电磁波的理解和应用。
（三）案例分析以实际无线电发射机为例，讲解其工作原理，让学生了解电磁波在实际生活中的应用。
（四）作业安置1. 阅读相关文献，了解电磁波在摩登通讯技术中的应用和发展趋势。
2. 设计一个简单的电磁振荡电路模型，进行实验验证。
（五）教室小结回顾本节课的主要内容，强调电磁振荡和电磁波在摩登通讯技术中的重要性，以及它们的基本特性和应用。
教学设计方案（第二课时）一、教学目标1. 理解电磁振荡的产生原理和周期性变化规律。
《主题七 第四节 电磁振荡 电磁波》教学设计教学反思
《电磁振荡电磁波》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 理解电磁振荡的概念，掌握电磁振荡的产生原理。
2. 理解电磁波的产生原理及传播过程。
3. 了解电磁波在现代科技中的应用。
二、教学重难点1. 教学重点：电磁振荡的产生原理和电磁波的传播过程。
2. 教学难点：理解电磁波的传播过程及其在现代科技中的应用。
三、教学准备1. 准备教学PPT，包含图片、动画和视频等多媒体素材。
2. 准备实验器材，进行电磁振荡和电磁波的实验演示。
3. 准备相关案例和实例，帮助学生理解电磁波在现代科技中的应用。
4. 布置预习任务，要求学生提前预习相关内容，为课堂教学做好准备。
四、教学过程：1. 引入课题通过展示收音机、电视机、手机等电子产品，引导学生思考这些产品的工作原理，并引出电磁波的应用。
再通过实验展示电磁波的存在，让学生直观感受电磁波的特性。
2. 讲解电磁振荡（1）介绍振荡的概念，以及振荡电路的基本组成；（2）讲解LC振荡电路，包括电感L、电容C和电阻R等元件的作用，以及电磁波的产生原理；（3）通过动画或视频展示电磁波的传播过程，帮助学生理解电磁波的传播方式和特点。
3. 实验探究（1）让学生动手制作一个简单的LC振荡电路，观察其振荡现象，加深对电磁振荡的理解；（2）通过实验探究电磁波的传播速度与哪些因素有关，帮助学生理解电磁波传播速度的特性。
4. 课堂互动（1）提出问题：电磁波在现代通讯中的应用及发展前景；（2）鼓励学生发表自己的看法，并引导他们运用所学知识解释电磁波的应用原理；（3）教师对课堂进行总结，强调电磁波在现代生活中的应用及发展前景。
5. 布置作业（1）完成教材上的相关练习题；（2）搜集一些与电磁波相关的应用实例，并与其他同学分享。
教学设计方案（第二课时）一、教学目标1. 理解电磁振荡的概念，掌握电磁振荡的产生原理。
2. 理解电磁波的产生原理，掌握电磁波的传播特性。
3. 培养观察、分析和解决问题的能力，加强动手实验能力。
电磁波的发现 电磁振荡 学案 (15)
第2节电磁振荡核心素养定位》A1.知道什么是LC振荡电路和振荡电流。
2.知道LC振荡电路中电磁振荡的产生过程，知道电磁振荡过程中能量转化情况。
3.知道电磁振荡的周期和频率，知道LC电路的周期和频率与哪些因素有关，并会进行相关的计算。
01课前自主学习KEQIANZIZHUXUE幻=一、电磁振荡的产生1．振荡电流和振荡电路⑴振荡电流：大小和一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。
最简单的振荡电路为LC振荡电路。
2．电磁振荡的过程放电过程：由于线圈的自感作用，放电电流由零逐渐增大，电容器极板上的电荷□逐渐减少，电容器里的电场逐渐减弱，线圈的磁场逐渐增强，电场能逐渐转化为坦磁场能，振荡电流逐渐增大，放电完毕，电流达到最大，电场能全部转化为磁场能。
充电过程：电容器放电完毕后，由于线圈的自感作用，电流保持□原来的方向逐渐减小，电容器将进行□反向充电，线圈的磁场逐渐减弱，电容器里的电场逐渐增强，磁场能逐渐转化为电场能，振荡电流逐渐减小，充电完毕，电流减小为零，磁场能全部转化为电场能。
此后，这样充电和放电的过程反复进行下去。
3．电磁振荡的实质在电磁振荡过程中，电容器极板上的电荷量，电路中的电流，与振荡电流相联系的电场和磁场都在□周期性变化，电场能和磁场能也随着做周期性的□转化。
二、电磁振荡的周期和频率1.电磁振荡的周期T：电磁振荡完成一次□周期性变化需要的时间。
2.电磁振荡的频率f：1s内完成周期性变化的□次数。
3.LC电路的周期(频率)公式周期、频率公式：T=2y[LC,f=^3—1=，其中：周期T、频率f、自感2~\iLC系数L、电容C的单位分别是秒(s)、赫兹(Hz)、亨利(H)、法拉(F)。
判一判(1)电磁振荡的周期和频率是由电容器和线圈(电感)共同决定的。
()(2)通过减小电容器的电容可以使电磁振荡的频率减小。
()提示：(1)J(2)X想一想(1)振荡电流实际上就是交流电，对吗？提示：对。
最新高中物理 第三章 电磁振荡 电磁波 1 电磁振荡 2 电磁场和电磁波学案 教科版选修3-4(考试必备)
1 电磁振荡2 电磁场和电磁波[学习目标] 1.了解振荡电流、LC回路中振荡电流的产生过程，会求LC回路的周期与频率.2.了解阻尼振荡和无阻尼振荡.3.了解麦克斯韦电磁理论的基础内容以及在物理学发展史上的意义.4.了解电磁波的基本特点及其发展过程，通过电磁波体会电磁场的物理性质.一、电磁振荡1.振荡电流：大小和方向都随时间做周期性迅速变化的电流.2.振荡电路：能够产生振荡电流的电路.3.LC振荡电路及充、放电过程(1)LC振荡电路：由线圈L和电容器C组成的电路，是最简单的振荡电路.(2)电容器放电：由于电感线圈对交变电流的阻碍作用，放电电流不能立即达到最大值，而是由零逐渐增大，线圈产生的磁场逐渐增强，电容器里的电场逐渐减弱，电场能逐渐转化为磁场能.放电完毕后，电场能全部转化为磁场能.(3)电容器充电：电容器放电完毕，由于线圈的自感作用，电流并不立即消失，仍保持原来的方向继续流动，电容器被反向充电.在这个过程中，线圈的磁场逐渐减弱，电容器里的电场逐渐增强，磁场能逐渐转化为电场能，充电完毕时，磁场能全部转化为电场能.4.无阻尼振荡和阻尼振荡(1)无阻尼振荡：如图1所示，如果没有能量损失，振荡电流的振幅永远保持不变的电磁振荡.图1(2)阻尼振荡：如图2所示，能量逐渐损耗，振荡电流的振幅逐渐减小，直到停止振荡的电磁振荡.图2二、电磁振荡的周期和频率1.周期：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间. 频率：1s 内完成的周期性变化的次数.2.固有周期和频率振荡电路里发生无阻尼振荡时的周期和频率叫做振荡电路的固有周期、固有频率，简称振荡电路的周期和频率.3.LC 振荡电路的周期T 和频率f 跟电感线圈的电感L 和电容器的电容C 的关系是T ＝2πLC 、f ＝12πLC.三、麦克斯韦电磁理论的两个基本假设 1.变化的磁场能够在周围空间产生电场 (1)磁场随时间变化快，产生的电场强；(2)磁场随时间的变化不均匀时，产生变化的电场； (3)稳定的磁场周围不产生电场. 2.变化的电场能够在周围空间产生磁场. (1)电场随时间变化快，则产生的磁场强； (2)电场随时间的变化不均匀，产生变化的磁场； (3)稳定的电场周围不产生磁场. 四、电磁场和电磁波 1.电磁场变化的电场和变化的磁场交替产生，形成的不可分割的统一体.2.电磁波的产生：由变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场是由近及远传播的，这种变化的电磁场在空间的传播称为电磁波.3.麦克斯韦在1865年从理论上预见了电磁波的存在，1888年物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在.