第四章 电磁振荡与电磁波
合集下载
电磁振荡与电磁波知识点总结
电磁振荡与电磁波知识点总结电磁振荡和电磁波是电磁学领域中的两个重要概念。
它们在现代通信、无线电技术、光学等方面具有广泛应用。
本文将对电磁振荡和电磁波的知识点进行总结，并探讨其相关性及应用。
一、电磁振荡的基本概念与特征电磁振荡是指电磁场的能量在空间中以波动形式传播的过程。
具体来说，电磁振荡是由电场和磁场相互作用而形成的，是电磁辐射的基础。
1. 电磁振荡的基本方程电磁振荡满足麦克斯韦方程组，其中电磁振荡的波动方程描述了电磁场的传播速度和特性。
这个方程是当电磁波在真空中传播时的基本方程。
2. 电磁振荡的特点电磁振荡具有频率、波长和速度等特点。
其中，频率指的是电磁波的振动次数，波长指的是电磁波的传播长度，而速度则是指电磁波在介质中传播的速度。
3. 电磁波的分类根据频率的不同，电磁波可以分为射频波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等不同类型。
二、电磁波的基本特性与传播方式电磁波是由电场和磁场相互作用而形成的能量传播过程。
具体来说，电磁波将电磁能量以波动方式传播，具有固定的速度和波长。
1. 电磁波的基本特性电磁波具有频率、波长、速度和幅度等基本特性。
其中频率和波长决定了电磁波的性质，速度则是电磁波在介质中传播的速度，幅度则表示了电磁波的强度。
2. 电磁波的传播方式电磁波可以通过空气、真空、介质等媒质进行传播。
其中，在真空中，电磁波的传播速度为光速，即约为3 × 10^8 m/s。
而在介质中，电磁波的传播速度则取决于该介质的折射率。
3. 电磁波的应用电磁波在通信、无线电技术、雷达、医学成像、激光加工等方面有着广泛的应用。
通过调节电磁波的频率和波长，人们可以实现无线通信、遥感探测、医学影像等各种功能。
三、电磁振荡与电磁波的关系与应用电磁振荡和电磁波是密切相关的两个概念。
电磁波是由电磁振荡产生的，而电磁振荡是电磁波传播的基础。
1. 电磁振荡与电磁波的关系电磁振荡是电磁波的产生过程，是电磁场的能量振荡传播。
教科版高中物理选择性必修第二册精品课件 第4章 电磁振荡与电磁波 本章整合 (2)
光速 ,证明了电磁波的存在
电磁波的反射、折射、干涉、衍射等
电磁波是横波
成员:无线电波、
电磁波谱 γ 射线
特性及应用
红外线
、可见光、紫外线、
X射线
、
三、无线电波的发射、传播与接收
无线电波的发
射、传播与接收
发射
有效发射电磁波的条件
开放
电路
足够高
的振荡频率
调制:调幅与 调频
传播:三种方式( 地波
、天波、
直线传播
接收: 调谐 (电磁谐振)→解调(检波)
)
重点题型·归纳剖析
一、
电磁振荡过程分析
1.分析两类物理量:电荷量Q决定了电场能的大小,电容器极板间电压U、
电场强度E、电场能的变化规律与Q的变化规律相同;振荡电流i决定了磁
场能的大小,线圈中的磁感应强度B、磁通量Φ、磁场能的变化规律与i的
变化规律相同。
第四章
本 章 整 合
内
容
索
引
01
知识网络·系统构建
02
重点题型·归纳剖析
知识网络·系统构建
本章知识可分为三个组成部分。第一部分:电磁振荡;第二部分:电磁波;第
三部分:无线电波的发射、传播与接收。
一、电磁振荡
电磁振荡,产生了
电磁振荡
周期性
振荡周期和频率: =
分类
阻尼振荡
无阻尼振荡
2π
不断减小,故选BC。
【变式训练1】 (多选)右图为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( ACD )
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
高中物理第四章电磁振荡与电磁波1.电磁振荡课件新人教版选择性必修第二册
答案：D
解析：由题意，频率变为原来的2倍，则周期就变为原来的12，由T＝2π LC及L 不变知，当C＝14C0时符合要求，其中C0为原电容，故D正确．
随堂演练·达标自测
ห้องสมุดไป่ตู้
1.(多选)如图所示，LC振荡电路中，某一时刻穿过线 圈L的磁感应强度方向向上，且正在逐渐增强，那么两 极板带电的情况是( )
A．上极板带正电 B．上极板带负电 C．极板所带电荷量增大 D．极板所带电荷量减小
频率． 2．公式：T＝2π LC，f＝2π1LC.
3．影响电磁振荡的周期和频率的因素
由电磁振荡的周期公式T＝2π LC知，要改变电磁振荡的周期和频率， 必须改变线圈的自感系数L或电容器的电容C.
(1)影响线圈自感系数L的因素是：线圈的匝数、有无铁芯及线圈的 横截面积和长度．匝数越多，自感系数L越大，有铁芯的自感系数比 无铁芯的大．
3．[2022·山东临沂部分县高二检测]LC振荡电路中，电容器两极板 上的电荷量q随时间t变化的关系如图所示，则( )
A．在t1时刻，电路中的电流为零 B．在t2时刻，电路中只有磁场能 C．在t3时刻，电感线圈两端电压为零 D．t3～t4时间内，电路中的电流不断增大
答案：C
4．(多选)如图甲所示的电路中，L是电阻不计的线圈，C是电容器 (原来不带电)，闭合开关S，待电路达到稳定状态后再断开开关S，LC 回路中将产生电磁振荡．如果规定线圈中的电流方向从a到b为正，断 开开关的时刻为t＝0，那么断开开关后( )
1.电磁振荡
必备知识·自主学习
关键能力·合作探究
随堂演练·达标自测
【素养目标】 1.通过实验，了解电磁振荡．(科学探究) 2．体会LC振荡电路中电荷、电场、电流、磁场的动态变化过程及 其相关物理量的变化情况．(科学思维) 3．了解LC振荡电路固有周期和固有频率的公式，了解实际生产、 生活中调节振荡电路频率的基本方法．(科学思维)
解析：由题意，频率变为原来的2倍，则周期就变为原来的12，由T＝2π LC及L 不变知，当C＝14C0时符合要求，其中C0为原电容，故D正确．
随堂演练·达标自测
ห้องสมุดไป่ตู้
1.(多选)如图所示，LC振荡电路中，某一时刻穿过线 圈L的磁感应强度方向向上，且正在逐渐增强，那么两 极板带电的情况是( )
A．上极板带正电 B．上极板带负电 C．极板所带电荷量增大 D．极板所带电荷量减小
频率． 2．公式：T＝2π LC，f＝2π1LC.
