2018至2019版高中物理第三章电磁振荡电磁波1电磁振荡2电磁场和电磁波课件教科版
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高中物理第三章第2节电磁场和电磁波教学案教科版选修3
学 习 资 料 汇编
第2节 电磁场和电磁波
对应学生用书P40
[自读教材·抓基础]
1．变化的磁场能够在周围空间产生电场
(1)麦克斯韦认为，磁场随时间变化快，产生的电场强；磁场随时间的变化不均匀时，产生变化的电场；稳定的磁场周围不产生电场。
(2)电场可由两种方式产生：①由电荷产生；②由变化的磁场产生。
2．变化的电场能够在周围空间产生磁场
麦克斯韦认为，若电场随时间变化快，则产生的磁场强；若电场随时间的变化不均匀，则会产生变化的磁场。稳定的电场周围不产生磁场。
[跟随名师·解疑难]
1．对麦克斯韦电磁场理论的认识
变化的磁场产生电场：
如图3－2－1所示，麦克斯韦认为在变化的磁场周围产生电场，是一种普遍存在的现象，跟闭合电路(导体环)是否存在无关。导体环的作用只是用来显示电场的存在。 1.变化的电场产生磁场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，周期性振荡变化的电场产生同频率周期性振荡变化的磁场。 2．变化的磁场产生电场，均匀变化的磁场产生恒定的电场，周期性振荡变化的磁场产生同频率周期性振荡变化的电场。 3．变化的电场和磁场交替产生形成的电磁场在空间传播形成电磁波，电磁波为横波，可以在真空中传播，波速为c ＝3.0×108 m/s 。 4．麦克斯韦预言了电磁波的存在，而赫兹用实验证实了电磁波的存在。
图3－2－1
(2)变化的电场产生磁场：
如图3－2－2所示，根据麦克斯韦理论，在LC振荡电路中，当电容器充、放电的时候，不仅导线中的电流要产生磁场，而且在电容器两极板间变化着的电场周围也要产生磁场。
图3－2－2
2．对麦克斯韦电磁场理论的理解
高中物理 3.13.2 电磁振荡 电磁场和电磁波课件 教科版
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图8
典例精析 二、电磁场理论
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解析 在电磁感应现象的规律中，当通过一个闭合回路的磁通 量发生变化时，回路中就有感应电流产生，回路中并没有电源， 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 推广到不存在闭合回路的情况，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.向上方向的磁场增强时，感应电流的磁 场阻碍原磁场的增强而方向向下，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正确，B错误.
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
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典例精析 一、电磁振荡
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例1 在LC振荡电路中，可以使振荡频率增大一倍的方法是( D ) 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 解析 根据LC振荡电路频率公式f＝ 1 得，当L、C都减小一
2π LC 半时，f增大一倍，故选项D正确.
二、电磁场和电磁波
电磁振荡 课件
四、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__. 2.频率:1 s内完成的周期性变化的_次__数__.
3.LC回路的周期和频率公式 周期:_T___2___L__C_，频率_f __2___1_L_C_，周期与频率的关系： _T___1f_.其中周期T、频率f、自感系数L和电容C的单位分别是： _秒__(_s_)_、_赫__兹__(_H_z_)_、_亨__利__(_H_)_和_法__拉__(_F_)_.
【知识点拨】 1.电磁场理论的进一步说明 (1)变化的磁场周围产生电场,跟闭合电路是否存在无关. (2)在变化的磁场中所产生的电场的电场线是闭合的，而静电 场中的电场线是不闭合的. 2.电磁波与机械波的共同点 (1)电磁波与机械波一样，能发生反射、折射、衍射、干涉等 现象. (2)电磁波的波长、频率、波速关系与机械波一样，且传播过 程中频率不变，波速由介质决定.
【探究归纳】 1.麦克斯韦的电磁场理论的正确性被赫兹的实验所证明. 2.赫兹实验为人类使用无线电技术打下了基础.