赫兹还运用自己精湛的实验技术测定了电磁波的波长和频率，得到了电磁波的传播速度，证实了这个速度等于光速.4.电磁波的波长λ、波速v 和周期T 、频率f 的关系： λ＝vT ＝vf.5.电磁波在真空中的传播速度v ＝c ≈3×108m/s.[即学即用]1.判断下列说法的正误.(1)LC振荡电路的电容器放电完毕时，回路中磁场能最小，电场能最大.( ×)(2)要提高LC振荡电路的振荡频率，可以减小电容器极板的正对面积.( √)(3)在变化的磁场周围一定会产生变化的电场.( ×)(4)电磁波是横波.( √)2.在LC振荡电路中，电容器C带的电荷量q随时间t变化的图像如图3所示.1×10－6s到2×10－6s内，电容器处于(填“充电”或“放电”)过程，由此产生的电磁波的波长为m.图3答案充电1200一、电磁振荡的产生[导学探究] 如图4所示，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关掷向2.图4(1)在电容器通过线圈放电过程中，线圈中的电流怎样变化？电容器的电场能转化为什么形式的能？(2)在电容器反向充电过程中，线圈中电流如何变化？电容器和线圈中的能量是如何转化的？(3)线圈中自感电动势的作用是什么？答案(1)电容器放电过程中，线圈中的电流逐渐增大，电容器的电场能转化为磁场能.(2)电容器反向充电过程中，线圈中电流逐渐减小，线圈中的磁场能转化为电容器的电场能.(3)线圈中电流变化时，产生的自感电动势阻碍电流的变化.[知识深化] 振荡过程各物理量的变化规律例1 (多选)如图5所示，L 为一电阻可忽略的线圈，D 为一灯泡，C 为电容器，开关S 处于闭合状态，灯泡D 正常发光，现突然断开S ，并开始计时，能正确反映电容器a 极板上电荷量q 及LC 回路中电流i (规定顺时针方向为正)随时间变化的图像是(图中q 为正值表示a 极板带正电)( )图5答案BC解析S断开前，电容器C断路，线圈中电流从上到下，电容器不带电；S断开时，线圈L 中产生自感电动势，阻碍电流减小，给电容器C充电，此时LC回路中电流i沿顺时针方向(正向)最大；给电容器充电过程，电容器带电荷量最大时(a板带负电)，线圈L中电流减为零.此后，LC回路发生电磁振荡形成交变电流.综上所述，选项B、C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；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：当电容器的电荷量q(电压U、场强E、电场能E E)增大或电流i(磁感应强度B、磁场能E 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.例2(多选)LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图6所示，则( )图6A.若磁场正在减弱，则电容器正在充电，电流由b向aB.若磁场正在减弱，则电场能正在增加，电容器上极板带负电C.若磁场正在增强，则电场能正在减少，电容器上极板带正电D.若磁场正在增强，则电容器正在充电，电流方向由a向b答案ABC解析若磁场正在减弱，则电流在减小，是充电过程，根据安培定则可确定电流由b向a，电场能增加，上极板带负电，故选项A、B正确；若磁场正在增强，则电流在增大，是放电过程，电场能正在减小，根据安培定则，可判断电流由b向a，上极板带正电，故选项C正确，D错误.二、电磁振荡的周期和频率1.由公式T＝2πLC、f＝12πLC可知T、f取决于L、C，与极板所带电荷量、两板间电压无关.2.L、C的决定因素L一般由线圈的长度、横截面积、单位长度上的匝数及有无铁芯决定，电容C由公式C＝εr S4πkd 可知，与电介质的介电常数εr、极板正对面积S及板间距离d有关.例3要想增大LC振荡电路中产生的振荡电流的频率，可采用的方法是( )A.增大电容器两极板的间距B.升高电容器的充电电压C.增加线圈的匝数D.在线圈中插入铁芯答案 A解析LC振荡电路中产生的振荡电流的频率f＝12πLC，要想增大频率，应该减小电容C，减小线圈的电感L，再根据C＝εr S4πkd，增大电容器两极板的间距，电容减小，所以A正确；升高电容器的充电电压，电容不变，B错误；增加线圈的匝数、在线圈中插入铁芯，电感L 增大，故C、D错误.三、麦克斯韦电磁场理论[导学探究] (1)电子感应加速器就是用来获得高速电子的装置，其基本原理如图7所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电磁铁线圈中通入变化的电流，真空室中的带电粒子就会被加速，其速率会越来越大.请思考：带电粒子受到什么力的作用而被加速？如果线圈中通以恒定电流会使粒子加速吗？这个现象告诉我们什么道理？图7(2)用导线将手摇发电机与水平放置的平行板电容器两极相连，平行板电容器两极板间的距离为4cm左右，在下极板边缘放上几个带绝缘底座的可转动小磁针，当摇动发电机给电容器充电或放电时，小磁针发生转动，充电结束或放电结束后，小磁针静止不动.请思考：小磁针受到什么力的作用而转动？这个现象告诉我们什么道理？答案(1)带电粒子受到电场力作用做加速运动.线圈中通入恒定电流时，带电粒子不会被加速.变化的磁场能产生电场.(2)小磁针受到磁场力的作用而转动.变化的电场可以产生磁场.[知识深化] 对麦克斯韦电磁场理论的理解(1)变化的磁场产生电场①均匀变化的磁场产生恒定的电场.②非均匀变化的磁场产生变化的电场.③周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场.(2)变化的电场产生磁场①均匀变化的电场产生恒定的磁场.②非均匀变化的电场产生变化的磁场.③周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场.例4某电路中电场随时间变化的图像如下列各图所示，能产生电磁场的是( )答案 D解析图A中电场不随时间变化，不会产生磁场；图B和图C中电场都随时间做均匀的变化，只能在周围产生恒定的磁场，也不会产生和发射电磁波；图D中电场随时间做不均匀的变化，能在周围空间产生变化的磁场，而这个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.四、电磁波[导学探究] 如图8所示是赫兹证明电磁波存在的实验装置，当接在高压感应圈上的两金属球间有电火花时，检波器上两铜球间也会产生电火花，这是为什么？这个实验证实了什么问题？图8答案当A、B两金属球间产生电火花时就会产生变化的电磁场，这种变化的电磁场传播到检波器时，它在检波器中激发出感应电动势，使检波器上两铜球间也会产生电火花.这个实验证实了电磁波的存在.[知识深化] 电磁波与机械波的比较例5(多选)以下关于机械波与电磁波的说法中，正确的是( )A.机械波和电磁波，本质上是一致的B.机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速不仅与介质有关，而且与电磁波的频率有关C.机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波D.它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象答案BCD解析机械波由波源的振动产生；电磁波由周期性变化的电场(或磁场)产生，机械波是能量波，传播需要介质，速度由介质决定，电磁波是物质波，波速由介质和自身的频率共同决定；机械波有横波，也有纵波，而电磁波一定是横波，它们都能发生反射、折射、干涉和衍射等现象，故选项B、C、D正确.1.