3．影响电磁振荡的周期和频率的因素
由电磁振荡的周期公式T＝2π LC知，要改变电磁振荡的周期和频率， 必须改变线圈的自感系数L或电容器的电容C.
(1)影响线圈自感系数L的因素是：线圈的匝数、有无铁芯及线圈的 横截面积和长度．匝数越多，自感系数L越大，有铁芯的自感系数比 无铁芯的大．
3．[2022·山东临沂部分县高二检测]LC振荡电路中，电容器两极板 上的电荷量q随时间t变化的关系如图所示，则( )
A．在t1时刻，电路中的电流为零 B．在t2时刻，电路中只有磁场能 C．在t3时刻，电感线圈两端电压为零 D．t3～t4时间内，电路中的电流不断增大
答案：C
4．(多选)如图甲所示的电路中，L是电阻不计的线圈，C是电容器 (原来不带电)，闭合开关S，待电路达到稳定状态后再断开开关S，LC 回路中将产生电磁振荡．如果规定线圈中的电流方向从a到b为正，断 开开关的时刻为t＝0，那么断开开关后( )
1.电磁振荡
必备知识·自主学习
关键能力·合作探究
随堂演练·达标自测
【素养目标】 1.通过实验，了解电磁振荡．(科学探究) 2．体会LC振荡电路中电荷、电场、电流、磁场的动态变化过程及 其相关物理量的变化情况．(科学思维) 3．了解LC振荡电路固有周期和固有频率的公式，了解实际生产、 生活中调节振荡电路频率的基本方法．(科学思维)
教科版高中物理选择性必修第二册精品课件 第4章电磁振荡与电磁波 电磁波谱 无线电波的发射、传播与接收
的导体可以用来接收电磁波。
2.电磁谐振(电谐振)
当振荡电路的固有频率与传播来的电磁波的频率相等时,电路中激起的感
应电流最强。
3.调谐
使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐,能够调谐的接收电路叫作调谐电
路。
【思考讨论】
1.判断下列说法的正误。
(1)紫外验钞机是利用紫外线的化学作用。( × )
(2)工业上的金属探伤利用的是γ射线具有较强穿透能力。( √ )
电磁波的波长比较短,以直线传播为主,遇到障碍物会被阻挡,所以发射天
线要架得高一些。
合作探究·释疑解惑
知识点一
电磁波谱及电磁波的应用
电磁波是一个大家庭,在生产、生活中有广泛的应用,电磁波分为哪几种?
它们的波长关系如何?
提示:电磁波分为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。
从无线电波到γ射线,波长逐渐减小。
-12
×100×10
F=64 pF。
2
本 课 结 束
过强的紫外线照射对人的皮肤有害,B错误。电磁波中频率最大的是γ射线,
其波长最短,最不容易发生衍射,C错误。紫外线和X射线都可以使感光底
片感光,故D正确。
知识点二
无线电波的发射、传播与接收
【问题引领】
将两根铝管固定在感应圈的两极上,另两根铝管接微安表头并固定在绝缘
手柄上,如图所示。
(1)接通感应圈电源,把手柄上两铝管平行靠近感应圈上的两铝管,你能看
已,电磁波谱的频带很宽。
【变式训练1】 关于电磁波的特性和应用,下列说法正确的是( D )
A.红外线和X射线都有很高的穿透本领,常用于医学上透视人体
B.过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康
C.电磁波频率最高的是γ射线,最容易用它来观察衍射现象
2.电磁谐振(电谐振)
当振荡电路的固有频率与传播来的电磁波的频率相等时,电路中激起的感
应电流最强。
3.调谐
使接收电路产生电谐振的过程叫作调谐,能够调谐的接收电路叫作调谐电
路。
【思考讨论】
1.判断下列说法的正误。
(1)紫外验钞机是利用紫外线的化学作用。( × )
(2)工业上的金属探伤利用的是γ射线具有较强穿透能力。( √ )
电磁波的波长比较短,以直线传播为主,遇到障碍物会被阻挡,所以发射天
线要架得高一些。
合作探究·释疑解惑
知识点一
电磁波谱及电磁波的应用
电磁波是一个大家庭,在生产、生活中有广泛的应用,电磁波分为哪几种?
它们的波长关系如何?
