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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载电磁场与电磁波专题讲练一、 考纲要求十二、电磁振荡和电磁波内容要求说明86电磁场电磁波电磁波的周期、频率、波长和波速87无线电波的发射和接收88电视雷达本部分内容在高考中很少显现,只要求做简洁的明白；一、典例分类评析1、电磁振荡：电磁振荡现象概念：物理上把大小和方向都随时间做周期性变化的电流,叫做振荡电流 .能够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振荡电路,称为 LC回路 .（如下图是）电磁振荡抽象,过程复杂,难以懂得,要抓住问题的本质、关键,即电场能和磁场能交替转化； L、 C 上的变化情形如下图
2、所示；放电过程： 在放电过程中,q 、 u 、 E 电场能 i 、 B 、 E 磁场能 ,电容器的电场能逐步转变成线圈的磁场能；放电终止时,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： 在充电过程中,q 、 u 、 E 电场能 I 、 B 、 E 磁场能 ,线圈的磁场能向电容器的电场能转化；充电终止时,q、E电场能 增为最大, i、E磁场能 均减小到零,磁场能向电场能转化终止；名师归纳总结 当电容 C 中储存电场能最大时 q=Qm i=0 能带电量、场强值最大、电压最高,电路中电流为零；磁场 q=0 i=I m 为第 1 页,共 8 页L + +
3、 + + C 放电L C qi零 ；随 着 电一个周容 C 逐步放电,电场 带 电 量 充q充q能电期Q,电压U 逐 渐 磁 场 能 电将 逐 渐i电减小, 而 i 磁电流 i化变性增大； 电 磁 q=0 i=I m q=Qm 振荡的特点：i=0L C 放电L C qi+ + + + - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载LC 回路工作过程具有 两个物理过程：对称性 和周期性 ,可归结为：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两个特别状态：放电完毕状态：电场能向磁场能转化完毕,磁场能最大,电场能最
4、小；充电完毕状态：磁场能向电场能转化完毕,电场能最大,磁场能最小；电磁振荡的变化规律：总能量守恒电场能 磁场能 恒量电场能与磁场能交替转化同电场能放电磁场能同 步充电步 变 化电容器电压 电路中电流 变 化电容器带电量 步 调 相 反电磁振荡 变化规律的图象描述qu t i 磁场能t o o 电场能t o t o 无阻尼振荡和阻尼振荡 i 1无阻尼振荡： 振荡电路中,如没有能量损耗,就振荡电流的振幅将不变,叫做无阻尼振荡（或等幅振荡）,如下列图；o t 2阻尼振荡： 任何振荡电路中,总存在能量损耗,使振荡电流i 的振幅逐步削减,叫做阻尼振荡（或减幅振荡）,如下列图；o t 2、电磁振荡的周期和
5、频率1电磁振荡的周期和频率周期： 电磁振荡完成一次周期性变化所需的时间叫周期,用 T 表示 .；频率： 一秒钟完成周期性变化的次数叫频率,用 f 表示；2固有周期和固有频率自由振荡振荡电路中发生电磁振荡时,假如没有能量缺失,也不受其他外界的影响,这样的振荡叫做自由振荡；固有周期和固有频率名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载率；自由振荡的周期和频率叫做振荡电路的固有周期和固有频率,简称振荡电路的周期和频固有周期和固有频率由振荡电路本身的特点所打算；（3）与 LC 回路周期和频率有关的因素LC 回路的
6、周期和频率与电容器的电容C 和线圈的自感系数L 有关；电容或电感增加时,周期变长,频率变低；电容或电感减小时,周期变短,频率变高；（4LC 回路的周期和频率只与电容和自感系数有关. 公式： T=2LCf=21LC例 1、已知 LC振荡电路中电容器的极板1 上的电量随时间变化曲线如下列图,就：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；例 2、下图（ a）中 LC振荡回路中电流随时间 的变化关系图像,如图（b）所示,在 t =0 时 刻,电容器 M板
7、带正电, 在某段时间里, 电路 中的磁场能在减小,M板仍带正电, 就这段时 间是图 b 中的A. Oa段 B.ab 段 C.bc 段 D.cd 段例 3、一个 LC 回路能够产生535 kHz 到 1605 kHz 的电磁振荡,如线圈不变,可变电容的最大电容量和最小电容量之比应是（） D.4 1 A.3 1 B.21 C.91 例 4、要使 LC 振荡电路的周期变大,可用的方法是 A.增大电容器初始带电量 B.在线圈中插入铁芯 C.增大电容器两极板间的正对面积 D.增大平行板电容器两极板间的距离 例 5、LC 回路振荡的某时刻线圈中的磁场方向如下图所示,以下说法正确选项（）A.如磁场正在减弱,