(电磁振荡)如图9所示的LC振荡电路中，已知某时刻电流i的方向如图所示，且正在增大，则此时( )图9A.A板带正电B.线圈L两端电压在增大C.电容器C正在充电D.电场能正在转化为磁场能答案 D解析电路中的电流正在增大，说明电容器正在放电，选项C错误；电容器放电时，电流从带正电的极板流向带负电的极板，则A板带负电，选项A错误；电容器放电，电容器两板间的电压减小，线圈两端的电压减小，选项B错误；电容器放电，电场能减小，电流增大，磁场能增大，电场能正在转化为磁场能，选项D正确.2.(电磁振荡的周期和频率)在LC振荡电路中，电容器放电时间的长短决定于( )A.充电电压的大小B.电容器带电荷量的多少C.放电电流的大小D.电容C和电感L的数值答案 D解析电容器放电一次经历四分之一个周期，而周期T＝2πLC，T是由振荡电路的电容C 和电感L决定的，与充电电压、带电荷量、放电电流等无关.故选D.3.(麦克斯韦电磁场理论)下列说法中正确的是( )A.任何变化的磁场都要在周围空间产生变化的电场，振荡磁场在周围空间产生同频率的振荡电场B.任何电场都要在周围空间产生磁场，振荡电场在周围空间产生同频率的振荡磁场C.任何变化的电场都要在周围空间产生磁场，振荡电场在周围空间产生同频率的振荡磁场D.电场和磁场总是相互联系着，形成一个不可分割的统一体，即电磁场答案 C解析根据麦克斯韦电磁场理论，如果电场(磁场)的变化是均匀的，产生的磁场(电场)是恒定的；如果电场(磁场)的变化是不均匀的，产生的磁场(电场)是变化的；振荡电场(磁场)在周围空间产生同频率的振荡磁场(电场)；周期性变化的电场和周期性变化的磁场总是相互联系着，形成一个不可分割的统一体，即电磁场.故选C.4.(电磁波的特点)(多选)下列关于电磁波的说法中，正确的是( )A.电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播B.电磁波在任何介质中的传播速度均为3.0×108m/sC.电磁波由真空进入介质传播时，波长将变短D.只要空间中某个区域有变化的电场或变化的磁场，就能产生电磁波答案AC解析电磁波在真空中的传播速度为光速c＝3.0×108m/s，且c＝λf，从一种介质进入另一种介质，频率不变，但速度、波长会变化.电磁波仍具有波的特征，电磁波只有在真空中的速度才为3.0×108m/s，在其他介质中的传播速度小于3.0×108m/s.只有交变的电场和磁场才能产生电磁波.一、选择题考点一电磁振荡1.(多选)在LC振荡电路中，若某个时刻电容器极板上的电荷量正在增加，则( )A.电路中的电流正在增大B.电路中的电场能正在增加C.电路中的电流正在减小D.电路中的电场能正在向磁场能转化答案BC解析电荷量增加，电容器充电，电场能增加，磁场能减小，电流减小.故选B、C.2.(多选)LC振荡电路中电容器两端的电压U随时间t变化的关系图像如图1所示，则( )图1A.在t1时刻，电路中的电流最大B.在t2时刻，电路中的磁场能最多C.在t2至t3的过程中，电路中的电场能不断增加D.在t3至t4的过程中，电容器带的电荷量不断增加答案BC解析t1时刻电容器两端电压最高，电路中振荡电流为零，t2时刻电容器两端电压为零，电路中振荡电流最大，磁场能最多，故选项A错误，选项B正确；在t2至t3的过程中，由题图可知，电容器两极板间电压增大，必有电场能增加，选项C正确；而在t3至t4的过程中，电容器两极板间电压减小，电容器带的电荷量不断减少，选项D错误.3.(多选)在如图2甲所示的LC振荡电路中，通过P点的电流随时间变化的图线如图乙所示，若把通过P点向右的电流规定为i的正方向，则( )图2A.0至0.5ms内，电容器C正在充电B.0.5ms至1ms内，电容器上极板带正电C.在1ms至1.5ms内，Q点比P点电势高D.在1.5ms至2ms内，磁场能在减少答案CD解析由题图乙知0至0.5 ms内i在增大，电容器正在放电，A错误；0.5 ms至1 ms内，电流在减小，应为充电过程，电流方向不变，电容器上极板带负电，B 错误；在1 ms 至1.5 ms 内，为放电过程，电流方向改变，Q 点比P 点电势高，C 正确；在1.5 ms 至2 ms 内为充电过程，磁场能在减少，D 正确.考点二 电磁振荡的周期和频率4.某LC 电路的振荡频率为520kHz ，为能提高到1040kHz ，以下说法正确的是( )A.调节可变电容，使电容增大为原来的4倍B.调节可变电容，使电容减小为原来的14C.调节电感线圈，使线圈匝数增加到原来的4倍D.调节电感线圈，使线圈电感变为原来的12答案 B解析 由振荡频率公式f ＝12πLC 可知，要使频率提高到原来的2倍，则可以减小电容使之变为原来的14，或减小电感使之变为原来的14，故B 正确，A 、C 、D 错误. 5.(多选)电子钟是利用LC 振荡电路来工作计时的，现发现电子钟每天要慢30s ，造成这一现象的原因可能是( )A.电池用久了B.振荡电路中电容器的电容大了C.振荡电路中线圈的电感大了D.振荡电路中电容器的电容小了答案 BC解析 电子钟变慢，说明LC 回路的振荡周期变大，根据公式T ＝2πLC 可知，振荡电路中电容器的电容变大或线圈的电感变大都会导致振荡电路的振荡周期变大.故选B 、C.6.(多选)为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器C 置于储罐中，电容器可通过开关S 与线圈L 或电源相连，如图3所示.当开关从a 拨到b 时，由L 与C 构成的电路中产生周期T ＝2πLC 的振荡电流.当罐中的液面上升时( )图3A.电容器的电容减小B.电容器的电容增大C.LC 电路的振荡频率减小D.LC 电路的振荡频率增大答案 BC解析 当罐中液面上升时，电容器两极板间的介电常数变大，则电容器的电容C 增大，根据T ＝2πLC ，可知LC 电路的振荡周期T 增大，又f ＝1T ，所以振荡频率减小，故选项B 、C 正确，A 、D 错误.考点三 麦克斯韦电磁场理论7.(多选)根据麦克斯韦电磁场理论，以下叙述中正确的是( )A.教室中亮着的日光灯周围空间必有磁场和电场B.打点计时器工作时周围必有磁场和电场C.恒定的电场产生恒定的磁场，恒定的磁场激发恒定的电场D.电磁波在传播过程中，电场方向、磁场方向和传播方向三者互相垂直答案 ABD8.在下图所示的四种磁场情况中能产生恒定的感应电场的是( )答案 C解析 A 中磁场不变，则不会产生电场，故A 错误；B 中磁场方向变化，但大小不变，不会产生恒定的电场，故B 错误；C 中磁场随时间均匀变化，则会产生恒定的电场，故C 正确；D 中磁场随时间做非均匀变化，则会产生非均匀变化的电场，故D 错误.9.(多选)根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场可以产生电场.当产生的电场的电场线如图4所示时，可能是( )图4A.向上方向的磁场在增强B.向上方向的磁场在减弱C.向上方向的磁场先增强，然后反向减弱D.向上方向的磁场先减弱，然后反向增强答案BD解析在电磁感应现象的规律中，当一个闭合电路中通过它的磁通量发生变化时，电路中就有感应电流产生，电路中并没有电源，电流的产生是由于磁场的变化造成的.麦克斯韦把以上的观点推广到不存在闭合电路的情况，即变化的磁场产生电场.判断电场与磁场变化的关系仍可利用楞次定律，只不过是用电场线方向代替了电流方向.