提示:电磁波分为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。
从无线电波到γ射线,波长逐渐减小。
-12
×100×10
F=64 pF。
2
本 课 结 束
过强的紫外线照射对人的皮肤有害,B错误。电磁波中频率最大的是γ射线,
其波长最短,最不容易发生衍射,C错误。紫外线和X射线都可以使感光底
片感光,故D正确。
知识点二
无线电波的发射、传播与接收
【问题引领】
将两根铝管固定在感应圈的两极上,另两根铝管接微安表头并固定在绝缘
手柄上,如图所示。
(1)接通感应圈电源,把手柄上两铝管平行靠近感应圈上的两铝管,你能看
已,电磁波谱的频带很宽。
【变式训练1】 关于电磁波的特性和应用,下列说法正确的是( D )
A.红外线和X射线都有很高的穿透本领,常用于医学上透视人体
B.过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康
C.电磁波频率最高的是γ射线,最容易用它来观察衍射现象
人教版高中物理选择性必修第2册 第四章 电磁振荡与电磁波 第3、4节 无线电波的发射和接收 电磁波谱
作调制，故只有 C 正确；A、B、D 三项应是电磁波接收端需进行的过程。
答案：C
二、无线电波的接收 1．填一填 (1)接收原理
电磁波在传播时遇到 导体 ，会使导体中产生感应电流，所以导体可用来 接收电磁波，这个导体就是接收 天线 。 (2)电谐振 当接收电路的 固有频率 跟接收到的电磁波的 频率 相同时，接收电路中产 生的振荡电流最强的现象。 (3)调谐 使接收电路中产生 电谐振 的过程。
( ×)
(3)可利用红外线的荧光效应辨别人民币的真伪。
(×)
3．想一想
为什么超远程无线电利用无线电波中的长波波段，而雷达利用微波波段？
提示：根据波的衍射特性，波长越长，越容易绕过障碍物，所以超远程无
线电利用长波波段。微波波长短，传播时直线性好，雷达正是利用了微波
直线传播性好的特点。
无线电波的发射和接收
第 3、4 节 无线电波的发射和接收 电磁波谱
1．知道有效发射电磁波的两个条件。 2. 知道电磁波的调制、调谐、解调在发射和接收过程中的作用。 3．认识电磁波谱，了解电磁波各波段的特点及主要用途。
一、无线电波的发射 1．填一填 (1)要有效地发射电磁波，振荡电路必须具有两个特点：
①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应采用 开放 电路。振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间。 (2)开放电路 实际应用中的开放电路，线圈的一端用导线与大地相连，这条导线叫作地线 ； 线圈的另一端与高高地架在空中的 天线 相连。
C 项正确；在线圈中插入铁芯，增大了电感，不合题意，D 项错。
答案：C
2．世界各地有许多无线电台同时广播，用收音机一次只能收听到某一电台的
播音，而不是同时收听到许多电台的播音，其原因是
人教版高中物理选择性必修第2册 本章小结4
构建知识网络
归纳专题小结
典练素养提升
物理 选择性必修 第二册 配人教版
第四章 电磁振荡与电磁波
解析： 由电流图像可得，在t＝0时刻是电容器开始放电，电路中电 容器的M板带正电，故电流方向逆时针为正方向；某段时间里，电路的 磁场能在减少，说明电路中的电流在减小，是电容器的充电过程，此时 M板带正电，说明此时电流方向顺时针方向为负，符合电流减小且为负 值的只有cd段．
构建知识网络
归纳专题小结
典练素养提升
物理 选择性必修 第二册 配人教版
第四章 电磁振荡与电磁波
典练素养提升
构建知识网络
归纳专题小结
典练素养提升
物理 选择性必修 第二册 配人教版
第四章 电磁振荡与电磁波
素养解读 学科核心素养是通过学科学习而逐渐形成的正确价值观 念、必备品格和关键能力．本章涉及的核心素养如下．
C．紫外消毒柜——紫外线 D．遥控器——红外线
【答案】B
【解析】雷达是利用了无线电波中微波来测距的，故A正确；手机
采用的是无线电波，X射线对人体有很大的辐射，不能用于通信，故B
错误；紫外线具有很强的消毒作用，故C正确；红外线可以用于遥控
()
A．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波也适用
B．机械波和电磁波都能产生干涉和衍射现象
C．机械波的传播依赖于介质，而电磁波可以在真空中传播
D．机械波既有横波又有纵波，而电磁波只有纵波
【答案】D
构建知识网络
归纳专题小结
典练素养提升
物理 选择性必修 第二册 配人教版
第四章 电磁振荡与电磁波
电磁 振电荡磁LLf＝CC振 振2π荡 荡1L电 电C路 路产 的生 周周 期期 性性 和变 频化 率的 ：振T＝荡2电π 流LC，
【课件】第四章+电磁振荡与电磁波++课件高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册
(2)频率：1 s内完成周期性变化的次数，用“f”表示。
(3)周期和频率关系：T＝ 。
振荡电路里发生无阻尼振荡时的周期和频率分别叫做固有周期、固有频率。
2．LC的周期与频率
=
=
1
同步练习册72页例题
1.如图所示，LC振荡电路正在发生电磁振荡现象，某时刻线圈产生的磁场方向和
伟大的预言
1、变化的磁场产生电场
在变化的磁场中，闭合回路里将会产生感应电流。
①均匀变化的磁场产生稳定的电场
E
B
O
t
O
t
伟大的预言
1、变化的磁场产生电场
②振荡磁场产生振荡电场
B
O
振荡磁场
t
正弦曲线
E
O
振荡电场
t
E与B频率相同
伟大的预言
2、变化的电场产生磁场
①均匀变化的电场产生稳定的磁场
B
E
O
t
O
4.1
电磁振荡
高考导航
1.基本考察点： 振荡电路、振荡电流随时间变化的规律.
2.难点：
振荡电路中电场能和磁度场能的变化规律；
3.高考热点：
振荡电路,固有周期公式应用；
4 .题型及难度：以选择题为主,难度中等偏易。
一、电场振荡的产生
1．振荡电流和振荡电路
（1）振荡电流：大小和方向都做周期性变化的电流．
即 v真空 = c ＝ 3.0×108 m/s。
光是一种电磁波
二、电磁波的产生机理
②电磁波是横波，在空间传播时任一位置上（或任一时刻）E、B、v三矢量相互垂直
且E和B随时间做正弦规律变化。
(3)周期和频率关系：T＝ 。
振荡电路里发生无阻尼振荡时的周期和频率分别叫做固有周期、固有频率。
2．LC的周期与频率
=
=
1
同步练习册72页例题
1.如图所示，LC振荡电路正在发生电磁振荡现象，某时刻线圈产生的磁场方向和
伟大的预言
1、变化的磁场产生电场
在变化的磁场中，闭合回路里将会产生感应电流。
①均匀变化的磁场产生稳定的电场
E
B
O
t
O
t
伟大的预言
1、变化的磁场产生电场
②振荡磁场产生振荡电场
B
O
振荡磁场
t
正弦曲线
E
O
振荡电场
t
E与B频率相同
伟大的预言
2、变化的电场产生磁场
①均匀变化的电场产生稳定的磁场
B
E
O
t
O
4.1
电磁振荡
高考导航
1.基本考察点： 振荡电路、振荡电流随时间变化的规律.
