高二物理电磁振荡(1)

第1节电磁振荡课标解读课标要求素养要求1.知道LC振荡电路的组成及振荡过程中电感线圈和电容器的作用。

2.了解LC振荡电路中各物理量的变化规律。

3.知道影响LC振荡电路的振荡周期(频率)的有关因素并会进行简单计算。

1.物理观念:理解电场能、磁场能在相互转化过程中的能量守恒观，体会i与磁场、q与电场的因果观。

2.科学探究:探究电磁振荡中q、i、E、B、电场能、磁场能之间的关系。

3.科学思维:用类比的思想对电磁振荡与机械振动进行对比，通过揭示相关量深入理解电磁振荡。

4.科学态度与责任:培养学生实事求是的科学态度。

自主学习·必备知识教材研习教材原句要点一振荡电流电路的电压发生周期性的变化，电路中的电流也发生周期性的变化。

像这样大小和方向都做周期性迅速①变化的电流，叫作振荡电流。

要点二电磁振荡的周期和频率电磁②振荡完成一次周期性变化需要的时间叫作周期。

电磁振荡完成周期性变化的次数与所用时间之比叫作它的频率，数值等于单位时间内完成的周期性变化③的次数。

要点三电磁振荡中的能量损失如果没有能量损耗，振荡可以永远持续下去，振荡电流的振幅保持不变④。

但是，任何电路都有电阻，电路中总会有一部分能量会转化为内能。

另外，还会有一部分能量以电磁波的形式辐射出去。

这样，振荡电路中的能量就会逐渐减少，振荡电流的振幅也就逐渐减小⑤，直到最后停止振荡。

自主思考①如何理解振荡电流的“迅速”变化？答案：提示振荡电流实际上就是交变电流，由于变得快，所以指“频率较高”的交变电流。

②如何理解电磁振荡的“电”和“磁”?答案：提示电磁振荡中的“电”不仅指电容器两极板上的电荷量q，也指该电荷产生的电场，包括电场强度E、电势差U、电场能E电，“磁”不仅指线圈中的电流i，也指该电流产生的磁场，包括磁感应强度B、磁场能E磁，电磁振荡是指电荷量、电场、电流、磁场都随时间做周期性变化的一种现象。

③什么是电磁振荡的“周期性变化”？答案：提示LC振荡电路中的电流i、线圈里的磁感应强度B、电容器极板上的电荷量、电容器里的电场强度等各物理量所进行的一个相同的重复性变化的现象。

高二物理电磁振荡试题答案及解析1.如图所示，LC振荡电路的导线及自感线圈的电阻忽略不计，某瞬间回路中电流方向如箭头所示，且此时电容器的极板A带正电荷，则该瞬间：A．电流i正在增大，线圈L中的磁场能也正在增大B．电容器两极板间电压正在增大C．电容器带电量正在减小D．线圈中电流产生的磁场的磁感应强度正在增强【答案】B【解析】根据图示电路知，该LC振荡电路正在充电，电流在减小，磁场能转化为电场能，故A 错误；电容器的带电量在增大，根据，知电容器两极板间的电压正在增大，故B正确，C错误；充电的过程，磁场能转化为电场能，电流在减小，所以线圈中电流产生的磁场的磁感应强度正在减小，故D错误。

【考点】考查了电磁振荡2.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【答案】D【解析】电容器放电一次经历四分之一个周期，而周期T＝2π，T是由振荡电路的电容C和电感L决定的，与电荷量等无关．3.如图所示，线圈的自感系数为3 μH，在线圈的中间有抽头2，电容器的电容可在150～300 pF 之间变化，S为转换开关．求此回路的最大周期和最大频率．【答案】Tmax ＝1.88×10－7 s fmax＝1.06×107 Hz【解析】根据T＝2π得Tmax＝2π＝2πs＝1.88×10－7 s，根据f＝＝得fmax＝＝Hz＝1.06×107 Hz4.要想增大LC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．在线圈中拨出铁芯【答案】AD【解析】根据LC振荡电路的周期公式，增大电容器两极板的间距，电容器电容减小，频率增大，选项A正确。