向上方向的磁场减弱时，感应电流的磁场阻碍原磁场的减弱而方向向上，根据安培定则知感应电流方向如题图中E的方向所示，选项A错误，B正确.同理，当磁场反向即向下的磁场增强时，也会得到如题图中E 的方向，选项C错误，D正确.考点四电磁波10.(多选)以下关于电磁波的说法中正确的是( )A.只要电场或磁场发生变化，就能产生电磁波B.电磁波传播需要介质C.赫兹用实验证实了电磁波的存在D.电磁波具有能量，电磁波的传播是伴随有能量向外传递的答案CD解析如果电场(或磁场)是均匀变化的，产生的磁场(或电场)是恒定的，就不能再产生新的电场(或磁场)，也就不能产生电磁波；电磁波不同于机械波，它的传播不需要介质；赫兹用实验证实了电磁波的存在；电磁波具有能量，它的传播是伴随有能量传递的.故选C、D.11.关于电磁波，下列叙述中正确的是( )A.电磁波在真空中的传播速度远小于真空中的光速B.电磁波可以发生衍射现象C.电磁波和机械波一样依赖于介质传播D.随着科技的发展，可以实现利用机械波从太空向地球传递信息答案 B解析电磁波在真空中的传播速度等于真空中的光速，故A错误；电磁波属于波的一种，能够发生衍射现象等波特有的现象，故B正确；电磁波能在真空中传播，而机械波依赖于介质传播，不能在真空中传播，故C、D错误.12.声呐(水声测位仪)向水中发出的超声波遇到障碍物(如鱼群、潜水艇、礁石等)后被反射，测出从发出超声波到接收到反射波的时间及方向，即可测算出障碍物的方位；雷达则向空中发射电磁波，遇到障碍物后被反射，同样根据发射电磁波到接收到反射波的时间及方向，即可测算出障碍物的方位.超声波与电磁波相比较，下列说法正确的有( )A.超声波与电磁波传播时，都向外传递了能量B.这两种波都既可以在介质中传播，也可以在真空中传播C.在空气中传播的速度与在其他介质中传播的速度相比较，这两种波在空气中传播时均具有较大的传播速度D.这两种波传播时，在一个周期内均向前传播了两个波长答案 A二、非选择题13.(电磁振荡的周期和频率)如图5所示，LC 振荡电路中振荡电流的周期为2×10－2s ，自振荡电流沿逆时针方向达到最大值时开始计时，当t ＝3.4×10－2s 时，电容器正处于(填“充电”“放电”“充电完毕”或“放电完毕”)状态.这时电容器的上极板(填“带正电”“带负电”或“不带电”).图5答案 充电 带正电解析 根据题意画出此LC 电路的振荡电流随时间的变化图像如图所示.结合图像，t ＝3.4×10－2 s 时刻设为图像中的P 点，则该时刻正处于反向电流减小的过程，所以电容器正处于反向充电状态，上极板带正电.14.(电磁振荡的周期和频率)LC 振荡电路的电容C ＝556pF ，电感L ＝1mH ，若能向外发射电磁波，则其周期是多少？电容器极板所带电荷量从最大变为零，经过的最短时间是多少？ 答案 4.68×10－6s 1.17×10－6s解析 T ＝2πLC＝2×3.14×1×10－3×556×10－12 s ≈4.68×10－6s LC 振荡电路周期即其发射的电磁波周期，电容器极板上所带电荷量由最大变为零，经过的最短时间为T 4， 则t ＝T 4＝1.17×10－6 s.。
3.1电磁振荡-3.2电磁场和电磁波 学案(2020年教科版高中物理选修3-4)
3.1电磁振荡-3.2电磁场和电磁波学案（2020年教科版高中物理选修3-4）1电磁振荡电磁振荡2电磁场和电磁波电磁场和电磁波学科素养与目标要求物理观念1.了解振荡电流.LC电路中振荡电流的产生过程.2.了解阻尼振荡和无阻尼振荡.3.知道电磁振荡的周期和频率.4.知道麦克斯韦电磁理论.5.了解电磁波的基本特点.发现过程及传播规律，知道电磁波与机械波的区别.科学思维会求LC振荡电路的周期和频率.科学态度与责任1.了解电磁波的发现对人类文明的影响.2.了解麦克斯韦电磁理论在物理学发展史上的意义.一.电磁振荡1.振荡电流大小和方向都随时间做周期性迅速变化的电流.2.振荡电路能够产生振荡电流的电路.3.LC振荡电路及充.放电过程1LC振荡电路由线圈L和电容器C组成的电路，是最简单的振荡电路.2电容器放电由于电感线圈对交变电流的阻碍作用，放电电流不能立即达到最大值，而是由零逐渐增大，线圈产生的磁场逐渐增强，电容器里的电场逐渐减弱，电场能逐渐转化为磁场能.放电完毕时，电场能全部转化为磁场能.3电容器充电电容器放电完毕，由于线圈的自感作用，电流并不立即消失，仍保持原来的方向继续流动，电容器被反向充电.在这个过程中，线圈的磁场逐渐减弱，电容器里的电场逐渐增强，磁场能逐渐转化为电场能，充电完毕时，磁场能全部转化为电场能.4.无阻尼振荡和阻尼振荡1无阻尼振荡如图1所示，如果没有能量损失，振荡电流的振幅永远保持不变的电磁振荡.图12阻尼振荡如图2所示，能量逐渐损耗，振荡电流的振幅逐渐减小，直到停止振荡的电磁振荡.图2二.电磁振荡的周期和频率1.周期电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间.频率1s内完成的周期性变化的次数.2.固有周期和频率振荡电路里发生无阻尼振荡时的周期和频率叫做振荡电路的固有周期.固有频率，简称振荡电路的周期和频率.3.LC振荡电路的周期T和频率f跟电感线圈的电感L和电容器的电容C的关系是T2LC.f12LC.三.麦克斯韦电磁理论的两个基本假设1.变化的磁场能够在周围空间产生电场.1磁场随时间变化快，产生的电场强；2磁场随时间的变化不均匀时，产生变化的电场；3稳定的磁场周围不产生电场.2.变化的电场能够在周围空间产生磁场.1电场随时间变化快，则产生的磁场强；2电场随时间的变化不均匀，产生变化的磁场；3稳定的电场周围不产生磁场.四.电磁场和电磁波1.电磁场变化的电场和变化的磁场交替产生，形成的不可分割的统一体.2.电磁波的产生由变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场是由近及远传播的，这种变化的电磁场在空间的传播称为电磁波.3.麦克斯韦在1865年从理论上预见了电磁波的存在，1888年物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在.赫兹还运用自己精湛的实验技术测定了电磁波的波长和频率，得到了电磁波的传播速度，证实了这个速度等于光速.4.电磁波的波长.波速v和周期T.频率f的关系vTvf.5.电磁波在真空中的传播速度vc3108m/s.1.判断下列说法的正误.1LC振荡电路的电容器放电完毕时，回路中磁场能最小，电场能最大.2要提高LC振荡电路的振荡频率，可以减小电容器极板的正对面积.3在变化的磁场周围一定会产生变化的电场.4电磁波是横波.2.在LC振荡电路中，电容器C带的电荷量q随时间t变化的图像如图3所示.1106s到2106s内，电容器处于填“充电”或“放电”过程，由此产生的电磁波的波长为m.图3答案充电1200一.电磁振荡的产生如图所示，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关掷向2.1在电容器通过线圈放电过程中，线圈中的电流怎样变化电容器的电场能转化为什么形式的能2在电容器反向充电过程中，线圈中电流如何变化电容器和线圈中的能量是如何转化的3线圈中自感电动势的作用是什么答案1电容器放电过程中，线圈中的电流逐渐增大，电容器的电场能转化为磁场能.2电容器反向充电过程中，线圈中电流逐渐减小，线圈中的磁场能转化为电容器的电场能.3线圈中电流变化时，产生的自感电动势阻碍电流的变化.