2.难点：
振荡电路中电场能和磁度场能的变化规律；
3.高考热点：
振荡电路,固有周期公式应用；
4 .题型及难度：以选择题为主,难度中等偏易。
一、电场振荡的产生
1．振荡电流和振荡电路
（1）振荡电流：大小和方向都做周期性变化的电流．
即 v真空 = c ＝ 3.0×108 m/s。
光是一种电磁波
二、电磁波的产生机理
②电磁波是横波，在空间传播时任一位置上（或任一时刻）E、B、v三矢量相互垂直
且E和B随时间做正弦规律变化。
新教材2023年高中物理第4章电磁振荡与电磁波4.电磁波谱课件新人教版选择性必修第二册
[跟进训练] (多选)电磁波在医院得到了广泛应用，关于电磁波的某些特性， 下列说法正确的是( ) A．红外线测温仪，是利用了红外线波长较长的特性 B．胸透又称荧光透视，是利用 X 射线具有穿透性，荧光性和摄 影效应的特性 C．伽玛手术刀治疗癌症是利用 γ 射线强穿透力，能量高的特性 D．医用紫外线灭菌灯是利用了紫外线的消毒特性
()
02
关键能力·情境探究达成
考点
太空中的太阳动力学观测台(SDO)可以拍摄到紫外线波段的太 阳图像。通过这些图像可以观察到被可见光模糊或者遮挡的日冕等 太阳活动。对比波长为 211 nm 的紫外线和可见光的图像可以看出， 它与我们常见的太阳大不相同。
除了可见光和紫外线，你还知道太阳能发出哪些波段的电磁波 吗？
4．(新题型新素养)物理学原理在现代科技中有许多重要应用。 例如，利用波的干涉，可将无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航。 如图所示，两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧， 它们类似于杨氏干涉实验中的双缝。两天线同时都发出波长为 λ1 和 λ2 的无线电波。飞机降落过程中，当接收到 λ1 和 λ2 的信号都保持最强 时，表明飞机已对准跑道。下列说法正确的是( )
2．电磁波的个性 (1)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，波长越短穿透能力越强。 (2)同频率的电磁波，在不同介质中速度不同。不同频率的电磁 波，在同一种介质中传播时，频率越大折射率越大，速度越小。
(3)产生机理不同和用途不同
种类
产生Байду номын сангаас机理
特点
用途
回归本节知识，自我完成以下问题： 1电磁波按波长大小排列顺序是怎样的？ 提示：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线、γ 射线。
人教版高中物理选择性必修第2册 第四章 电磁振荡与电磁波 2 电磁场与电磁波
解析 电磁波在真空中的传播速度为3.0×108 m/s,与电磁波的频率无关,A项正确 (由【1】【5】得到);周期性变化的电场产生周期性变化的磁场,周期性变化的磁 场又产生周期性变化的电场,它们相互激发向周围传播,就形成了电磁波,B项正确 (由【4】得到);电磁波是横波,其电场强度和磁感应强度的方向均与波的传播方向 垂直,C项正确(由【2】得到);波都能产生反射、折射、干涉和衍射现象,但机械波 是质点(波源)的振动形式在介质中传播,电磁波是由周期性变化的电流(电磁振荡) 激发的,它们的本质不同,故D项错误(由【3】【6】得到)。
对麦克斯韦电磁场理论的理解
恒定的电场不产生磁场
恒定的磁场不产生电场
均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场 均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场
不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场 不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场
对电磁波的理解 (1)电磁波的传播不需要介质,可在真空中传播。在真空中,不同频率的电磁波传播 速度是相同的(都等于光速)。 (2)不同频率的电磁波在同一种介质中传播的速度是不同的,频率越高,速度越小。
信息提取 【1】电磁波在真空中的传播速度为3.0×108 m/s。 【2】电磁波是横波,电场强度和磁感应强度的方向均与波的传播方向垂直。 【3】机械波与电磁波产生机理不同。
思路分析 电磁波的产生过程是周期性变化的电场、磁场相互激发,形成统一的 电磁场【4】。电磁波的传播不需要介质,在真空中的传播速度是不变的,与频率无关 【5】。机械波由机械振动产生,传播需要介质【6】。
由质点(波源)的振动产生
干涉
可以发生
可以发生
衍射
可以发生
可以发生
是否为横波 是横波
可以是横波,也可以是纵波
教科版高中物理选择性必修第二册精品课件 第4章 电磁振荡与电磁波 1.电磁振荡
能量。为了尽可能地减少内能的损失,可采取什么措施?
提示 将回路电阻做得尽可能小。
易错辨析
(1)LC振荡电路的电容器放电完毕时,回路中磁场能最小。( × )
(2)LC振荡电路的电流为零时,线圈中的自感电动势最大。( × )
(3)提高充电电压,极板上带更多的电荷时,能使振荡周期变大。( × )
(4)LC振荡电路的电容器充电过程,电流在减小。(
电荷 电场强 电压 电场
电流 磁感应 磁场
量q
i
度E
U
能EE
强度B
能EB
减小 减小
减小 减小
增大 增大
增大
0
0
最大 最大
最大
减小 减小
减小
0
增大 增大
0
增大 增大
过程
2
电荷 电场强 电压 电场
电流 磁感应 磁场
量q
i
度E
能EE
U
强度B
能EB
t= 时刻
最大
最大
最大
最大
0
0
0
T 3T
→
2
4
减小
减小
减小
的电场能转化为什么形式的能?在电容器反向充电过程中,线圈中的电流
如何变化?
