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
高中物理必备知识点 电磁振荡及总结
在理想情况下将如此循环下去，一个周期性变化的示意图如上图所示。
培养学生理 解能力和语 言表达能力
(根据一个周期性变化的示意图及前面演示实验中的电路图，要求学生填写下表，进一步 明确各量的周期性变化情况。屏幕显示表格，让学生回答后，用鼠标点击相应位置显示出正确 答案。)
电磁振荡
简谐运动
充电：加在电容器两端的电压产 加速：回复力使振子运动状态变化；
过
生充电电流；线圈的电感
惯性维持振子运动状态不变。
程
阻碍充电电流的突变。
特 放电：线圈的电感维持放电电流 减速：惯性维持振子运动状态不变；
点
不变；电容器两端电压阻
回复力使振子运动状态改变。
碍放电电流。
电容 C 对
电感 L（相当于惯性） 应
设计意图
实 验 演 示
引出振 荡电流 和振荡 电路的 概念
分析 振荡 电流 的产 生过 程
归纳电磁 振荡的特 点、规律、 分析方法 和分析依 据
介绍无 阻尼振 荡和阻 尼振荡 的概念
板书设计： 一．振荡电流与振荡电路： (1)振荡电流：
大小和方向都做周期性变化的电流叫做振荡电流。 (2)振荡电路：
能够产生振荡电流的电路叫做振荡电路。 (3)理想的 LC 振荡电路 二．电磁振荡的产生过程 放电过程： 充电过程：
培养学生分 析能力
变成线圈的磁场能。由于线圈的自感作用，电流 i 是按正弦规律逐渐增大的，电流不会立刻达
到最大值。放电结束时，q=0， E 电场能=0，i 最大，E 磁场能最大，电场能完全转化成磁场能。 充电过程：放电结束时，由于 L 的自感作用，电路中移动的电荷不会立即停止运动，仍保持原
高中物理精品课件： 电磁振荡
放电过程；电场能转化为磁场能，q↓→ i↑ 充电过程：磁场能转化为电场能，q↑ → i↓
(2)两个特殊状态： 充电完毕状态：磁 电场能最大，磁场能最小。
放电完毕状态：电 磁场能最大，电场能最小。
时间t
t=0
t=T/4
t=T/2 t=3T/4
t=T
电容器 带电量
电路中 电流
电场能
正确选项为A、B、D．
牛刀小试
5.当LC振荡电路中电流达到最大值时，下列叙述中正确的是
（ C）
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
牛刀小试
6.下图为LC振荡电路中电容器板上的电量q随时间t变化的图
线，由图可知（ A C D）。
(2)电场能与磁场能交替转化
放电
电场能
同
充电
步 变
电容器电压ｕ
化
电容器带电量ｑ
磁场能 同 步 变 化
电路中电流ｉ
步调相反
课堂研讨：
例1、在LC振荡电路中，在电容器充电完毕未开始放电时，正 确的说法是：
A、电场能正向磁场能转化 B、磁场能正向电场能转化 C、电路里的电场最强 D、电路里的磁场最强
三、电磁振荡的周期和频率
A、在 t1 时刻电容器两端电压最小（ ABC ） I
B、在 t1 时刻电容器带的电量为零
C、在 t2 时刻电路中只有电场能
0 t1 t2
t
D、在 t2 时刻电路中只有磁场能
牛刀小试
4.已知LC振荡电路中电容器极板1上的电量随时间变化的曲线如图所
示，则（ D ）
A.a、c两时刻电路中电流最大，方向相同 B.a、c两时刻电路中电流最大，方向相反 C.b、d两时刻电路中电流最大，方向相同 D.b、d两时刻电路中电流最大，方向相反
物理学中的电磁振荡和电磁波
物理学中的电磁振荡和电磁波1. 电磁振荡1.1 振荡电路振荡电路是由电容、电感和电阻组成的电路，能够产生周期性的电磁场和电流。
振荡电路的基本原理是电容和电感之间的能量转换。
电容器储存电能，当电容器充电时，电场能量增加，磁场能量为零。
当电容器放电时，电场能量减少，磁场能量增加。
在电容器放电过程中，电感器阻碍电流变化，导致电流逐渐增大，磁场能量也随之增大。
当电容器完全放电时，电流达到最大值，磁场能量也达到最大值。
随后，电容器开始充电，磁场能量逐渐减少，电场能量增加。
这样，电场能量和磁场能量不断地相互转换，形成周期性的电磁场和电流。
1.2 振荡周期振荡周期是指振荡电路完成一个完整振荡所需的时间。
振荡周期的计算公式为：[ T = 2 ]其中，( T ) 表示振荡周期，( L ) 表示电感器的电感，( C ) 表示电容器的电容。