振荡过程各物理量的变化规律项目过程电荷量q电场强度E电势差U电场能电流i磁感应强度B磁场能0T4电容器放电减少减小减小减少增大增大增加tT4时刻0000最大最大最大T4T2反向充电增加增大增大增加减小减小减少tT2时刻最大最大最大最大000T23T4反向放电减少减小减小减少增大增大增加t3T4时刻0000最大最大最大3T4T电容器充电增加增大增大增加减小减小减少例1多选如图4所示，L为一电阻可忽略的线圈，D为一灯泡，C为电容器，开关S处于闭合状态，灯泡D正常发光，现突然断开S，并开始计时，能正确反映电容器a极板上电荷量q及LC回路中电流i规定顺时针方向为正随时间变化的图像是图中q为正值表示a极板带正电图4答案BC解析S断开前，电容器C断路，线圈中电流从上到下，电容器不带电；S断开时，线圈L中产生自感电动势，阻碍电流减小，给电容器C充电，此时LC回路中电流i沿顺时针方向正向最大；给电容器充电过程，电容器带电荷量最大时a板带负电，线圈L中电流减为零.此后，LC回路发生电磁振荡形成交变电流.综上所述，选项B.C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；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电荷量q电压U.场强E.电场能EE增大或电流i磁感应强度B.磁场能EB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.针对训练多选xx海宁市检测LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图5所示，则图5A.若磁场正在减弱，则电容器正在充电，电流由b向aB.若磁场正在减弱，则电场能正在增大，电容器上极板带负电C.若磁场正在增强，则电场能正在减小，电容器上极板带正电D.若磁场正在增强，则电容器正在充电，电流方向由a向b 答案ABC解析若磁场正在减弱，则电流在减小，是充电过程，根据安培定则可确定电流由b向a，电场能增大，上极板带负电，故选项A.B正确；若磁场正在增强，则电流在增大，是放电过程，电场能正在减小，根据安培定则，可判断电流由b向a，上极板带正电，故选项C正确，D错误.二.电磁振荡的周期和频率如图所示的电路，1如果仅更换自感系数L更大的线圈，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关掷向2，电容器通过线圈放电，线圈因自感现象产生的自感电动势是否更大“阻碍”作用是否也更大由于延缓了振荡电流的变化，振荡周期T会怎样变化2如果仅更换电容C更大的电容器，将开关S掷向1，先给电容器充电，电容器的带电荷量是否增大再将开关掷向2，电容器通过线圈放电，放电时间是否相应地变长振荡周期T是否变长答案1自感电动势更大，“阻碍”作用更大，振荡周期变长.2带电荷量增大，放电时间变长，振荡周期变长.1.由公式T2LC.f12LC可知T.f取决于L.C，与极板所带电荷量.两极板间电压无关.2.L.C的决定因素L一般由线圈的长度.横截面积.单位长度上的匝数及有无铁芯决定，电容C由公式CrS4kd可知，与电介质的相对介电常数r.极板正对面积S及板间距离d有关.例2要想增大LC振荡电路中产生的振荡电流的频率，可采用的方法是A.增大电容器两极板的间距B.升高电容器的充电电压C.增加线圈的匝数D.在线圈中插入铁芯答案A解析LC振荡电路中产生的振荡电流的频率f12LC，要想增大频率，应该减小电容C，或减小线圈的自感系数L，再根据CrS4kd，增大电容器两极板的间距，电容减小，所以A正确；升高电容器的充电电压，电容不变，B错误；增加线圈的匝数.在线圈中插入铁芯，自感系数增大，故C.D错误.学科素养例2首先提出问题，提出要想增大LC振荡电路中产生的振荡电流的频率，可采用什么方法.在解答问题的过程中，考查了频率和相关物理量的关系，让学生对物理规律的认识更加深刻.这体现了“科学思维”的学科素养.三.麦克斯韦电磁理论1.电子感应加速器是用来获得高速电子的装置，其基本原理如图所示，上.下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电磁铁线圈中通入变化的电流，真空室中的带电粒子就会被加速，其速率会越来越大.请思考带电粒子受到什么力的作用而被加速如果线圈中通以恒定电流会使粒子加速吗这个现象告诉我们什么道理答案带电粒子受到电场力作用做加速运动.线圈中通入恒定电流时，带电粒子不会被加速.变化的磁场能产生电场.2.用导线将手摇发电机与水平放置的平行板电容器两极板相连，平行板电容器两极板间的距离为4cm左右，在下极板边缘放上几个带绝缘底座的可转动小磁针，当摇动发电机给电容器充电或电容器放电时，小磁针发生转动，充电结束或放电结束后，小磁针静止不动.请思考小磁针受到什么力的作用而发生转动这个现象告诉我们什么道理答案小磁针受到磁场力的作用而转动.变化的电场能产生磁场.对麦克斯韦电磁理论的理解1.变化的磁场产生电场1均匀变化的磁场产生恒定的电场.2非均匀变化的磁场产生变化的电场.3周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场.2.变化的电场产生磁场1均匀变化的电场产生恒定的磁场.2非均匀变化的电场产生变化的磁场.3周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场.例3关于麦克斯韦电磁理论，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答案D 解析根据麦克斯韦电磁理论，只有变化的电场能产生磁场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，非均匀变化的电场才产生变化的磁场.学科素养例3涉及对麦克斯韦电磁理论的理解.学生需要认识到恒定的磁场不会产生电场，同样，恒定的电场也不会产生磁场.本题考查了学生灵活运用相关知识解决实际问题的能力，体现了“科学思维”的学科素养.四.电磁波如图所示是赫兹证明电磁波存在的实验装置，当接在高压感应圈上的两金属球间有电火花时，检波器上两铜球间也会产生电火花，这是为什么这个实验证实了什么问题答案当A.B两金属球间产生电火花时就会产生变化的电磁场，这种变化的电磁场传播到检波器时，它在检波器中激发出感应电动势，使检波器上两铜球间也会产生电火花.这个实验证实了电磁波的存在.电磁波与机械波的比较机械波电磁波研究对象力学现象电磁现象周期性位移随时间和空间做周期性变化电场强度E和磁感应强度B随时间和空间做周期性变化传播情况传播需要介质，波速与介质有关，与频率无关传播无需介质，在真空中波速等于光速c，在介质中传播时，波速与介质和频率都有关产生机理由质点波源的振动产生由电磁振荡激发是横波还是纵波可能是横波，也可能是纵波横波干涉和衍射可以发生干涉和衍射例4多选以下关于机械波与电磁波的说法中，正确的是A.机械波和电磁波，本质上是一致的B.机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速不仅与介质有关，而且与电磁波的频率有关C.机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波D.它们都能发生反射.折射.干涉和衍射现象答案BCD解析机械波由波源的振动产生；电磁波由周期性变化的电场或磁场产生，机械波是能量波，传播需要介质，速度由介质决定，电磁波是物质波，波速由介质和自身的频率共同决定；机械波有横波，也有纵波，而电磁波一定是横波，它们都能发生反射.