【典例2】下列关于电磁波的说法正确的是( ) A.电磁波是电磁场由近及远的传播 B.电磁波在任何介质中的传播速度都为3×108 m/s C.电磁波也能发生干涉和衍射现象 D.电磁波由真空进入某种介质时，波长将变短 【思路点拨】解答本题时注意以下三点: (1)电磁波的产生. (2)电磁波在真空中的波速等于光速，而在介质中的波速将变 小. (3)电磁波具有波的共性，即能发生衍射、干涉、折射等现象.
高中物理第3章电磁振荡电磁波1电磁振荡教师用书教科版选修3-4
1．电磁振荡
(1)把自感线圈L、电容器C、示波器、电池组E、小电阻R和单刀双掷开关S按照图311连接成电路，先把开关S扳到1，让电容器充电，稍后再扳到2，让电容器通过线圈放电．在示波器的屏上可以看到电流随时间变化的曲线是正弦(或余弦)曲线．
图311振荡电路
(2)振荡电流
大小和方向都随时间做周期性迅速变化的电流称为振荡电流．
(3)振荡电路：能够产生振荡电流的电路叫振荡电路．
(4)LC回路：由线圈L和电容器C组成的电路是最简单的振荡电路．
2．电磁振荡
在电磁振荡过程中，电容器极板上的电荷量、极板间的电压、电路中的电流以及电容器两极板间的电场强度、线圈里的磁感应强度都随时间发生周期性变化的现象，电场能和磁场能同时发生周期性的相互转化．
1．放电时，由于线圈的自感作用，放电电流由零逐渐增大．(√)
2．振荡电流的大小变化，方向不变．(×)
LC振荡电路在充电过程中极板上的电荷量逐渐增加，充电电流如何变化？
【提示】随电容器上充电电荷的增多，充电电流逐渐减小．
1．相关物理量与电路状态的对应情况
图312
1.LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图313所示，则( )
图313
A．若磁场正在减弱，则电容器正在充电，电流由b向a
B．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
E．若电容器放电，则磁场能转化为电场能
【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；若电容器放电，则电场能转化为磁场能，E错误．
高三物理电磁振荡和电磁波
产生机
用途
加热烘干、 照明 遥测遥感， 照相 医疗，导 加热等
探测， 治疗等
063.上海市南汇区08年第二次模拟考试3A 3A．上海音乐台播出的电波频率为105.7×106Hz，
-9 9.46 × 10 此电波的周期是
s，在真空中的波长
为
2.84
m。
054.08年北京市海淀区一模试卷18 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/m2。 若某小型无线电通讯装置的电磁辐射功率是
电磁振荡和电磁波
电磁振荡和电磁波
一、电磁振荡 LC振荡过程中规律的表达 LC振荡过程一个周期内的几个特殊状态 LC振荡电路的周期公式 二、电磁波 电磁波 电磁波的特点： 三、光的电磁说和电磁波谱 电磁波谱 063. 上海市南汇区08年第二次模拟考试3A 054. 08年北京市海淀区一模试卷18 gk009. 2008年高考理综山东卷37(1) gk013. 2008年高考上海理综卷9
～5×1016 4×10-7 ～ 6×10-9
ห้องสมุดไป่ตู้
7.5×1014
～ 3×102
0
3×1019 以上 10-11以 下
核技术 原子核 受到激 发
10-8 ～ 10-12
高中物理 课件第3章 第1节 电磁波的产生
【解析】 教室中亮着的日光灯、工作时的电磁打点计时器用的振荡电流， 在其周围产生振荡磁场和电场，故选项A、B正确；稳定的电场不会产生磁场，故 选项C错误；电磁波是横波，电场方向、磁场方向和传播方向相互垂直，故选项D 正确．均匀变化的电场周围会产生恒定不变的磁场，E错误．
【答案】 ABC
2．在如图3-1-3所示振荡电流的图象中，表示电容器充电过程的有______； 线圈中有最大电流的点是_______；电场能转化为磁场能的过程有_______.