提示 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。在电容器反向充电过程中,线圈中的电流逐渐减小。
教材拓展
查阅有关材料进一步了解LC电路,知其是最简单的振荡电路,也称为谐振
电路、槽路或调谐电路,该电路可以用作电谐振器,储存电路共振时振荡的
(2)根据物理量的变化趋势判断:当电容器的带电荷量q(电压U、电场强度E)
增大或电流i(磁感应强度B)减小时,处于充电过程;反之,处于放电过程。
提示 将回路电阻做得尽可能小。
易错辨析
(1)LC振荡电路的电容器放电完毕时,回路中磁场能最小。( × )
(2)LC振荡电路的电流为零时,线圈中的自感电动势最大。( × )
(3)提高充电电压,极板上带更多的电荷时,能使振荡周期变大。( × )
(4)LC振荡电路的电容器充电过程,电流在减小。(
电荷 电场强 电压 电场
电流 磁感应 磁场
量q
i
度E
U
能EE
强度B
能EB
减小 减小
减小 减小
增大 增大
增大
0
0
最大 最大
最大
减小 减小
减小
0
增大 增大
0
增大 增大
过程
2
电荷 电场强 电压 电场
电流 磁感应 磁场
量q
i
度E
能EE
U
强度B
能EB
t= 时刻
最大
最大
最大
最大
0
0
0
T 3T
→
2
4
减小
减小
减小
的电场能转化为什么形式的能?在电容器反向充电过程中,线圈中的电流
如何变化?
提示 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。在电容器反向充电过程中,线圈中的电流逐渐减小。
教材拓展
查阅有关材料进一步了解LC电路,知其是最简单的振荡电路,也称为谐振
电路、槽路或调谐电路,该电路可以用作电谐振器,储存电路共振时振荡的
(2)根据物理量的变化趋势判断:当电容器的带电荷量q(电压U、电场强度E)
增大或电流i(磁感应强度B)减小时,处于充电过程;反之,处于放电过程。
人教版高中物理选择性必修第2册 第4章 2 电磁场与电磁波
预习导学|新知领悟
多维课堂|素养初培
核心素养微专题
课堂小练|素养达标
课后提升练习
物理 选择性必修 第二册 配人教版
第四章 电磁振荡与电磁波
(2020年云南江川二中检测) 某空间中出现了如图中虚线所示
的一组闭合的电场线，这可能是
()
A．在中心点O有一静止的点电荷
B．沿AB方向有一段通有恒定电流的直导线
第四章 电磁振荡与电磁波
电磁场理论是谁提出的？
()
A．法拉第
B．赫兹
C．麦克斯韦
D．安培
【答案】C
【解析】电磁场理论是由麦克斯韦提出的，并由赫兹首先验证，故
C正确．
预习导学|新知领悟
多维课堂|素养初培
核心素养微专题
课堂小练|素养达标
课后提升练习
物理 选择性必修 第二册 配人教版
第四章 电磁振荡与电磁波
预习导学|新知领悟
多维课堂|素养初培
核心素养微专题
课堂小练|素养达标
课后提升练习
物理 选择性必修 第二册 配人教版
第四章 电磁振荡与电磁波
精练1 根据麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是( ) A．有电场的空间一定存在磁场，有磁场的空间也一定能产生电场 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．周期性变化的磁场周围空间一定产生周期性变化的电场 【答案】D
考法：①考查电磁场的产生；②考查电磁波的基本特点、发现过程 及传播规律
预习导学|新知领悟
多维课堂|素养初培
核心素养微专题
课堂小练|素养达标
课后提升练习
物理 选择性必修 第二册 配人教版
选修二第四章电磁振荡与电磁波
选修二第四章电磁振荡与电磁波第一节电磁振荡本节需要明白什么是电磁振荡，就是电能转化为磁场能，再由磁场能转化为电能，从而出现周期性变化的电流，这个电流就叫做振荡电流，这种现象叫做电磁振荡，产生电磁振荡的电路叫振荡电路，线圈与电容器组成的电路是最简单的振荡电路，叫做LC振荡电路。
本节需要明白电磁振荡中能量转化的原理与特点。
在电容器放电过程中，是电场能转化为磁场能的过程，电流从最小达到最大；放电结束时，由于线圈自感作用，对电容器沿同方向进行充电，磁场能又转化为电场能；电容器开始反方向放电，电场能转化为磁场能，这个过程电流都是增大的，直到全部放电完毕，电流达到最大；放电结束时，由于线圈自感，对电容器进行同方向的充电，从而返回最初状态，进行下一个周期的变化。
本节还需要明白电磁振荡是周期性变化的电流，产生交流电，具有周期与频率，其周期与线圈的电感、电容器的电容大小有关，频率同样与他们有关。
根据电磁波的传播速度与波长、频率的关系，可以根据图像计算出激发的电磁波波长。
第二章麦克斯韦电磁场理论麦克斯韦提出的两个假设：根据电磁感应定律提出变化的磁场产生电场；根据对称性，他提出变化的电场产生磁场，并通过小磁针的实验进行了验证。
电场与磁场是不可分割的统一体，这就是电磁场，他们的存在体现了统一性与多样性。
电磁波的预言：麦克斯韦的推断：周期性变化的电场会在周围产生周期性变化的磁场；这个变化的磁场又会在较远的空间引起周期性变化的电场，这样变化的电场与磁场由近到远向空间传播，预言电磁波的存在，犹如水波。
电磁波的特点：E与B方向相互垂直，电磁波是横波；电磁波传播速度等于光速，光就是一种电磁波。
赫兹实验：通过线圈与电容产生电磁振荡，向外发射电磁波，当发生火花放电时，在接收器一端也由于电磁感应产生火花放电，此现象证明接受到了电磁波。
第三节电磁波的发射、传播和接收本节需要明确电磁波是如何发射的。
有效发射电磁波，LC振荡电路必须满足条件，就是振荡频率要高，单位时间发射出去的电磁波的能量与振荡频率四次方成正比，提高振荡频率的方法是减少LC的乘积，具体是减少线圈匝数、减少正对面积、增大板间距离，甚至把闭合的振荡电路改成一条直导线的开放电路。
人教版高中物理选择性必修第2册 第4章 1 电磁振荡
中的作用．