折射.干涉和衍射等现象，故选项B.C.D正确.1.电磁振荡xx西安中学高二第二学期期中在LC振荡电路中理想情况，某时刻上部分电路中电流方向向右，如图6所示，且电流正在增大，则该时刻图6A.电容器上极板带正电，下极板带负电B.电容器上极板带负电，下极板带正电C.磁场能正在向电场能转化D.线圈和电容器两边的电压可能不等答案A2.电磁振荡的周期和频率在LC振荡电路中，电容器放电时间的长短决定于A.充电电压的大小B.电容器带电荷量的多少C.放电电流的大小D.电容C和电感L的数值答案D解析电容器放电一次经历四分之一个周期，而周期T2LC，周期T是由振荡电路的电容C和电感L决定的，与充电电压.带电荷量.放电电流等无关.3.麦克斯韦电磁理论下列说法中正确的是A.任何变化的磁场都要在周围空间产生变化的电场，振荡磁场在周围空间产生同频率的振荡电场B.任何电场都要在周围空间产生磁场，振荡电场在周围空间产生同频率的振荡磁场C.任何变化的电场都要在周围空间产生磁场，振荡电场在周围空间产生同频率的振荡磁场D.电场和磁场总是相互联系着，形成一个不可分割的统一体，即电磁场答案C解析根据麦克斯韦电磁理论，如果电场磁场的变化是均匀的，产生的磁场电场是恒定的；如果电场磁场的变化是不均匀的，产生的磁场电场是变化的；振荡电场磁场在周围空间产生同频率的振荡磁场电场；周期性变化的电场和周期性变化的磁场总是相互联系着，形成一个不可分割的统一体，即电磁场.故选C.4.电磁波的特点多选下列关于电磁波的说法中，正确的是A.电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播B.电磁波在任何介质中的传播速度均为3.0108m/sC.电磁波由真空进入介质传播时，波长将变短D.只要空间中某个区域有变化的电场或变化的磁场，就能产生电磁波答案AC解析电磁波在真空中的传播速度为光速c3.0108m/s，且cf，从一种介质进入另一种介质，频率不变，但速度.波长会变化.电磁波仍具有波的特征，电磁波只有在真空中的速度才为3.0108m/s，在其他介质中的传播速度小于3.0108m/s.只有交变的电场和磁场才能产生电磁波.。
4.1 电磁振荡与电磁波 —【新教材】高中物理选择性必修第二册学案
选择性必修二第四章电磁振荡与电磁波第一节电磁振荡预习案【自主学习】阅读教材69-72，观察相关图片，思考下列问题：1、画LC电路原理图2、振荡电流是什么样的电流？3、有电流，就有磁场，有磁场能；有电荷，就有电场能。
根据教材70页图4.1-2，说说在LC电路中，磁场能减小时，电场能怎样变化？4、什么叫电磁振荡的周期和频率？有无公式？【学始于疑】（请将预习中不能解决的问题记录下来，供课堂解决。
）课堂案【合作探究一】观看演示（实验及其动画），画一个周期内i-t图和q-t图。
【合作探究二】粗略地画出LC电路中，磁场能和电场能随时间变化曲线课堂练习1：如图所示，当把开关S由1扳到2时，下列说法正确的是()A．电流立刻达到最大值，然后才开始减小B．电流不能立刻达到最大值，直到放电完毕时，电流才达到最大值C．电场强度逐渐减弱到零，这时电流也为零D．电场强度立刻减小到零，电流立刻达到最大值课堂练习2：(多选)甲、乙、丙、丁四个LC振荡电路，某时刻振荡电流i的方向如图中箭头所示。
下列对各回路情况的判断正确的是()t 磁场能t电场能A ．若甲电路中电流i 正在增大，则该电路中电容器两端的电压必定在增大B ．若乙电路中电流i 正在增大，则该电路中电容器的电场方向必定向下C ．若丙电路中电流i 正在减小，则该电路中线圈周围的磁场必定在增强D ．若丁电路中电流i 正在减小，则该电路中电容器的电场方向必定向上课堂练习3：(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t 1时刻，电路中的电流最大B ．在t 2时刻，电路中的磁场能最多C ．在t 2至t 3的过程中，电路中的电场能不断增加D ．在t 3至t 4的过程中，电容器带的电荷量不断增加【合作探究三】阅读教材72页，思考：怎样改变LC 电路电磁振荡的周期和频率？练习与讨论：教材73页练习4课堂练习4．如图所示，LC 电路的L 不变，C 可调，要使振荡的频率从700 Hz 变为1 400 Hz ，则可以采用的办法有( )A ．把电容增大到原来的4倍B ．把电容增大到原来的2倍C ．把电容减小到原来的12D ．把电容减小到原来的14课堂练习5．振荡电路中线圈的自感系数为L ，电容器的电容为C ，则电容器两极板间的电压从峰值到零的最少时间为( )A ．2πLCB ．πLC C.12πLCD.π2LC 总结：【进阶闯关检测】A 类基础关1．有一LC 振荡电路，能产生一定波长的电磁波，若要产生波长比原来短些的电磁波，可采取的措施为( )A ．增加线圈匝数B ．在线圈中插入铁芯C．减小电容器两极板的正对面积D．减小电容器两极板间的距离2．如图所示，LC振荡电路中导线的电阻及自感线圈的电阻忽略不计，某瞬间回路中电流方向如箭头所示，且此时电容器的极板A带正电荷，则该瞬间()A．电流i正在增大，线圈L中的磁场能也正在增大B．电容器两极板间电压正在增大C．电容器带电荷量正在减小D．线圈中电流产生的磁场的磁感应强度正在增强B类能力关3．图甲中通过P点电流(向右为正)的变化规律如图乙所示，则()A．0～0.5 s内，电容器C正在充电B．0.5～1 s内，电容器C上极板带正电C．1～1.5 s内，Q点的电势比P点的电势高D．1～1.5 s内，磁场能转化为电场能4．(2020·浙江1月选考)如图所示，单刀双掷开关S先打到a端让电容器充满电。
高中物理第三章电磁振荡与电磁波第一节电磁振荡学案(含解析)粤教版
第一节电磁振荡一、振荡电流和振荡电路1．振荡电流大小和方向都随时间做周期性迅速变化的电流叫振荡电流．实际振荡电流的频率很高,是高频正弦交流．2．振荡电路能产生振荡电流的电路叫做振荡电路．由自感线圈和电容器组成的最简单的振荡电路,称为LC回路．二、电磁振荡1．电磁振荡LC回路里,产生振荡电流的过程中，由于自感线圈的自感作用和电容器的充放电作用，线圈中的电流i及其对应的磁场、磁场能与电容器极板上的电荷q及其对应的电场、电场能在不断地相互转化，都发生了周期性的变化，这种现象叫做电磁振荡．2．电磁振荡的周期和频率LC回路的振荡周期T和频率f只跟自感系数L和电容C有关,与其他因素无关．它们的关系式为T＝2π错误!和f＝错误!．预习交流由f=错误!知，改变回路中电容器的电容和线圈的自感系数可以改变振荡回路的振荡频率．收音机、电视机中用于调台的调谐电路就是通过调节可变电容器的电容来改变回路的振荡频率的．一台无线电接收机，当它接收频率为535 kHz的信号时，调谐电路中电容器的电容为270 pF;若调谐电路的线圈电感不变,则要接收频率为1 605 kHz的信号时,应该怎么办?答案：应将调谐电路中电容器的电容调为30 pF．解析:由f=错误!535kHz=①由①②联立解得C＝30 pF．一、电磁振荡的产生和能量转化1．观察课本中产生振荡电流的实验相关内容，会看到什么现象，说明了什么？答案：观察到电流表指针在零点左右摆动，说明电路中产生了交变电流，即电路中电流的大小、方向做周期性的变化．2．LC振荡电路是如何实现电磁振荡的？答案：（1）首先电容器从外界得到能量(充电），当电容器开始放电后，由于线圈的自感作用,阻碍通过线圈中的电流变化（自感电动势与电流方向相反），使放电电流不能立刻达到最大值,而是从零逐渐增大，同时电容器极板上的电荷逐渐减少．