【导学号：78510031】
图3-1-3 【解析】 根据i-t图象，充电过程有a―→b、c―→d、e―→f，线圈中有最大 电流的点是a、c、e，电场能转化为磁场能的过程有b―→c、d―→e. 【答案】 a―→b、c―→d、e―→f a、c、e b―→c、d―→e
知
识
点 一
学
业
分
层
第1节 电磁波的产生
测 评
百度文库
知 识 点 二
电磁振荡
[先填空] 1．振荡电流 大小和 方向 都周期性变化的电流． 2．振荡电路 产生 振荡电流 的电路．基本的振荡电路为 LC振荡电路 ．
3．电磁振荡的周期和频率 (1)一次全振荡：发生电磁振荡时，通过电路中某一点的 电流 的最大值再恢复到 同方向 的最大值，就完成了一次全振荡．
【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；若电容器放电，则电场能转化为 磁场能，E错误．
高三物理电磁振荡和电磁波
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。
电磁波谱
电磁波种 无线电波 类 红外线 可见光 紫外线 伦琴射 线 3×101
6
γ射线
频率 （Hz） 真空中波 长（m）
观察方法
104 ～ 3×1012 3×104 ～ 10-4 无线电技 术 LC电路 中自由电 子的的振 荡 通讯 广播 导航
1012 3.9×1014 ～ ～ 14 3.9×10 7.5×1014 3×10-4 7.7×10-7 ～ ～ 7.7×10-7 4×10-7
i u
（ a） 0
t1 t2 t3 t4
t
（ b） 0 t t t t t 1 2 3 4
3．LC振荡过程一个周期内的几个特殊状态
振荡电路的 状 态 时 刻 i=0 i=Im i=0 i=Im i=0
t=0 最大 i=0 最大
t
T 4
t
T 2
3 t T 4
t=T 最大 i=0 最大
第3讲 电磁振荡与电磁波
当电流流向带正电的极板时，电容器的电荷量增加，磁
根据电流流向 场能向电场能转化，处于充电过程；反之，当电流流出
判断
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
当电容器的带电荷量q(电压U、电场强度E)增大或电流i 根据物理量的
(磁感应强度B)减小时，处于充电过程；反之，处于放电 变化趋势判断
考点一 电磁振荡 考点二 电磁波的特点及应用
电磁振荡
梳理 必备知识
1.振荡电路：产生大小和方向都做 周期性 迅速变化的电流(即 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. 2.电磁振荡：在LC振荡电路中，电容器不断地 充电 和 放电 ，就会使电 容器极板上的电荷量q、电路中的 电流i 、电容器内的电场强度E、线圈 内的 磁感应强度B 发生周期性的变化，这种现象就是电磁振荡.
√C.比可见光更容易发生衍射现象
D.在真空中的传播速度比可见光小
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
根据题意可知，蓝牙通信的电磁波频率低于可见光频率，所以蓝牙 通信的电磁波不可能是蓝光，故A错误； 因为蓝牙通信的电磁波频率低于可见光频率，根据c＝λf可知，波长 比可见光长，故B错误； 因为波长比可见光长，所以更容易发生衍射现象，故C正确； 所有电磁波在真空中传播速度都为光速，是一样的，故D错误.
高三物理电磁振荡和电磁波
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。
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.
8 v c 3 10 m/s （1）电磁波在真空中的传播速度： 光
高中物理 第3章 电磁振荡 电磁波 1 电磁振荡教师用书
1．电磁振荡
学习
目标知识脉络
1.知道什么是LC振荡电路
和振荡电流．
2．知道LC回路中振荡电流
的产生过程．(难点)
3．知道电磁振荡产生过程中
LC回路中能量的转化转换过
程，知道阻尼振荡和无阻尼
振荡．(重点、难点)
4．知道电磁振荡的周期和频
率以及它们在LC回路中的
公式，并能够进行简单计
算．(重点)
振荡电流的产生、电磁振荡
[先填空]
1．振荡电流的产生
(1)把自感线圈L、电容器C、示波器、电池组E、小电阻R和单刀双掷开关S按照图311连接成电路，先把开关S扳到1，让电容器充电，稍后再扳到2，让电容器通过线圈放电．在示波器的屏上可以看到电流随时间变化的曲线是正弦(或余弦)曲线．
图311振荡电路
(2)振荡电流
大小和方向都随时间做周期性迅速变化的电流称为振荡电流．
(3)
振荡电路：能够产生振荡电流的电路叫振荡电路．
(4)LC 回路：由线圈L 和电容器C 组成的电路是最简单的振荡电路． 2．电磁振荡
在电磁振荡过程中，电容器极板上的电荷量、极板间的电压、电路中的电流以及电容器两极板间的电场强度、线圈里的磁感应强度都随时间发生周期性变化的现象，电场能和磁场能同时发生周期性的相互转化．
[再判断]
1．放电时，由于线圈的自感作用，放电电流由零逐渐增大．(√) 2．振荡电流的大小变化，方向不变．(×) [后思考]
LC 振荡电路在充电过程中极板上的电荷量逐渐增加，充电电流如何变化？
【提示】 随电容器上充电电荷的增多，充电电流逐渐减小．
1．相关物理量与电路状态的对应情况
电路 状态
时间t
电荷量q
电场能
电流i
磁场能
2018至2019版高中物理第三章电磁振荡电磁波1电磁振荡2电磁场和电磁波课件教科版
图3
答案
重点探究
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？
答案 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.