1.3 电磁波的产生电磁波是由振荡电路产生的。
当振荡电路中的电流和电磁场发生变化时，会在空间中传播电磁波。
电磁波的产生过程可以描述为：电场和磁场相互垂直，且相互依赖，形成一种能量传播的波动现象。
2. 电磁波2.1 电磁波的特性电磁波是由电场和磁场相互作用产生的，它们在空间中以波动的形式传播。
电磁波具有以下特性：•电磁波是一种横波，电场和磁场相互垂直，且与波的传播方向垂直。
•电磁波在真空中传播的速度为常数，即光速，约为( 3 10^8 ) 米/秒。
•电磁波的频率和波长相互依赖，它们之间的关系由光速决定。
•电磁波的能量与频率有关，能量随着频率的增加而增加。
2.2 电磁波的传播电磁波在空间中传播时，电场和磁场交替变化，形成波动现象。
电磁波的传播过程可以描述为：电场和磁场相互作用，使能量以波动的形式传播。
电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播。
在介质中传播时，电磁波的速度会受到介质的影响。
不同介质的折射率不同，导致电磁波在介质中的传播速度发生变化。
2.3 电磁波的谱电磁波谱是指电磁波按照频率或波长划分的谱系。
高中物理 第三章 电磁振荡电磁波 第1节 电磁振荡课件 教科选修34教科高中选修34物理课件
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第六页，共三十四页。
3．LC 电路的周期(频率)的决定因素
理论分析和实验表明，LC 电路的周期 T 与自感系数 L、电容 C
的关系式是
T＝__2_π___L_C___，所以其振荡的频率
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2．影响电容器的电容 C 的因素
两极板正对面积 S、两板间介电常数ε以及两板间距 d，由 C＝
4πεSkd(平行板电容器的电容)，不难判断 ε、S、d 变化时，电容 C 变化． 一般来说，电容器两极板间的正对面积的改变较为方便，只需 要将可变电容器的动片旋出或旋入，便可改变电容 C 的大小， 所以，通常用改变电容器正对面积的方法改变 LC 振荡电路的振 荡周期和频率．
第三章 电磁振荡(diàn cízhèn dànɡ) 电磁波
第 1 节 电磁振荡
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第三章 电磁振荡(diàn cízhèn dànɡ) 电磁波
1.理解振荡电流、振荡电路及 LC 电路的概念，了解 LC 回路中振荡电流的产生过程．(重点＋难点) 2．知道 LC 振荡 电路中的能量转化情况，了解电磁振荡的周期与频率，会求 LC 电路的周期与频率．(难点) 3．知道无阻尼振荡和阻尼振荡的 区别．
子恰好从电容器的下极板的边缘飞出，当开关 S 接到 2 处时． (1)试判断飞入电容器的粒子在 t＝2×10－6 s 时刻是否碰到极板． (2)t＝2×10－6 s 时刻粒子的速度．
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[思路点拨] 带电粒子在 LC 振荡电路形成的电场中运动时，分 成两个方向：水平方向和竖直方向，水平方向由于没有力，做 匀速运动，但在竖直方向上由于电场力在周期性的变化，所以 竖直方向的运动主要应用对称性来解决．
2018版高中物理 第3章 电磁振荡与电磁波章末复习课教师用书 粤教版选修3-4
第3章电磁振荡与电磁波一、电磁振荡的三个“两”电磁振荡在近年来的高考中出现的频率较高．学习中若能抓住三个“两”，就可把握好本章的知识要点，从而使知识系统化．1．两类物理量考题大部分是围绕某些物理量在电磁振荡中的变化规律而设计的，因此，分析各物理量的变化规律就显得尤为重要．这些物理量可分为两类：图3－1一类是电流(i)．振荡电流i在电感线圈中形成磁场，因此，线圈中的磁感应强度B、磁通量Φ和磁场能E磁具有与之相同的变化规律．另一类是电压(u)．电容器极板上所带的电荷量q、两极板间的场强E、电场能E电、线2圈的自感电动势E 的变化规律与u 的相同．电流i 和电压u 的变化不同步，规律如图3－1.2．两个过程电磁振荡过程按电容器的电荷量变化可分为充、放电过程．当电容器的电荷量增加时为充电过程，这个过程中电路的电流减小；电荷量减小时为放电过程，这个过程中电路的电流增加，变化如图3－1.