8、就极板 A 带负电 B.如电容器正在放电,就极板 A 带负电 C.如电路中电流正在增大,就极板 A 的带电量正在减小 D.如电容器正在放电, 就线圈的自感电动势正在阻碍电 流减小2、电磁场： 变化的电场和磁场相互联系,形成一个统名师归纳总结 一的场叫电磁场； 麦克斯韦电磁场理论的两大支柱（1）第 3 页,共 8 页变化的磁场产生电场（2）变化的电场产生磁场；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载电磁波 ：1电磁波： 电磁场由近及远地传播,就形成电磁波；2发射电磁波的条件第一,要有足够高的振荡频率；其次,振荡电路的电场和磁场必需分散到尽
9、可能大的空间,传播出去；电磁波的特点才能有效地把电磁场的能量1电磁波中的电场和磁场相互垂直,并且都与波的传播方向垂直,即电磁波是横波；2三个特点量的关系 v /T f 4电磁波可以在真空中传播,向四周空间传播电磁能,在传播过程中,电磁波能发生 反射、折射、干涉和衍射；例 1、关于电磁场理论,以下说法正确选项（）A.在电场四周肯定产生磁场,磁场四周肯定产生电场 B.在变化的电场四周肯定产生变化的磁场,变化的磁场四周肯定产生变化的电场 C.匀称变化的电场四周肯定产生匀称变化的磁场 D.周期性变化的电场四周肯定产生周期性变化的磁场 例 2、如下列图 ,内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内 ,有始终径略小于
10、环口径的带正电的小球 , B 随时 以速率 V0 沿逆时针方向匀速转动 .如在此空间突然加上方向竖直向上、磁感应强度 间成正比增加的变化磁场 .设运动过程中小球带电量不变 ,那么 . A、小球对玻璃环的压力肯定不断增大 B、小球受到的磁场力肯定不断增大C、小球先沿逆时针方向减速运动 D、磁场力对小球始终不做功,过一段时间后沿顺时针方向加速运动例 3、电磁波和机械波相比较,以下说法正确的有（）A.电磁波传播不需要介质,机械波传播需要介质 B.电磁波在任何物质中传播速度都相同,机械波波速大小打算于介质 C.电磁波、机械波都不会产生衍射 D.电磁波和机械波都不会产生干涉例 4、以下关于电磁场和电磁波
11、的正确说法是（）A电场和磁场总是相互联系的,它们统称为电磁场 B. 电磁场由发生的区域向远处的传播就是电磁波 C电磁波传播速度总是 3 10 8 m/s D电磁波是一种物质,不行以在真空中传播 3、无线电波的分段1无线电波： 无线电技术中使用的电磁波叫做无线电波；2无线电波的分段 无线电波的波长从几毫米到几十千米；通常依据波长或频率把无线电波分成几个波段,如下表所示：名师归纳总结 波段波长频率传播方主要用途第 4 页,共 8 页式长波30 000m3 000m 10 kHz100 kHz 地波超远程无线通讯和导航中波3 000m 200m 100 kHz 1 500 kHz 地 波 和调幅无线
12、电广- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 中短波200m50m 优秀学习资料欢迎下载天波播、电报、通信1500 kHz 6 000 kHz 微短波50m 10m 6MHz 30 MHz 天波调频无线电广米波10m 1m 30MHz 300MHz 近 似 直线传播播、电视、导航分米波1 m0.1m 300 MHz 3 000 MHz 直 线 传电视、雷达、导波厘米波10cm 1cm 3 000 MHz 30 000 MHz 播航毫米波10mm 1mm 30000MHz 300 000 MHz 4、无线电波的发射在无线电波的发射过程中,需要将被传递的信号如声音
13、、图象等信号附加到高频振荡信号上向外发射出去,下面就学习无线电波的发射；1发射电路实际应用中的开放电路,线圈下部用导线接地,这条导线叫做地线；线圈上部接到比较高的导线上,这条导线叫做天线（图示右部）；无线电波就由这样的开放电路发射出去；电视发射塔建得很高,是为了使无线电波发射得较远；在实际发射无线电波的装置中,在上面所说的开放电路旁仍需加一个振荡器电路与之耦合（图示左部） ；LC 振荡器电路产生的高频振荡电流通过 L 2 与 L 1 的互感作用,使 L 1 也产生同频率的振荡电流,振荡电流在开放电路中激发出无线电波,向四周发射；2调制调制 ：要传递的信号附加到高频等幅振荡电流上的过程叫调制；调