答案
(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？ 答案 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)线圈中自感电动势的作用是什么？ 答案 线圈中电流变化时，产生的自感电动势阻碍电流的变化.
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
解析 答案
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
内容索引
自主预习
预习新知 夯实基础
重点探究
启迪思维 探究重点
达标检测
检测评价 达标过关
自主预习
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.
答案
重点探究
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？
答案 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.
答案
(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？ 答案 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)线圈中自感电动势的作用是什么？ 答案 线圈中电流变化时，产生的自感电动势阻碍电流的变化.
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
解析 答案
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
内容索引
自主预习
预习新知 夯实基础
重点探究
启迪思维 探究重点
达标检测
检测评价 达标过关
自主预习
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.
教科版高中物理选修3-4第三章 电磁振荡 电磁波
高中物理学习材料
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第三章电磁振荡电磁波
第1节电磁振荡
1．在振荡电路里产生振荡电流的过程中，电容器极板上的________、通过线圈的________以及跟电荷和电流相联系的电场和磁场都发生周期性的变化．电场和磁场周期性的相互转变的过程也就是____________和____________周期性相互转化的过程．我们把这种现象称为电磁振荡．
2．在电磁振荡中，如果没有________损失，振荡将永远持续下去，振荡电流的________将永远保持不变，这种振荡叫做无阻尼振荡，由于振荡电路中有电阻，电路中的能量有一部分要转化成________，还有一部分能量以____________的形式辐射到周期空间去了，这样，振荡电路中的能量逐渐损耗，振荡电流的______逐渐减小，直到停止振荡，这种振荡叫做阻尼振荡．
3．电磁振荡完成________________________需要的时间叫做周期，1 s内完成的______________________的次数叫做频率．振荡电路里发生________________________时的周期和频率叫做振荡电路的固有周期和固有频率．LC振荡电路的周期T和频率f跟电感线圈的自感系数L和电容C的关系是：T＝________，f＝____________.
4．关于LC振荡电路中电容器两极板上的电荷量，下列说法正确的是()
A．电荷量最大时，线圈中振荡电流也最大
B．电荷量为零时，线圈中振荡电流最大
C．电荷量增大的过程中，电路中的磁场能转化为电场能
2020_2021学年高中物理第三章电磁振荡电磁波1电磁振荡
(3)×。LC振荡电路中电压U与电流i不遵循欧姆定律,因为LC振荡电路是非纯电阻
电路,分析振荡过程可知,当电容器两极板电压最大时,回路中的电流反而是零。
关键能力·合作学习
知识点一 电磁振荡中各物理量的对应变化关系 问题探究:
按如图所示的装置连接好电路。先把开关扳到电池组一边, 给电容器充电,稍后再把开关扳到线圈一边。
第三章 电磁振荡 电磁波 1.电 磁 振 荡
必备知识·自主学习
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。最基本的振荡电路为___L_C___振荡电路。 3.LC振荡电路: 由线圈L和电容器C组成的最简单的振荡电路。
二、无阻尼振荡和阻尼振荡 1.无阻尼振荡:在电磁振荡中,如果没有能量损失,振荡将永远持续下去,振荡电 流的___振__幅____应该永远保持不变的电磁振荡,如图甲。 2.阻尼振荡:如果振荡电路中的能量逐渐损耗,振荡电流的___振__幅____逐渐减小, 直到停止的电磁振荡,如图乙。
【情境思考】 阻尼振荡的振幅在减小,能量如何变化?