在任意两个过程的分界点对应的时刻，各物理量取特殊值(零或最大)．3．两类初始条件图3－2中的电路甲和乙，表示了电磁振荡的两类不同初始条件．图甲中开关S 从1合向2时，振荡的初始条件为电容器开始放电，图乙中S 从1合向2时，振荡的初始条件为电容器开始充电，学习中应注意区分这两类初始条件，否则会得出相反的结论．图3－2如图3－3所示的LC 振荡回路，当开关S 转向右边发生振荡后，下列说法中正确的是()图3－3A ．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【解析】 由LC 电路电磁振荡的规律知，振荡电流最大时，即是放电刚结束时，电容器上电荷量为0，A 对．回路中电流最大时螺线管中磁场最强，磁场能最大，B 对．振荡电流为0时充电结束，极板上电荷量最大、电场能最大，C 错．电流相邻两次为零的时间间隔恰好等于半个周期，D 对．【答案】 ABD二、有关电磁场与电磁波问题1．麦克斯韦电磁场理论认为：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，变化的电场和变化的磁场交替产生，形成电磁场，电磁场在空间中的传播，叫电磁波．麦克斯韦预言了电磁波的存在，揭示了电、磁、光现象在本质上的统一性．2．解答问题的关键是明确怎样变化的电场(磁场)产生怎样变化的磁场(电场)．(1)不变化的电场(磁场)不产生磁场(电场)．(2)均匀变化的电场(磁场)产生恒定的磁场(电场)．(3)周期性变化的电场(磁场)产生同频率的周期性变化的磁场(电场)．关于麦克斯韦电磁场理论，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．振荡电场周围空间产生的磁场也是振荡的【思路点拨】正确理解麦克斯韦电磁场理论的两个要点．【解析】麦克斯韦电磁场理论要点是：变化的磁场(电场)要在周围空间产生电场(磁场)，若磁场(电场)的变化是均匀的，产生的电场(磁场)是稳定的，若磁场(电场)的变化是振荡的，产生的电场(磁场)也是振荡的，由此可判定正确答案为D项，A、B、C错．故选D.【答案】 D三、电磁波与机械波电磁波与机械波都是波，但又各有自己的特点，如能正确比较电磁波和机械波的异同，就能全面、透彻理解这两个知识点．1．电磁波和机械波的共同点(1)二者都能发生干涉和衍射．(2)介质决定二者的传播速度．(3)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．对于机械波和电磁波的比较，下列说法中正确的是( )A．机械波能发生反射、折射、干涉及衍射等现象，电磁波不能B．它们的本质是相同的，只是频率不同C．机械波的传播速度和电磁波的传播速度都与介质有关，与频率无关/4 3D．机械波的传播需要介质，而电磁波的传播不需要介质【解析】机械波与电磁波都具有波的特性：反射、折射、干涉和衍射等现象，A项错；电磁波研究的是电磁现象，而机械波研究的是力学现象，故本质不同，B项错，机械波的传播速度只与介质有关，而电磁波的传播速度既与介质有关还与频率有关，C选项错误．【答案】 D4。
高中物理 3.13.2 电磁振荡 电磁场和电磁波课件 教科版选修34
预习导学
• (2)电磁振荡的过程
• 放电过程：由于电感线圈对交变电流的阻碍作用，放电电流
由零逐渐增大，线圈产生的磁场
，电容器里的电
场 逐 渐 减 弱 ， 电 场 能 逐 渐 转逐渐化增为强磁 场 能 ． 放 电 完 毕 后 ，
全部转化为
．
电场能
• 充电过程：电容器放电完毕后，由于线圈的自感作用，电流
样，振荡变化的电场在周围空间产生同频率振荡的磁场．
预习导学 课堂讲义 对点练习
课堂讲义
• 【例2】 关于电磁场理论，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，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
预习导学 课堂讲义 对点练习
课堂讲义
• 解析 图A中电场不随时间变化，不会产生磁场；图B和C中 电场都随时间做均匀的变化，只能在周围产生稳定的磁场， 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，能发射电磁波．