预习导学|新知领悟
多维课堂|素养初培
核心素养微专题
课堂小练|素养达标
课后提升练习
物理 选择性必修 第二册 配人教版
第四章 电磁振荡与电磁波
1．初步了解麦克斯韦电磁场理论的基 本思想，初步了解场的统一性与多样性， 体会物理学对统一性的追求．
2．通过实验，了解电磁振荡． 3．知道电磁波的发射、传播和接收． 4．认识电磁波谱．知道各个波段的电 磁波的名称、特征和典型应用．
第四章 电磁振荡与电磁波
物理 选择性必修 第二册 配人教版
第四章 电磁振荡与电磁波
①物理观念：振荡电路、电磁波、振荡电流、调制、调幅、调频、
调谐、解调、电磁波谱．
②科学思维：麦克斯韦电磁场理论；电
磁振荡的周期与频率；无线电通信的基本
原理．
③科学探究：电磁振荡．
④科学态度与责任：无线电通信在生活
中的应用；电磁波在科技、经济、社会发展
多维课堂|素养初培
核心素养微专题
课堂小练|素养达标
课后提升练习
物理 选择性必修 第二册 配人教版
第四章 电磁振荡与电磁波
多维课堂 | 素养初培
预习导学|新知领悟
多维课堂|素养初培
核心素养微专题
课堂小练|素养达标
课后提升练习
物理 选择性必修 第二册 配人教版
电磁振荡中的能量变化
第四章 电磁振荡与电磁波
预习导学|新知领悟
多维课堂|素养初培
核心素养微专题
课堂小练|素养达标
课后提升练习
过程
物理 选择性必修 第二册 配人教版
电荷 电场强 电势 电场 量q 度E 差U 能
0～T4 电容 减少 器放电
新教材同步系列2024春高中物理第4章电磁振荡与电磁波章末综合提升教师用书粤教版选择性必修第二册
第4章电磁振荡与电磁波主题1 理解电磁振荡的三个“两”1．两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)电流i，它决定了磁场能的大小。
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。
(2)电量q，它决定了电场能的大小。
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q的相同。
注意：电流i和电量q的变化不同步，规律如图所示。
2．两个过程(1)充电：当电容器的电量增加时为充电过程，这个过程中电路的电流减小。
(2)放电：当电容器的电量减小时为放电过程，这个过程中电路的电流增加。
注意：在任意两个过程的分界点对应的时刻，各物理量取特殊值(零或最大值)。
3．两类初始条件图甲和图乙所示电路，表示了电磁振荡的两类不同初始条件。
(1)图甲中开关S从1合向2时，振荡的初条件为电容器开始放电。
(2)图乙中开关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。
【典例1】(多选)如图所示，甲为LC振荡电路，通过P点的电流如图乙所示，规定逆时针方向为正方向，下列说法正确的是( )A．0至t1，电容器正在充电，上极板带正电B．t1到t2，电容器正在放电，上极板带负电C．在t3时刻，线圈中的自感电动势最大，且P为正极D．在t4时刻，线圈中的自感电动势最大，且P为正极BC[0到t1，电流为正，且在减小，即电流为逆时针方向减小，说明电容器正在充电，电流方向为正电荷的运动方向，所以上极板带负电荷；t1到t2，电流为负且在增大，即电流为)最顺时针方向增大，说明电容器在放电，上极板带负电荷；在t3时刻，电流的变化率(ΔiΔt)最大，t2～t3的电流为负且减小，即顺时针减小，线圈中的感大，所以自感电动势(E＝LΔiΔt应电动势阻碍电流的减小，电容器充电，因此上极板带正电，即P点为正极；在t4时刻，电流最大，电流的变化率为零，自感电动势为零。
4-2电磁场与电磁波(课件)——高中物理人教版(2019)选择性必修第二册 第四章 电磁振荡与电磁波
化的电场，能产生电磁波。
课堂小结
1.变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场
2.变化的电场和磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成电磁波。
①波速=光速c
②靠电和磁的相互"感应"传播，而不是靠介质的机械传递。
③方向：与电场强度E与磁感应强度B互相垂直
3.麦克斯韦预言电磁波的存在，以及光是一种电磁波。
三、电磁波与机械波的比较
对比内容
电磁波
机械波
本质
电磁现象
力学现象
产生机理
由电磁振荡产生
由机械振动产生
周期性变化的量
场强E与磁感应强度B随时 质点的位移x、加速度a随时
间和空间作周期性变化
波的性质
传播介质
速度特点
横波
不需要介质，可在真空中
传播
由介质和频率决定
间和空间作周期性变化
既有横波，又有纵波
只在弹性介质中传播
变化的电场产生磁场 电场就像运动的电荷，也会在空间产生磁场。
一、电磁场
电磁波的发现过程
“电生磁”
“磁生电”
麦克斯韦
麦克斯韦猜想与假设：
1 . 变化的磁场产生电场
预言了电磁波的存在
2 . 变化的电场产生磁场
预言光是一种电磁波
赫兹检测到了电磁波，测出电磁波波速等于光速。
一、电磁场
二、电磁波
如果一个变化的电场会产生一个变化的磁场，
解析:电磁波具有波所特有的各种属性,即电磁波具有干涉、衍射、反射
等现象。
答案:D
7、类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知
识，提高学习效率。在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不
同之处。某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中
课堂小结
1.变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场
