2023新教材高考物理一轮第十三章交变电流电磁振荡与电磁波传感器第3讲电磁振荡与电磁波课件

第3讲　电磁振荡与电磁波\n必备知识·自主排查关键能力·分层突破\n必备知识·自主排查\n一、电磁振荡1．振荡电流：大小和方向都做________迅速变化的电流．2．振荡电路：产生________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________振荡电路．3．电磁振荡中的能量变化(1)放电过程中电容器储存的_______能逐渐转化为线圈的_______能．(2)充电过程中线圈中的________能逐渐转化为电容器的________能．(3)在电磁振荡过程中，电场能和磁场能会发生________的转化．周期性振荡电流LC电场磁场磁场电场周期性\n4．电磁振荡的周期和频率(1)周期T＝________．(2)频率f＝________．2π\n二、电磁场与电磁波1．麦克斯韦电磁场理论恒定变化振荡恒定变化同频率\n2．电磁波(1)电磁场在空间由近及远的传播，形成________．(2)电磁波的传播不需要________，可在真空中传播，在真空中不同频率的电磁波传播速度________(都等于光速)．(3)不同频率的电磁波，在同一介质中传播，其速度是不同的，频率越高，波速越________．(4)v＝________，f是电磁波的频率．3．电磁波的发射(1)发射条件：________电路和________信号，所以要对传输信号进行调制(调幅或调频)．(2)调制方式①调幅：使高频电磁波的________随信号的强弱而改变．②调频：使高频电磁波的________随信号的强弱而改变．电磁波介质相同小λf开放高频振荡振幅频率\n4．无线电波的接收(1)当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率________时，接收电路中产生的振荡电流________，这就是电谐振现象．(2)使接收电路产生电谐振的过程叫作________，能够调谐的接收电路叫作________电路．(3)从经过调制的高频振荡信号中“检”出调制信号的过程，叫作________，检波是________的逆过程，也叫作________．相同最强调谐调谐检波调制解调\n5．电视广播信号的发射和接收过程6．电磁波谱：按照电磁波的________或________大小的顺序把它们排列成谱叫作电磁波谱．按波长由长到短排列的电磁波谱为：无线电波、红外线、________、紫外线、X射线、γ射线等．波长频率可见光\n三、传感器1．传感器的组成(1)敏感元件：能直接感受或响应外界被测________的部分．(2)转换元件：能将敏感元件输出的信号直接转换成________的部分．2．传感器的应用模式一般模式可以用如下方框图表示．非电学量电信号\n【教材拓展】1.[人教版选择性必修第二册P69图4.1－1](1)电容器放电完毕时刻，回路中电流最小．()(2)回路中电流值最大时刻，回路中磁场能最大．()(3)电容器极板上所带电荷量最大时，电场能最大．()(4)回路中电流值最小的时刻，电容器带电荷量最大．()×√√√\n2．[人教版选择性必修第二册P75图4.2－3](1)法拉第预言了电磁波的存在，并揭示了电、磁、光现象在本质上的统一性．()(2)均匀变化的磁场一定产生恒定的电场．()(3)均匀变化的电场产生均匀变化的磁场．()(4)赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论．()(5)电场周围一定存在磁场，磁场周围一定存在电场．()(6)电磁波可以在真空中传播．()×√×√×√\n3．[人教版选择性必修第二册P78图4.3－1和P79图4.3－3](1)要发射电磁波必须有足够高的振荡频率．()(2)要发射电磁波振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间．()(3)为了将信号发送出去，先要进行调谐．()(4)为了从各个电台发出的电磁波中将需要的选出来，就要进行调制．()(5)为了从高频电流中取出声音信号，就要进行调频．()(6)利用接收天线接收到的信号可以直接还原成声音或图像．()√√××××\n关键能力·分层突破\n考点一　电磁振荡过程分析1．振荡电流、极板带电荷量随时间的变化图像\n2．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：当电容器的带电荷量q(电压U、场强E)增大或电流i(磁场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．\n【跟进训练】1.