(2)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＝2π
LC、f＝2π
1 LC.
预习导学 课堂讲义 对点练习
预习导学
• 二、电磁场和电磁波
• 1．麦克斯韦电磁理论的两个基本假设
预习导学 课堂讲义 对点练习
高中物理第三章1电磁振荡课件教科选修34教科高中选修34物理课件
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(zhèn dànɡ
diàn lù)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.
第六页，共二十四页。
3.电磁振荡的周期(zhōuqī)和频率
1
2π
, 式中的、、
、
的单位分别
为秒(s)、
亨利(H)、
法拉(F)、
赫兹(Hz).
第七页，共二十四页。
某种电子钟是利用LC振荡电路制成的,在家使用一段时间后发现每昼夜总是
快1 min,怎样调节可使电子钟走时准确(zhǔnquè)?
提示:把电容C适当调大一些.
第八页，共二十四页。
探究
还是减小,这时电容器是处在充电过程还是放电过程?
点拨:
第十五页，共二十四页。
解析:(1)T=2π = 2 × 3.14 ×
=6.28×10-4 s.
2.5 × 10-3 × 4 × 10-6 s
2
4
4
(2)因为 t=9.0×10-3 s 相当于 14.33 个周期, < 0.33 <
当t=9.0×10-3
振荡电流和我们(wǒ men)前面学习过的交变电流有什么关系?
提示:振荡电流实际上就是交变电流,由于频率很高,习惯上称之为振荡
电流.
第五页，共二十四页。
2.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.这种振荡叫做无阻尼振荡.
, 所以
s 时,LC 振荡电路中的电磁振荡正处在第二个 的变
2018-2019学年度人教版选修3-414.2电磁振荡-课件(2)(46张)
课前自主学案
一、伟大的预言 1．麦克斯韦电磁场理论 英国物理学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现 象成果的基础上，建立了完整的电磁场理 变化 的磁场产生电场， 论．可定性表述为：_______ 变化 的电场产生磁场． ________
2．麦克斯韦对电磁波的预言(电磁波的产生) 周期性 变化的电场， 如果在空间某区域中有________ 周期性 那么它就在空间引起________ 变化的磁场； 变化 这个变化的磁场又引起新的______ 的电场…… 于是，变化的______ 和变化的__目一模 拟考试题
科目二考试 2016年科目二考试技巧、 考试内容、考试视频
图14－1－1
2．赫兹的其他实验成果：赫兹通过一系列的 实验，观察到了电磁波的反射、折射、干涉、 衍射和偏振现象，并通过测量证明，电磁波在 速度 真空中具有与光相同的________ ，证实了麦 克斯韦关于光的电磁理论． 四、电磁振荡的产生 1．振荡电流和振荡电路 方向 (1)振荡电流：大小和________ 都做周期性迅 速变化的电流． 振荡电流 的电路．最简 (2)振荡电路：产生__________ 单的振荡电路为LC振荡电路．
3． LC 电路的周期(频率)公式 周期、频率公式： T＝2π LC，f＝ ，其 2π LC 1
中，周期 T、频率 f、自感系数 L、电容 C 的单 位分别是秒(s)、赫兹(Hz)、亨利(H)、法拉(F)．
核心要点突破
一、对麦克斯韦电磁场理论的理解
在 19 世纪 60 年代，英国物理学家麦克斯韦在系 统总结前人研究电磁规律成果的基础上，建立 了完整的电磁场理论，预言了电磁波的存在． 1．电磁场理论的核心之一：变化的磁场产生电 场
图14－1－3
3．对麦克斯韦电磁场理论的理解 恒定的电场不产生磁场 均匀变化的电场在周围 空间产生恒定的磁场 不均匀变化的电场在周 围空间产生变化的磁场 振荡电场产生同频率的 振荡磁场 恒定的磁场不产生电场 均匀变化的磁场在周围 空间产生恒定的电场 不均匀变化的磁场在周 围空间产生变化的电场 振荡磁场产生同频率的 振荡电场
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
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
波.
1234
解析 答案
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.