2.变化的电场和磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成电磁波。
①波速=光速c
②靠电和磁的相互"感应"传播，而不是靠介质的机械传递。
③方向：与电场强度E与磁感应强度B互相垂直
3.麦克斯韦预言电磁波的存在，以及光是一种电磁波。
三、电磁波与机械波的比较
对比内容
电磁波
机械波
本质
电磁现象
力学现象
产生机理
由电磁振荡产生
由机械振动产生
周期性变化的量
场强E与磁感应强度B随时 质点的位移x、加速度a随时
间和空间作周期性变化
波的性质
传播介质
速度特点
横波
不需要介质，可在真空中
传播
由介质和频率决定
间和空间作周期性变化
既有横波，又有纵波
只在弹性介质中传播
变化的电场产生磁场 电场就像运动的电荷，也会在空间产生磁场。
一、电磁场
电磁波的发现过程
“电生磁”
“磁生电”
麦克斯韦
麦克斯韦猜想与假设：
1 . 变化的磁场产生电场
预言了电磁波的存在
2 . 变化的电场产生磁场
预言光是一种电磁波
赫兹检测到了电磁波，测出电磁波波速等于光速。
一、电磁场
二、电磁波
如果一个变化的电场会产生一个变化的磁场，
解析:电磁波具有波所特有的各种属性,即电磁波具有干涉、衍射、反射
等现象。
答案:D
7、类比是一种有效的学习方法，通过归类和比较，有助于掌握新知
识，提高学习效率。在类比过程中，既要找出共同之处，又要抓住不
同之处。某同学对机械波和电磁波进行类比，总结出下列内容，其中
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
③现象分析： 发射金属球电火花产生电磁波在空间传播， 电磁波在导体环激发出感应电动势，也产生 火花，说明接收到了电磁波。
(2)赫兹的一系列实验证实麦克斯韦的电磁场理论. ①电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等
②测得电磁波在真空中的速度等于光速c
电磁波与光统一
4．麦克斯韦电磁场理论的意义 电磁波传播过程就是能量传播的过程. 能量是电磁场的物质性最有说服力的证据之一. 电磁场理论被赫兹的实验证实后，电磁场就像光一样真实.
物质不仅能以实物的形式存在，还能以场的形式存在.
5.电磁波与机械波的异同点 (1)相同点 ①能发生反射、折射、衍射、干涉等现象。 ②是传播能量的一种形式，能传递信息。 ③满足v＝λf，T＝1/f，且传播中f 不变。 (2)电磁波与机械波的不同点 ①产生的机理不同. ②电磁波的传播不需介质，机械波须有介质才能传播. ③电磁波是横波,机械波有横波也有纵波. ④电磁波波速比机械波波速大得多.
二 无线电波的接收 1．接收原理： 电磁波能使接收天线产生感应电流
2．电谐振： 当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相 同时，接收电路中产生的振荡电流最强，这种现 象叫作电谐振。
3．调谐：产生电谐振的过程.
4．解调： 把还原声音或图像信号的过程，是调制的逆过程， 叫作解调. 调谐波的解调也叫检波。
B 0 0→Bm Bm Bm→0 0 0→Bm Bm Bm→0 0
能量 E电最大,E磁最小
E电→E磁 E电最小,E磁最大
E磁→E电 E电最大,E磁最小
E电→E磁 E电最小,E磁最大
E磁→E电 E电最大,E磁最小
4．电磁振荡
电容器不断地充电和放电，电路中就出现了大小、 方向都在变化的电流，即出现了振荡电流。在整个过 程中，电路中的电流i、电容器极板上的电荷量q、电 容器里的电场强度E、线圈里的磁感应强度B，都在 周期性地变化着。这种现象就是电磁振荡。
三、电视广播的发射和接收
四 电磁波谱 1.概念： 按电磁波的波长或频率大小的顺序把各种电磁波
排列起来.
2.电磁波的应用
电磁波
无线 长波、中波、短波
电波
微波
应用 广播及其他信号的传输
卫星通信、电视等的信号传输
红外线 可见光 紫外线
加热理疗、遥感、遥控 通信
消毒、鉴别钞票真伪(荧光效应)
X射线
诊断病情(人体透视)
γ射线
摧毁病变细胞(治疗癌症)
再见！
Байду номын сангаас
2．频率： 单位时间内完成的周期性变化的次数
3．LC振荡电路的周期(频率)公式
T 2 LC
f 1
2 LC
人教物理选择性必修2
第 四 章
电
磁
振
2 电磁场与电磁波
荡 与
电
磁
波
一 电磁场
1．麦克斯韦的两个观点 (1)变化的磁场产生电场； (2)变化的电场产生磁场。
2．电磁场： 变化的电场和磁场形成一个不可分割的统一 的电磁场.
二、电磁振荡中的能量变化
1．电容器放电，E电 E磁. 2．电容器充电，E磁 E电.
3．在电磁振荡的过程中，E磁、E电周期性转化。
4．由于电路的电阻及电磁波辐射，能量会损失，振荡电 流的振幅减小。电源为LC电路补充能量，保持幅振荡。
三、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.
人教物理选择性必修2
第 四 章
电
磁
振
1 电磁振荡
荡 与
电
磁
波
一 电磁振荡的产生
1.振荡电流：大小和方向做周期性变化的电流.
2.振荡电路：产生振荡电流的电路.，LC振荡电路.
3.电磁振荡过程
+ -
+
+
-
-
时刻 t＝0 0～T/4 T/4 T/4～T/2 T/2 T/2～3T/4 3T/4 3T/4～T
人教物理选择性必修2
第 四 章
电
磁
振
3 无线电波的发射与接收
荡 与
电
磁
波
一 无线电波的发射
1．有效地发射电磁波的振荡电路必须具有的两个特点 1)足够高的振荡频率. 2)开放电路.
2．电磁波信号的发射技术 1)载波： 携带信号的高频电磁波. 2)调制： 使载波随各种信号而改变的技术叫作调制. 调制的方法 ①调幅：使；高频电磁波的振幅随信号的强弱而变. ②调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而变.