14、制的两种方式：制分调幅和调频两种方式；a调幅使高频振荡的振幅随信号而转变叫做调幅；调幅广播 AM 一般使用中波和短波的波段；名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载b调频使高频振荡的频率随信号而转变叫做调频；调频广播 FM 和电视广播都采纳调频的方法来调制,通常使用微波中的甚高频 VHF和超高频 UHF 波段；26、电波的接收1电谐振接收电磁波时, 第一要从诸多的电磁波中把我们需要的选出来,通常叫做选台； 这就要设法使我们需要的电磁波在接收天线中激起的感应电流最强；在无线电技术里, 是利用电谐振来达到
15、这个目的的；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这种现象叫做电谐振,相当于机械振动中的共振；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,这种现象叫电谐振；2调谐和调谐电路使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐,能够调谐的接收电路叫做调谐电路；3检波和检波电路由调谐电路接收到的感应电流,是经过调制的高频振荡电流,仍不能使我们直接感受到所需要的信号； 例如在收音机中, 这种高频振荡电流不能使耳机或扬声器的振动片振动发声；要听到声音,必需从高频振荡电流中“ 检” 出声音信号,使扬声器 信号振动；或耳机 中的动片随声音从接收到的
16、高频振荡中“ 检” 出所携带的信号,叫做检波；检波是调制的逆过程,因此 也叫解调；右图中 L 2、 D、 C2 和耳机共同组成检波电路；名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载检波之后的信号再经过放大、重现,我们就可以听到或看到了；现在移动电话的使用非常普遍、无绳电话、 寻呼机也走入人们的生活,这些都是借助电磁波来传递信息的；例题：调谐电路中可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出仍接收不到某较高频率电台发出的电信号,要收到该电台的信号,应当怎么办？C A增加调谐电路线圈的匝数 B加大电源电压C削减调谐电
17、路线圈的匝数 D减小电源电压例题：电子感应加速器是利用变化磁场产生的电场来加速电子的；在圆形磁铁的两极之间有一环形真空室, 用交变电流励磁的电磁铁在两极间产生交变磁场,从而在环形室内产生很强的电场, 使电子加速； 被加速的电子同时在洛伦兹力的作用下沿圆形轨道运动；设法把高能电子引入靶室, 能使其进一步加速；在一个半径为 r=0.84m 的电子感应加速器中,电子在被加速的 4.2ms 内获得的能量为120MeV ；这期间电子轨道内的高频交变磁场是线性变化的,磁通量从零增到1.8Wb,求电子共绕行了多少周？E=t= 429V ,设电子在加速器解：依据法拉第电磁感应定律,环形室内的感应电动势为中绕行
18、了 N 周,就电场力做功 NeE 应当等于电子的动能 EK,所以有 N= EK/Ee,带入数据可得 N=2.8 10 5 周；例题： 如下列图,半径为 r且水平放置的光滑绝缘的环形管道内,有一个电荷量为 e,质量为 m 的电子；此装置放在匀强磁场中,其磁感应强度随时间变化的关系式为 B=B0+kt（k0）；依据麦克斯韦电磁场理论,匀称变化的磁场将产生稳固的电场,该感应电场对电子将有沿圆环切线方向的作用力,使其得到加速；设 t=0时刻电子的初速度大小为 v0,方向顺时针,从此开头后运动一周后的磁感应强度为 B1,就此时电子的速度大小为A. B1 re B. v 0 2 2 r 2ke C. B0
19、 re D. v 0 2 2 r 2kem m m m解：感应电动势为 E=kr 2,电场方向逆时针,电场力对电子做正功；在转动一圈过程中对电子用动能定理：k r e 2 1mv 2 1mv , B正确；由半径公式知,2A 也正确,答案为 AB ；2 2例题： 如下列图, 平行板电容器和电池组相连；用绝缘工具将电容器两板间的距离逐步增大的过程中,关于电容器两极板间的电场和磁场,以下说法中正确选项A.两极板间的电压和场强都将逐步减小B.两极板间的电压不变,场强逐步减小C.两极板间将产生顺时针方向的磁场名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载D.两极板间将产生逆时针方向的磁场解：由于极板和电源保持连接,因此两极板间电压不变；两极板间距离增大, 因此场强 E=U/d将减小；由于电容器带电量Q=UC,d 增大时,电容C 减小,因此电容器带电量减小,即电容器放电；放电电流方向为逆时针；在引线四周的磁场方向为逆时针方向,因此在两极板间名师归纳总结 的磁场方向也是逆时针方向；选BD；第 8 页,共 8 页- - - - - - -