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
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
高中物理电磁振荡
示，可知
A(
)
A、电容器中的电场强度正在增大
L
C
B、线圈中磁感强度正在增大
C、该时刻电容器带电量最多 D、该时刻振荡电流达最大值
由磁场方向可 判断回路中电 流方向，进而 判断是充电还 是放电
高中物理电磁振荡
六、电磁振荡的周期和频率
1．周期T：电磁振荡完成一次周期性变化需 要的时间．
2．频率f：一秒种内完成周期性变化的次数． 3．LC回路的周期和频率：
一、振荡电流:
实验：
G
如图：先把开关板到电池组 一边，给电容器充电。稍后 再把开关板到线圈一边，让 电容器通过线圈放电。
L
C
S
1.振荡电流：这种电路产生的大小和方向做周期性变化的电流，叫振荡电流。
2.能够产生振荡电流的电路叫振荡电路。如图所示是一种简单的振荡电路，称 为LC振荡电路。
3.LC回路产生的振荡电流按正弦规律变化。
充电
−
+
放电
高中物理电磁振荡
+ −
充电
六、电磁振荡的周期和频率
1．周期T：电磁振荡完成一次周期性变化需 要的时间．
2．频率f：一秒种内完成周期性变化的次数． 3．LC回路的周期和频率：
T=
f=
1 注：LC回路的周期和频率只取决于电感线圈的自感系数和电容器的
电容，2与电容L器C带电量、板间电压及回路中的电流都无关． 2 LC 4．T、L、C、f的单位分别是秒、享、法、赫．
q
i
o t
o
t
E o
t
电场能
B
o
t
磁场能
o
t
o
t
高中物理电磁振荡
高三物理电磁场与电磁波
结论：
变化的磁场产生电场，变化的电场产 生磁场，这是麦克斯韦理论的两大支 柱．按照这个理论，变化的电场和磁场总 是相互联系的，形成一个不可分离的统一 的场，这就是电磁场．电场和磁场只是这 个统一的电磁场的两种具体表现． 思考：均匀变化呢？周期性变化呢？
三、电磁波的产生 及特点
从麦克斯韦的电磁场理论可以知道：如 果在空间某处发生了变化的电场，就会在空 间引起变化的磁场，这个变化的电场和磁场 又会在较远的空间引起新的变化的电场和磁 场．这样成相互联系的不可分割的统一体， 变化的电场和磁场并不局限于空间某个区域， 而要由近及远向周围空间传播开去．电磁场 这样由近及远地传播，就形成电磁波．
电磁波与机械波的比较
电磁波 机械波
都是波，都会发生干涉、衍射等现象 都满足关系：v=λf 本身不是物质， 是一种客观存在的物质 是运动形式的传播 是横波 不需介质 传播电磁能及信息 真空中：恒定 介质：取决于介质与频率 有横波也有纵波 需要介质 传播机械能及信息 取决于介质
联系
本质
种类
传播
速度
两 个，一个是 横 波，在垂直传播方向上的振动有_____ 1、是_____ _____ 磁 场，一同学们阅读教材并总结）
E E E B E
B
B、 E、 v 三 者 两 两 垂 直
根据麦克斯韦的电磁场理论，电磁波中的电场和磁 场互相垂直，电磁波在与二者均垂直的方向传播．图中 表示做正弦变化的电场或磁场所引起的电磁波在某一时 刻的波的图象．波峰表示在该点的电场强度 E或磁感应 强度B在正方向具有最大值，波谷表示在该点的电场强 度E或磁感应强度B在反方向具有最大值．两个相邻的波 峰（或波谷）之间的距离等于电磁波的波长．在传播方 向上的任一点，E和B都随时间作正弦变化，E的方向平 行于x轴，B的方向平行于y轴，它们彼此垂直，而且都 跟波的传播方向垂直，因此电磁波是横波．
2017-2018学年高中物理 第三章 电磁振荡 电磁波 第1、2讲 电磁振荡 电磁场和电磁波课件
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E转va化l为ua_磁t_i_o场_n_能__o_n．ly. ted wi充th电A过s程po：s电e.容S器lid放e电s 完fo毕r 后.N，E由T于3线.5圈C的lie自n感t 作P用ro，fil电e 5.2
C．均匀变化的电E场v周al围u一at定io产n 生on均l匀y.变化的磁场 ted wiDth．A周s期p性os变e化.S的li电de场s周f围or一.N定E产T生3周.期5 性C变lie化n的t P磁r场ofile 5.2
解析Cop根y据rig麦h克t 2斯0韦0电4-磁2场01理1论A，sp只o有se变化Pt的y电L场td能. 产生
1888年物理学家E_赫_v_兹_a_l_u第at一io次n 用on实ly验. 证实了电磁波的存 ted wi在th．A_s_赫_p_兹o__s还e.运S用lid自e己s 精fo湛r 的.N实E验T技3术.5测C定li了en电t 磁P波ro的fil波e 5.2
长和C频op率y，rig得h到t 2了0电0磁4-波2的01传1播A速sp度o，se证实Pt了y这L个td速. 度等
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[目标定位] 1.了解振荡电流、振荡电路及LC振荡电路的振荡 过程，会求LC振荡电路的周期与频率.2.了解阻尼振荡和无阻
尼振荡.3.了解麦克斯E韦v电a磁lu场at理io论n的o基nl本y.观点以及在物理学发 ted展w史it上h 的As意p义o.s4.e了.S解l电id磁es波f的or特.点N及ET其发3.展5过C程lie，n通t 过Pr电o磁fil波e 5.2