升高电容器的充电电压，不影响电容，不影响频率，选项B错误。

增加线圈的匝数，可以增大自感系数，减小频率，选项C错误。

在线圈中拨出铁芯，自感系数变小，频率增大，选项D正确。

一、选择题1．关于电磁波的下列说法正确的是（）A．T射线（1THz=1012Hz）是指频率从0.3~10THz、波长介于无线电波中的毫米波与红外线之间的电磁辐射，它的波长比可见光波长短B．电磁波可以通过电缆、光缆进行有线传输，但不能实现无线传输，光缆传递的信息量最大，这是因为频率越高可以传递的信息量越大C．太阳辐射的能量大部分集中在可见光及附近的区域D．调制的方法分调幅和调频，经过调制后的电磁波在空间传播得更快2．出海捕鱼的渔船，船长会通过海事对讲机电台来与甲板上的船员沟通，在这个过程中需要使海事对讲机接收频率与电台频率相同，船员才能用海事对讲机接收信号，与此过程原理相似的是（）A．乐器利用共鸣腔提高声音的响度B．调节共振筛的振动频率，以较小的驱动力驱动质量较大的筛箱C．在较空旷地方高声喊，能听到回声D．在大厦底部安装阻尼器以减小大风天气时大厦的晃动幅度3．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（）A．把带电体和永磁体放在一起，可在其周围空间中产生电磁波B．手机、电视、光纤通信都是通过电磁波来传递信息的C．医院中用于检查病情的“B超”是利用了电磁波的反射原理D．车站、机场安全检查时“透视”行李箱的安检装置利用的是红外线4．关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是（）A．麦克斯韦认为变化的电场产生变化的磁场B．红外线、可见光和紫外线是由原子的外层电子受激发产生的C．电磁波由真空进入介质传播时，波长变大D．电磁波按频率由高到低的正确排列顺序是：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X 射线， 射线5．调谐电路的可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出仍接收不到较高频率电台发出的电信号，如果要接收到这个电台的信号，应该采取的措施是（）A．增大调谐电路中线圈的匝数B．加大电源电压C．增加调谐电路中的电容D．将线圈中的铁芯抽出6．手机无线充电是比较新颖的充电方式。

如图所示电磁感应式无线充电的原理与变压器类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量。

第1节 电磁振荡[学习目标要求] 1.知道什么是振荡电流和振荡电路。

2.知道LC 振荡电路中振荡电流的产生过程，知道电磁振荡过程中能量转化情况。

3.知道电磁振荡的周期和频率，知道LC 电路的周期和频率与哪些因素有关，并会进行相关的计算。

一、电磁振荡的产生1．要产生持续变化的电流，可以通过线圈和电容器组成的电路实现。

2．振荡电流：大小和方向都做周期性迅速变化的电流。

3．振荡电路：产生振荡电流的电路。

4．LC 振荡电路：由电感线圈L 和电容C 组成的电路就是最简单的振荡电路。

5．电磁振荡：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 ，都在周期地变化，这种现象就是电磁振荡。

二、电磁振荡中的能量变化 1．能量变化过程(1)电容器刚放电时：电场最强，电场能最大。

(2)开始放电后：电场能――→转化磁场能。

(3)放电完毕：电场能为零，磁场能最大。

(4)反向充电：磁场能――→转化电场能。

(5)反向充电完毕：电场能最大。

2．等幅振荡振荡电路的能量会逐渐减小，适时地把能量补充到振荡电路中就可以得到振幅不变的等幅振荡。

【判一判】(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振荡电路的电容器极板上电荷量最多时，电场能最大。

(√)(3)LC振荡电路中电流增大时，电容器上的电荷一定减少。

(√)(4)LC振荡电路的电流为零时，线圈中的自感电动势最大。

(√)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。

LC振荡电路的周期公式T ＝2πLC。

2．频率：电磁振荡完成周期性变化的次数与所用时间之比叫作它的频率。

数值上等于单位时间内完成的周期性变化的次数。

LC振荡电路的频率公式f＝1，式中T、f、L、C的单位分别是秒(s)、赫兹(Hz)、亨利(H)、法拉(F)。

2πLC【判一判】(1)在振荡电路中，电容器充电完毕的瞬间磁场能全部转化为电场能。

一、选择题1．如图所示的LC振荡电路中，某时刻电容器上下极板带电情况和线圈L中的磁场方向如图所示，则此时（）A．线圈中的自感电动势在增大B．电容器两端电压正在增大C．磁场能正在转化为电场能D．增大电容器的电容，可以减弱振荡电路向外界辐射能量的本领D解析：DAB．根据线圈L中的磁场方向，由安培定则可知，电路中的电流是逆时针方向，则电容器处于放电过程，电容器电荷量逐渐减小，所以电容器两端电压正在减小，由于放电过程电路中的电流慢慢增大，则线圈中的自感电动势在减小，则AB错误；C．根据LC振荡电路中能量关系可知，此时电场能正在转化为磁场能，所以C错误；D．增大电容器的电容，则电容器的容抗减小，所以可以减弱振荡电路向外界辐射能量的本领，则D正确；故选D。