3．电磁波的形成
二、电磁波
1．麦克斯韦对电磁波的预见 (1)电磁波的传播不需要介质 (2)真空中以光速c传播，光的本质是电磁波。 (3)电磁波是横波。
E⊥B，E与B传播方向垂直
3．电磁波的实验验证 (1)1886年，赫兹用实验证实电磁波的存在。 ①赫兹的实验装置
②实验现象： 当感应圈两个金属球间有火花跳过时，导线环 两个小球间也跳过了火花。
T
工作过程 放电开始 放电过程 放电结束 充电过程 充电结束 放电过程 放电结束 充电过程 充电结束
q qm qm→0 0 0→qm qm qm→0 0 0→qm qm
E Em Em→0 0 0→Em Em Em→0 0 0→Em Em
i 0 0→im im im→0 0 0→im im im→0 0
(2)赫兹的一系列实验证实麦克斯韦的电磁场理论. ①电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等
②测得电磁波在真空中的速度等于光速c
电磁波与光统一
4．麦克斯韦电磁场理论的意义 电磁波传播过程就是能量传播的过程. 能量是电磁场的物质性最有说服力的证据之一. 电磁场理论被赫兹的实验证实后，电磁场就像光一样真实.
物质不仅能以实物的形式存在，还能以场的形式存在.
5.电磁波与机械波的异同点 (1)相同点 ①能发生反射、折射、衍射、干涉等现象。 ②是传播能量的一种形式，能传递信息。 ③满足v＝λf，T＝1/f，且传播中f 不变。 (2)电磁波与机械波的不同点 ①产生的机理不同. ②电磁波的传播不需介质，机械波须有介质才能传播. ③电磁波是横波,机械波有横波也有纵波. ④电磁波波速比机械波波速大得多.
二 无线电波的接收 1．接收原理： 电磁波能使接收天线产生感应电流
2．电谐振： 当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相 同时，接收电路中产生的振荡电流最强，这种现 象叫作电谐振。
3．调谐：产生电谐振的过程.
4．解调： 把还原声音或图像信号的过程，是调制的逆过程， 叫作解调. 调谐波的解调也叫检波。
B 0 0→Bm Bm Bm→0 0 0→Bm Bm Bm→0 0
能量 E电最大,E磁最小
E电→E磁 E电最小,E磁最大
E磁→E电 E电最大,E磁最小
E电→E磁 E电最小,E磁最大
E磁→E电 E电最大,E磁最小
4．电磁振荡
电容器不断地充电和放电，电路中就出现了大小、 方向都在变化的电流，即出现了振荡电流。在整个过 程中，电路中的电流i、电容器极板上的电荷量q、电 容器里的电场强度E、线圈里的磁感应强度B，都在 周期性地变化着。这种现象就是电磁振荡。
三、电视广播的发射和接收
四 电磁波谱 1.概念： 按电磁波的波长或频率大小的顺序把各种电磁波
排列起来.
2.电磁波的应用
电磁波
无线 长波、中波、短波
电波
微波
应用 广播及其他信号的传输
卫星通信、电视等的信号传输
红外线 可见光 紫外线
加热理疗、遥感、遥控 通信
消毒、鉴别钞票真伪(荧光效应)
X射线
诊断病情(人体透视)
γ射线
摧毁病变细胞(治疗癌症)
再见！
Байду номын сангаас
2．频率： 单位时间内完成的周期性变化的次数
3．LC振荡电路的周期(频率)公式
T 2 LC
f 1
2 LC
人教物理选择性必修2
第 四 章
电
磁
振
2 电磁场与电磁波
荡 与
电
磁
波
一 电磁场
1．麦克斯韦的两个观点 (1)变化的磁场产生电场； (2)变化的电场产生磁场。
2．电磁场： 变化的电场和磁场形成一个不可分割的统一 的电磁场.
二、电磁振荡中的能量变化
1．电容器放电，E电 E磁. 2．电容器充电，E磁 E电.
3．在电磁振荡的过程中，E磁、E电周期性转化。
4．由于电路的电阻及电磁波辐射，能量会损失，振荡电 流的振幅减小。电源为LC电路补充能量，保持幅振荡。
三、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.
人教物理选择性必修2
第 四 章
电
磁
振
1 电磁振荡
荡 与
电
磁
波
一 电磁振荡的产生
1.振荡电流：大小和方向做周期性变化的电流.
2.振荡电路：产生振荡电流的电路.，LC振荡电路.
3.电磁振荡过程
+ -
+
+
-
-
时刻 t＝0 0～T/4 T/4 T/4～T/2 T/2 T/2～3T/4 3T/4 3T/4～T
人教物理选择性必修2
第 四 章
电
磁
振
3 无线电波的发射与接收
荡 与
电
磁
波
一 无线电波的发射
1．有效地发射电磁波的振荡电路必须具有的两个特点 1)足够高的振荡频率. 2)开放电路.
2．电磁波信号的发射技术 1)载波： 携带信号的高频电磁波. 2)调制： 使载波随各种信号而改变的技术叫作调制. 调制的方法 ①调幅：使；高频电磁波的振幅随信号的强弱而变. ②调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而变.
3．电磁波的形成
二、电磁波
1．麦克斯韦对电磁波的预见 (1)电磁波的传播不需要介质 (2)真空中以光速c传播，光的本质是电磁波。 (3)电磁波是横波。
E⊥B，E与B传播方向垂直
3．电磁波的实验验证 (1)1886年，赫兹用实验证实电磁波的存在。 ①赫兹的实验装置
②实验现象： 当感应圈两个金属球间有火花跳过时，导线环 两个小球间也跳过了火花。
T
工作过程 放电开始 放电过程 放电结束 充电过程 充电结束 放电过程 放电结束 充电过程 充电结束
q qm qm→0 0 0→qm qm qm→0 0 0→qm qm
E Em Em→0 0 0→Em Em Em→0 0 0→Em Em
i 0 0→im im im→0 0 0→im im im→0 0