5.电磁振荡:在LC振荡电路中,电容器极板上的电荷量,电路中的电流,电场和磁 场周期性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。
【易错辨析】 (1)发生电磁振荡时,电流由最大值再恢复到最大值所经历的时间为一个周
第三课时 电磁振荡 电磁波
1、如图所示，L是直流电阻可以忽略的电感线圈，LC 、如图所示， 是直流电阻可以忽略的电感线圈 是直流电阻可以忽略的电感线圈， 振荡电路工作时的周期为T， 时断开电键K， 振荡电路工作时的周期为 ，在t=0时断开电键 ，则在 时断开电键 0到T/4这段时间内，下列叙述正确的是（ C ） 这段时间内， 到 这段时间内 下列叙述正确的是（ (A)电容器 放电，A板上正电荷逐渐减小，LC回路中电 电容器C放电 板上正电荷逐渐减小， 回路中电 电容器 放电， 板上正电荷逐渐减小 流逐渐增大， 流逐渐增大，当t=T/4时电流达到最大 时电流达到最大 (B)电容器 放电，A板上正电荷逐渐减少，LC回路中电 电容器C放电 板上正电荷逐渐减少， 回路中电 电容器 放电， 板上正电荷逐渐减少 流逐渐减小， 时放电电流最大 流逐渐减小，t=0时放电电流最大 (C)电容器 被充电，B板上正电荷逐渐增多，LC回路中 电容器C被充电 板上正电荷逐渐增多， 回路中 电容器 被充电， 板上正电荷逐渐增多 电流逐渐减小， 电流逐渐减小，到t=T/4时电流为零 时电流为零 (D)电容器 被充电，A板上正电荷逐渐增多，LC回路中 电容器C被充电 板上正电荷逐渐增多， 回路中 电容器 被充电， 板上正电荷逐渐增多 电流逐渐减小， 电流逐渐减小，到t=T/4时电流为零 时电流为零 点拨： 接通时 接通时， 的电阻为 的电阻为0， 点拨：K接通时，L的电阻为 ， 所以UC=0 q=0 IL最大 所以
3-1、2 电磁振荡 电磁场与电磁波 —人教版(2019)高中物理选择性必修第二册课件(共72张PPT)
[多选]下列关于电磁波的叙述中，正确的是( ACD ) 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 3.0×108 m/s C．电磁波由真空进入介质传播时，波长将变短 D．电磁波也能产生干涉，衍射现象
解析：电场、磁场相互激发并向外传播，形成电磁波，选项 A 正确．电磁波只有在真空中波速为 3.0×108 m/s，在其他介质 中均小于 3.0×108 m/s，选项 B 错误．根据 λ＝vf 知，光从真空进 入介质，频率不变，波速减小，所以波长 λ 减小，故选项 C 正确．电 磁波具有波的一切性质，能产生干涉和衍射现象，故选项 D 正确．
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 ___地__变_化 __，电场 能和磁场能周期性地____转__化______
打开收音机的开关，转动选台旋钮，使收音机收不到电台 的广播，然后开大音量．在收音机附近，将电池盒的两根引线 反复碰撞(如图)，你会听到收音机中发出“喀喀”的响声．为什 么会产生这种现象呢？打开电扇，将它靠近收音机，看看又会 怎样．
3．电磁波的特点 (1)电磁波中的电场强度与磁感应强度互相___垂__直_______，
而 且 二 者 均 与 波 的 传 播 方 向 ____垂__直______ ， 因 此 电 磁 波 是 _____横__波_____
高中物理课件第3章 第1、2讲 电磁振荡 电磁场和电磁波
三、电磁波与机械波的比较 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． (3)二者都满足波的公式 v＝Tλ＝λf.
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．
2.定义式：B＝IL .
N百度文库
3.单位：特斯拉，简特称 ，符号T是 ,1 TA＝·m1
.