[2022·山东青岛联考]在LC振荡电路中，某时刻线圈中的磁场和电容器中的电场如图所示，则此时刻()A.电容器正在放电B．振荡电流正在减小C．线圈中的磁场最强D．磁场能正在向电场能转化答案：A解析：由线圈中的磁场方向，结合安培定则可知，电流从上向下流过线圈．分析电容器中电场强度方向可知，电容器上极板带正电，则电容器正在放电，A正确；根据电磁振荡规律可知，电容器放电时，振荡电流增大，电场能向磁场能转化，磁场逐渐增强，B、C、D错误．\n2．如图甲所示的振荡电路中，电容器极板间电压随时间的变化规律如图乙所示，则电路中振荡电流随时间的变化图像是(振荡电流以电路中逆时针方向为正)()答案：D\n解析：电容器极板间的电压U＝，随电容器带电荷量的增加而增大，随电容器带电荷量的减少而减少．从题图乙可以看出，在0～这段时间内电容器充电，且UAB>0，即UA>UB，A板应带正电，只有顺时针方向的电流才能使A板被充电后带正电，同时考虑到t＝0时刻，电压为零，电容器带电荷量为零，电流最大，可知t＝0时刻，电流为负向最大，D正确．\n3．如图所示，LC振荡电路中电容器的电容为C，线圈的自感系数为L，电容器在图示时刻所带的电荷量为Q.若图示时刻电容器正在放电，至放电完毕所需时间为π；若图示时刻电容器正在充电，则充电至电容器所带电荷量最大所需时间为()A．πB．πC．πD．π答案：C\n解析：LC振荡电路在一个周期内电容器会充电两次、放电两次，每次充电或放电的时间均为T＝.根据题意，电容器所带的电荷量由Q减小到零所需时间为π＝T，说明电容器所带的电荷量由最大放电到Q所需时间为T－T＝T＝π，则电容器所带电荷量由Q充电至最大所需时间同样为π.C正确．\n考点二　电磁波和电磁波谱1．对麦克斯韦电磁场理论的理解\n2．电磁波的不同用途无线电波用于通信和广播，红外线用于加热和遥感技术，紫外线用于杀菌消毒，X射线应用于医学上的X光照片，γ射线检查金属部件的缺陷等．3．相近概念的辨析技巧(1)调频和调幅：这是调制的两种方式，使电磁波的频率随信号改变的调制方式叫调频；使电磁波的振幅随信号改变的调制方式叫调幅．(2)调制和解调：把低频电信号加载到高频等幅振荡电流上叫作调制；把低频电信号从高频载波中还原出来叫解调，是调制的逆过程．\n【跟进训练】4.(多选)下列关于电磁波的叙述中，正确的是()A．电磁波是以波动的形式由发生区域向远处传播的电磁场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．电磁波也能产生干涉、衍射现象答案：ACD解析：电场、磁场相互激发并以波动的形式向外传播，形成电磁波，A正确；电磁波只有在真空中传播时波速才为3×108m/s，在其他介质中波速均小于3×108m/s，B错误；根据λ＝及电磁波从真空进入介质中时，频率不变，波速减小，可知电磁波在介质中的波长λ减小，C正确；电磁波具有波的一切性质，能产生干涉和衍射现象，D正确．\n5．最新车载GPS导航仪通过与导航卫星互相传递信息，确定汽车所处的准确位置，并在电子地图上显示出来(如图所示)，为汽车驾驶员导航，下列有关说法正确的是()A．导航卫星发射的电磁波比光的传播速度慢B．导航仪上的移动电话通过电流传递信息C．导航卫星发射的电磁波不能在真空中传播D．导航仪与导航卫星通过电磁波传递信息答案：D解析：电磁波和光的传播速度是一样的，A错误；导航仪上的移动电话也是通过电磁波来传递信息的，B错误；电磁波可以在真空中传播，C错误；导航仪和导航卫星是通过电磁波来传递信息的，D正确．\n6．在抗击新冠病毒的过程中，广泛使用了红外体温计测量体温，如图所示．下列说法正确的是()A．当体温超过37.3℃时人体才辐射红外线B．当体温超过周围空气温度时人体才辐射红外线C．红外体温计是依据体温计发射红外线来测体温的D．红外体温计是依据人体温度越高，辐射的红外线强度越大来测体温的答案：D\n解析：物体在任何时候都会发出红外线，温度越高，辐射红外线的能力越强，所以人体在任何时候都会辐射红外线，故A、B错误；红外体温计是依据人体发射红外线来测体温的，不是体温计发出的红外线，故C错误；红外体温计是依据人体温度越高，辐射的红外线强度越大来测体温的，故D正确．\n7．实际发射无线电波如图所示，高频振荡器产生高频等幅振荡，如图甲所示，人对着话筒说话产生低频振荡，如图乙所示，根据这两个图像，可知经过调幅的振荡电流的波形图像应是下列选项中的()答案：B\n解析：高频振荡器产生高频等幅振荡，话筒里边有碳膜电阻，它的阻值随压力变化而变化，当我们对着它说话时空气对它的压力随着声音而变化，那么它的电阻也就随声音信号而变化，振荡电流的振幅也就随着声音信号而变化，分析可知，把声音信号加到高频等幅振荡电流上后的波形图像如选项B图所示，B正确．