高中物理 第3章 电磁振荡与电磁波 第1节 电磁振荡教师用书 粤教版选修3-4(2021年最新整理)
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第一节电磁振荡1．（2分)关于振动与波的关系，下列说法正确的是（)A．有振动必有波，有波必有振动B．振源的振动速度与波速是相同的C．如果波源的振动停止,在介质中的波就停止D．质点振动的方向与波传播的方向可能平行【解析】A中应明确波产生的条件:振动在介质中的传播,则A错误；B中振动速度是变化的，而波速在同种介质中传播速度恒定,则B错误;当振动停止时，在介质中传播的波还要继续传播一段距离,则C错误；D正确．【答案】D2．（2分）下列关于机械波的说法正确的是（)A．要产生机械波,必须同时具有波源和传播振动的介质B．波动的过程是振源质点由近及远移动的过程C．波是振动形式的传播，介质本身没有沿波的传播方向迁移D．介质的质点每完成一次全振动（即一个周期），波就向前传播一个波长的距离【解析】波的产生条件：波源和介质,A对;质点不随波移动，B错误；C正确；D正确．【答案】ACD3．(3分)一列波由波源处向周围扩展开去，由此可知（）A．介质中各质点由近及远地传播开去B．介质中质点的振动形式由近及远地传播开去C．介质中质点振动的能量由近及远地传播开去D．介质中质点只是振动而没有迁移【解析】波动过程是振动形式和振动能量的传递过程，介质中质点并不随波迁移．【答案】BCD4．（3分)关于机械波,下列说法中正确的是（）A．质点振动的方向总是垂直于波的传播的方向B．简谐波沿长绳传播，绳上相距半个波长的两质点振动位移的大小相等C．任一振动质点每经过一个周期沿波的传播方向移动一个波长D．相隔一个周期的两时刻,简谐波的图象相同【解析】波有纵波和横波之分，对横波，质点振动的方向与波的传播方向垂直；对纵波，质点振动的方向与波传播的方向沿同一直线．认为质点振动的方向总是垂直于波的传播方向的看法是错误的,故选项A错误．当简谐波沿长绳传播时，从任一时刻的波形图上都可以看出,相距为半个波长的任意两质点离开平衡位置的距离即振动位移的大小都相同,但位移的方向相反,故选项B是正确的．波是振动状态的传播,而不是振动质点的传播,每一个振动质点都在各自的平衡位置附近振动，并未沿波的传播方向传播．沿波传播方向传播的是质点的振动状态，故选项C是错误的．波的图象给出的是某一给定时刻各质点的振动位移的大小和方向．对于简谐波，每个质点的振动位移都按正弦或余弦的规律随时间变化，每一质点振动的位移与经过一个周期后的振动位移相同,故相隔一个周期的两时刻，简谐波的图象相同，选项D正确．所以，本题的正确选项是B、D。
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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
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
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.
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.
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.
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.
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
(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.
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
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.
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
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
(√) (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.
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.
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
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
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
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 .
波.
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解析 答案
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