预习导学
课堂讲义 答案
4.磁感应强度的方向：磁感应强度B矢是 (填“矢”或“标”)
量，磁场中某点磁感应强度的方向磁就场是方该向点的
，也就
是放N极在该点的小磁针 5.匀强磁场
受力的方向.
(1)定义：在磁场的某个区域内，如果各点的磁感应强度 和
(3)电磁振荡 电容器不断地充电和放电，电路中就出现了_周__期__性___变化 的振荡电流，这种现象叫做电磁振荡．
2．无阻尼振荡和阻尼振荡 (1)在电磁振荡中，如果没有_能__量__损__失___，振荡将永远持续 下去，振荡电流的振幅应该永远_保__持__不__变___，这种振荡叫 做无阻尼振荡，如图1甲． (2) 由 于 电 路 中 有 电 阻 ， 电 路 中 的 能 量 有 一 部 分 要 转 化 成 __内__能__，还有一部分能量以电磁波的形式_辐__射___到周围空 间去了．这样，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 ． 这 种 振 荡 叫 做 阻 尼 振 荡．如图乙．
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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6
√A.若磁场正在减弱，则电容器正在充电，电流由b向a √B.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
解析 答案
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
√
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
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
图5
值表示a极板带正电)
√
√
解析 答案
总结提升
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.
第三章
电磁振荡 电磁波
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.
0
0
时刻
T2～34T 反向放电
减少
减小 减小 减少 增大 增大 增加
t＝34T
时刻 34T～T 电容器充电
0 增加
0
0
0 最大 最大 最大
增大 增大 增加 减小 减小 减少
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
wk.baidu.com
解析 答案
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
解析 电容器放电一次经历四分之一个周期，而周期T＝ 2π LC， 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
1 系是T＝_2_π___L_C_、f＝__2_π___L_C_.
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.
答案
[知识深化] 振荡过程各物理量的变化规律
项目
电场强
电荷量q
过程
度E
0～T4 电容器放电
减少
减小
电势 差U
减小
电场能 减少
电流i 增大
磁感应 磁场能
强度B 增大 增加
t＝T4 时刻
0
0
0
0 最大 最大 最大
T4～T2 反向充电
增加
增大 增大 增加 减小 减小 减少
t＝T2
最大 最大 最大 最大 0
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
解析 电磁波在真空中的传播速度为光速c＝3.0×108 m/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3.0×108 m/s，在其他介
质中的传播速度小于3.0×108 m/s.只有交变的电场和磁场才能产生电磁
无关.故选D.
1234
解析 答案
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
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 .
√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
解析 答案
达标检测
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
A.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
图9
1234
不可分割的统一体，即形成电磁场.
解析 答案
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
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：1 s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
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
1234
解析 答案
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3.0×108 m/s
√C.电磁波由真空进入介质传播时，波长将变短
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
图7
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.
答案
(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4 cm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 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.
二、电磁振荡的周期和频率
1.由公式 T＝2π LC、f＝2π 1LC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＝4επrkSd 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.
v 4.电磁波的波长λ、波速v和周期T、频率f的关系：λ＝vT＝__f__.
5.电磁波在真空中的传播速度v＝c≈3×108 m/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.
图3
答案
重点探究
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？
答案 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.
答案
(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？ 答案 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)线圈中自感电动势的作用是什么？ 答案 线圈中电流变化时，产生的自感电动势阻碍电流的变化.
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.
答案
[知识深化] 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 电场强度E和磁感应强度B随时间
变化
和空间做周期性变化
传播需要介质，波速与介质 传播情况
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
内容索引
自主预习
预习新知 夯实基础
重点探究
启迪思维 探究重点
达标检测
检测评价 达标过关
自主预习
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.
答案
[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.
(√) (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.( √ )
答案
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.1×10－6 s到2×10－6 s内，电容器处于 充电 (填“充电”或“放电”) 过程，由此产生的电磁波的波长为1200 m.
(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.
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 可能是横波，也可能是纵波
是纵波
横波
干涉和衍射
可以发生干涉和衍射
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
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
解析 答案
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
波.
1234
解析 答案