（2）到电容器放电完毕时,电容器极板上没有电荷，放电电流也达到了最大值．（3)电容器放电完毕的瞬间，由于线圈中自感电动势的作用,阻碍电流减小（自感电动势的方向同电流方向一致），电流不能立即减小到零，而是要保持原来的方向继续流动，并逐渐减小，同时电容器在反向充电，电容器极板上带上相反的电荷，并且电荷逐渐增多,而极板上的电荷（根据同种电荷相互排斥）对向极板上累积的电荷产生阻碍作用，反向充电电流逐渐减小，到反向充电完毕时，极板上聚集的电荷最多，电流减小到零．（4）此后电容再次放电，再次充电，这样不断地充电和放电，电路中就出现了振荡电流．（5)这个过程中，电容器极板上的电荷q，电路中的电流i，电容器内的电场强度E，线圈的磁场B，都发生周期性变化．3．LC振荡电路中发生电磁振荡过程中的能量是如何转化的?答案:（1）在LC回路发生电磁振荡的过程中,由于电容器极板上带电荷，则电容器内就有与之相联系的电场能．（2）电路中有电流时，则线圈就有与之相联系的磁场能．（3)电容器放电阶段,电场能转化为磁场能，放电完毕的一瞬间，电场能为零,振荡电流和磁场能达到最大值;然后电容器被反向充电，这个阶段磁场能转化为电场能，振荡电流为零的瞬间，磁场能为零，电容器极板上的电荷和电场能达到最大值．4．学生讨论：在电磁振荡的过程中，电容器的带电量q及其对应的电场E、电场能E E和线圈中的电流i及其对应的磁场B，磁场能E B都随时间周期性变化，试讨论在一个充电过程和放电过程中各量的变化规律及能量转化情况．答案:充电过程中，q增加,E增大，E E增加,i减小，B减小，E B 减少，充电过程是一个磁场能转化为电场能的过程；放电过程中，q 减少,E减小，E E减少，i增大，B增大,E B增大，放电过程是一个电场能转化为磁场能的过程．LC振荡电路中某时刻磁场如图所示，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，则电容器上极板带正电C．若电容器上极板带正电,则线圈中电流正在增大D．若电容器正在放电，则自感电动势阻碍电流的增大答案：AD解析:在振荡电路中，电容器放电过程，放电电流一定是逐渐增大的，电容器充电电流一定是逐渐减小的．根据图中磁场方向,由安培定则可判定回路中有顺时针方向的电流．若该时刻电容器上极板带正电，说明电容器正在充电,充电电流是不断减小的，磁场逐渐减弱，故A正确，C错误;若电容器正在放电,则电容器下极板带正电，放电电流是不断增加的，线圈中自感电动势总是阻碍线圈中电流的变化，B错误，D正确．1．同步同变关系在LC振荡回路发生电磁振荡的过程中，电容器上的物理量：电荷量q、电场强度E、电场能E E是同步变化的,即：q↓→E↓→E E↓（或q↑→E↑→E E↑）振荡线圈上的物理量:振荡电流i、磁感应强度B、磁场能E B也是同步变化的，即：i↓→B↓→E B↓（或i↑→B↑→E B↑）2．同步异变关系在LC振荡过程中,电容器上的三个物理量q、E、E B与线圈中的三个物理量i、B、E B是同步异向变化的，即q、E、E E同时减小时，i、B、E B同时增大，且它们的变化是同步的，也即：q、E、E E↑错误!i、B、E B↓．二、电磁振荡的频率1．LC振荡电路的振荡周期由哪些因素决定？请分析这些因素影响周期长短的原因．答案：（1）LC振荡电路的周期由线圈的自感系数和电容器的电容决定．（2）若电容器的电容越大，电容器每次容纳的电荷越多，则其每次充放电的时间就越长,LC回路电磁振荡的周期就越大,反之周期越短．（3）若线圈的自感系数越大，对电流变化的阻碍就越强，则电流发生变化所用的时间就越长，LC回路电磁振荡的周期就越长，反之周期就越短．2．学生讨论：某种电子钟是利用LC振荡电路来制成的，使用一段时间后，发现每昼夜总是快1 min，造成这种现象的原因可能是怎样的？答案：钟表变快是因为LC电路的周期变小了,由周期公式知造成这种现象的原因可能是①L不变，C变小了；②C不变，L变小了;③L、C同时变小了．要想增大LC振荡电路中产生的振荡电流的频率，可采用的方法是（）．A．增大电容器两极板的间距B．升高电容器的充电电压C．增加线圈的匝数D．在线圈中插入铁芯答案:A解析：振荡电流的频率由LC回路本身的特性决定，f＝错误!,增大电容器两极板间距,电容减小,振荡频率升高,选项A正确;升高电容器的充电电压只能改变振荡电流的强弱，对振荡电流的周期和频率没有影响，选项B错误；增加线圈的匝数和在线圈中插入铁芯，都会使电感L增大，致使频率降低，选项C、D错误．1．实验表明：LC回路中电磁振荡的频率只与自感系数L和电容C有关．2．改变自感系数L或改变电容C即可改变LC回路的振荡频率．1．在LC回路产生电磁振荡的过程中，下列说法错误的是（)．A．电容器放电完毕时,回路中电场能最小B．回路中电流值最大时,回路中磁场能最大C．电容器极板上的电荷量最多时,电场能最大D．回路中电流值最小时，电场能最小答案：D解析：电容器放电结束时，电容器极板间场强为零，电场能最小,选项A正确；回路中电流最大时,线圈周围的磁场最强，磁场能最大,选项B正确；电容器极板上的电荷量最多时,电场最强,磁场能最小，而电场能最大，选项C正确;回路中电流最小时，磁场能最小，而电场能最大，故选项D错误，应选D．2．在LC回路中，电容器两端的电压随时间的变化关系如图所示，则（）．A．在t1时刻电路中的电流达到最大B．在t2时刻电容器极板上的电荷量达到最大C．从t2到t3的过程中，电容器中的电场能不断增大D．从t3到t4的过程中,线圈中的磁场能不断减小答案：C解析：t1时刻U最大，充电过程结束，此时刻电路中电流恰好减为零，A错误；t2时刻U为0,放电过程结束，此时刻电容器极板上的电荷量为0，B错误；t2到t3的过程中，U增大，为充电过程，磁场能逐渐转化为电场能，C正确；t3到t4的过程为放电过程，电场能逐渐转化为磁场能，D错误．3．关于LC振荡电路，下列说法正确的是（)．A．电容器放电完毕瞬间,回路中的电流最大，电场能最大B．若线圈的电感增大，则充放电过程变慢C．若减小电容器两极板间的距离,则充放电过程变快D．每一个周期内，电容器完成一次充、放电过程答案:B解析:电容器放电完毕的瞬间，回路中的电流最大，电场能为零，A错误;由T＝2π错误!知，电感增大,T增大，充放电过程变慢，B正确；减小电容器两板间的距离,电容C变大，T变大，充放电过程变慢，C错误；每一个周期内，电容器完成两次充、放电过程，D错误．4．如图所示,甲、乙、丙、丁四个LC振荡电路，某时刻振荡电流i的方向如图中箭头所示．下列对各电路情况的判断正确的是（)．A．若甲电路中电流i正在增大，则该电路中线圈的自感电动势必定在增大B．若乙电路中电流i正在增大，则该电路中电容器的电场方向必定向下C．若丙电路中电流i正在减小，则该电路中线圈周围的磁场必在增强D．若丁电路中电流i正在减小，则该电路中电容器的电场方向必定向上答案：BD解析：当电流逐渐增大时，电容器放电,电压减小，电动势减小，选项A错误，选项B正确;当电流减小时，是充电过程，线圈周围磁场减小，电流方向指向下极板，电容器中电场强度方向向上,选项C 错误，选项D正确．5．在LC振荡电路中，线圈的自感系数L＝2。
教科版高中物理选择性必修第二册第4章1电磁振荡2电磁波学案
1．电磁振荡2．电磁波学习任务1．理解振荡电流、振荡电路及LC振荡电路的概念；了解电磁振荡的周期与频率。
2．了解麦克斯韦电磁场理论的基本内容。
3．了解LC振荡回路中振荡电流的产生过程；会求LC振荡电路的周期与频率。
4．了解电磁波的基本特点及其发现过程，通过电磁波体会电磁场的物质性。
知识点一LC振荡电路和振荡电流无阻尼振荡和阻尼振荡1．振荡电流：大小和方向都随时间做周期性迅速变化的电流。
2．振荡电路：能够产生振荡电流的电路。
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。
(1)放电过程：由于线圈的自感作用，放电电流不能立刻达到最大值，而是由0逐渐增大，线圈产生的磁场逐渐增强，电容器里的电场逐渐减弱，放电完毕时，电场能全部转化为磁场能。
(2)充电过程：电容器放电完毕，由于线圈的自感作用，电流并不会立即消失，仍保持原来的方向继续流动，电容器被反向充电，极板上带上相反电性的电荷，充电结束，极板上的电荷最多，磁场能又转化为电容器的电场能。
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)电磁振荡：电场和磁场周期性的相互转变的过程也就是电场能和磁场能周期性相互转化的过程。
4．无阻尼振荡和阻尼振荡(1)阻尼振荡：振荡电路中的能量逐渐损耗，振荡电流的振幅逐渐减小，直到停止振荡。
(2)无阻尼振荡：没有能量损失，振荡电流的振幅永远保持不变的振荡。
(3)实际的LC振荡是阻尼振荡：任何电路中都有电阻，电路中总会有一部分能量会转化为内能，另外，还会有一部分能量以电磁波的形式辐射出去。
如果要实现等幅振荡，必须有能量补充到电路中。
在电磁振荡过程中，电场能与磁场能相互转化，什么时候磁场能最大？什么时候电场能最大？提示：放电结束时磁场能最大，充电结束时电场能最大。
1：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)LC振荡电路的电容器放电完毕时，回路中磁场能最小。
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电磁振荡和电磁波专题学案
一、电磁振荡
电磁振荡：在振荡电路中，电容器极板上的电量，通过线圈的
电流及跟电荷和电流相联系的电场和磁场都发生周期性变化的
现象叫电磁振荡。
1．对LC振荡过程的认识。
电磁振荡：在振荡电路中，电容器极板上的电量，通过线圈的
电流及跟电荷和电流相联系的电场和磁场都发生周期性变化的
现象叫电磁振荡。
（1）从电磁振荡的表象上看：LC振荡过程实际上是通过线圈L对电容器C充、放电的过程。
（2）从物理本质上看：LC振荡过程实质上是磁场能和电场能之间通过充、放电的形式相互转化的过程。
2．LC振荡过程中规律的表达。
在LC振荡过程中，磁场能及与磁场能相关的物理量（如线圈中电流强度、线圈电流周围的磁场的磁感强度、穿过线圈的磁通量等）和电场能及与电场能相关的物理量（如电容器的极板间电压、极板间电场的电场强度、极板上电量等）都随时间做周期相同的周期性变化。
这两组量中，一组最大时，另一组恰最小；一组增大时，另一组正减小。
这一特征正是能的转化和守恒定律所决定的。
LC振荡过程中线圈L中的振荡电流i（与磁场能相关）和电容器C的极板间交流电压u（与电场能相关）的变化曲线分别如图中的（a）、（b）所示。
4. LC 振荡电路的周期公式 LC T π2=
（1）L 对T 的影响：L 越大，振荡过程中因自感现象产生的自感电动势就越大，楞次定律中所说的“阻碍”作用也就将越大，从而延缓着振荡电流的变化，使振荡周期T 变长。
（2）C 对T 的影响：C 越大，振荡过程中无论是充电阶段将C 充至一定电压，或是放电阶段一定电压下的C 中的电放完，其时间都应当相应地变长，从而使振荡周期T 变长。
二、电磁波
1．麦克斯韦电磁场理论的要点
（1）变化的磁（电）场将产生电（磁）场。
（2）变化的磁（电）场所产生的电（磁）场取决于磁（电）场的变化率。
具体地说，均匀变化的磁（电）场将产生恒定的电（磁）场，非均匀变化的磁（电）场将产生变化的电（磁）场，周期性变化的磁（电）场将产生周期相同的周期性变化的电（磁）场。
（3）变化的磁场和变化的电场互相联系着，形成一个不可分离的统一体——电磁场。
2、电磁波
英国物理学家麦克斯韦提出的电磁场理论预言了电磁波的存在，德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在.
电磁场和电磁波的概念：变化的电场和变化的磁场相联系的统一体叫电磁场；电磁场的传播就是电磁波.
（1）电磁波在真空中的传播速度：8103⨯==光c v m/s ；电磁波的传播不需要介质. （2）电磁波的周期T ，频率f ，波长λ以及它们与波速的关系：
f T v λλ==/，T 、f 由波源确定，不因介质而变化，而v 、λ在不同的介质中其值不同；
同一介质中的电磁波频率越高波长越短. 3.电磁波的特点：
（1）电磁波是物质波，传播时不需要介质，可在真空中传播. （2）电磁波是横波，电场方向和磁场方向都与传播方向垂直. （3）电磁波与物质相互作用时，能发生反射、吸收、折射现象. （4）电磁波具有波的共性，能产生干涉、衍射等现象. （5）电磁波在介质中波速减小，遵循波长、波速、频率的关系. （6）电磁波向外传播的是电磁能.
三、光的电磁说和电磁波谱
1、光的电磁说——光在本质上是一种电磁波
光的干涉与衍射充分地表明光是一种波，光的偏振现象又进一步表明光是横波。
麦克斯韦对电磁理论的研究预言了电磁波的存在，并得到电磁波传播速度的理论值3.11×108m/s，这和当时测出的光速3.15×108m/s非常接近，在此基础上麦克斯韦提出了光在本质上是一种电磁波，这就是所谓的光的电磁说。
赫兹用实验证实了电磁波的存在，并测出其波长与频率，进而得到电磁波的传播速度，用实验证实了光的电磁说。
光作为电磁波的一种，与其他的电磁波共同构成电磁波谱。
对于电磁波谱，应了解其排布情况、产生机理及实际用途。
3A．上海音乐台播出的电波频率为105.7×106Hz，此电波的周期是 s，在真空中的波长为 m。
答：9.46×10－9
、2.84
18．电磁辐射对人体有很大危害，可造成失眠、白细胞减少、免疫功能下降等。
按照有关规定，工作场所受电磁辐射强度（单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不得超过0.5W/m 2。
若某小型无线电通讯装置的电磁辐射功率是1.0W ，则至少距该装置多远以外才是安全的？ （ A ）
A. 0.4m 以外
B. 0.8m 以外
C.1.0m 以外
D. 1.2m 以外 37、（8分）【物理－物理3－4】 麦克斯韦在1865年发表的《电磁场的动力学理论》一文中揭示了电、磁现象与光的内在联系及统一性，即光是电磁波．
⑴一单色光波在折射率为1.5的介质中传播，某时刻电场横波图象如图1所示，求该光波的频率．
解：⑴设光在介质中的传播速度为v ，波长为λ，频率为f ，则 λ
v
f = n
c
v =
解得：λ
n c f =
从波形图上读出波长m 1047
-⨯=λ，
代入数据解得Hz 10514
⨯=f
9、红外遥感卫星通过接收地面物体发出的红外辐射来探测地面物体的状况。
地球大气中的水汽（H 2O ）、二氧化碳（CO 2）能强烈吸收某些波长范围的红外辐射，即地面物体发出的某些波长的电磁波，只有一部分能够通过大气层被遥感卫星接收。
右图为水和二氧化碳对某一波段不同波长电磁波的吸收情况，由图可知，在该波段红外遥感大致能够接收到的波长范围是（ D ）
A ．2.5～3.5 μm
B ．4～4.5 μm
C ．5～7 μm
D ．8～13 μm
0 1 2 3 4
5 6 7
8
E
x /(107 m)
图1。