2．下列有关电磁波的说法正确的是（）A．麦克斯韦最早通过实验证实了电磁波的存在B．周期性变化的电场可以产生周期性变化的磁场C．电磁波在所有介质中的传播速度均为8310m/sc=⨯D．微波炉主要利用电磁波中的红光加热食物B解析：BA. 赫兹最早通过实验证实了电磁波的存在，A错误；B. 周期性变化的电场可以产生周期性变化的磁场，B正确；C. 电磁波在真空中传播速度等于8c=⨯，C错误；310m/sD. 因为红外线有热作用，微波炉主要利用电磁波中的红外线加热食物，D错误。

故选B。

3．与早期的电缆传输信息相比，光纤通信具有各方面压倒性的优势。

基于传输效率的考量，目前光纤信号传输主要采用850nm、1310nm、1550nm三种波长的激光，其波长均大于红光波长（630 ~760nm）。

下列说法正确的有（）A．光纤中采用的激光的波长小于X射线的波长B．波长为850nm的激光的频率约为14⨯3.510HzC．波长为1550 nm的激光的频率比波长为1310 nm的激光的频率高D．相同时间内，波长为1550nm的激光传递的信息量比波长为1310 nm的激光传递的信息量大B解析：BA ．X 射线的波长范围为0.001~10nm ，故光纤中采用的激光的波长大于X 射线的波长，A 错误；B ．由c f λ=可知，波长为850nm 的激光的频率8149310Hz 3.510Hz 85010cf λ-⨯==≈⨯⨯ B 正确；C ．由c f λ=可知，频率与波长成反比，波长越长，频率越低，则波长为1550nm 的激光的频率比波长为1310 nm 的激光的频率低，C 错误；D ．频率越高，传递的信息量越大，则相同时间内，波长为1550nm 的激光传递的信息量比波长为1310mm 的激光传递的信息量小，D 错误。

电磁振荡电磁振荡的周期和频率知识精讲一. 本周教学内容：第一节电磁振荡第二节电磁振荡的周期和频率二. 知识要点：1. 知道什么是 LC 振荡电路和 LC 回路中振荡电流的产生过程2. 知道产生电磁振荡的过程中， LC 振荡电路中的能量转换情况3. 知道什么是电磁振荡的周期和频率4. 知道电磁振荡的周期和频率公式三. 疑难辨析：1. 振荡电流的形成及其变化规律下图所示，将电键 K 扳到 1，给电容器充电，然后将电键 K 扳到 2，此时可以见到 G 表的指针来回摆动。

能产生大小和方向都作周期发生变化的电流叫振荡电流。

能产生振荡电流的电路叫振荡电路。

其中最简单的振荡电路叫 LC 回路。

振荡电流是一种交变电流，是一种频率很高的交变电流，它无法用线圈在磁场中转动产生，只能是由振荡电路产生。

那末振荡电路中的交变电流有一些什么样的性质：(1)介绍振荡电路中交变电流的一些重要性质：(2)电路分析：甲图：电场能达到最大，磁场能为零，电路感应电流 i=0甲→ 乙：电场能↓，磁场能↑，电路中电流 i ↑，电路中电场能向磁场能转化，叫放电过程。

乙图：磁场能达到最大，电场能为零，电路中电流 I 达到最大。

乙→丙：电场能↑，磁场能↓，电路中电流 i ↓，电路中电场能向磁场能转化，叫充电过程。

丙图：电场能达到最大(与甲图的电场反向)，磁场能为零，电路中电流为零。

丙→丁：电场能↓，磁场能↑，电路中电流i ↑，电路中电场能向磁场能转化，叫放电过程。

丁图：磁场能达到最大，电场能为零，回路中电流达到最大(方向与原方向相反)，丁→戊：电场能↑，磁场能↓，电路中电流i ↓，电路中电场能向磁场能转化，叫充电过程。

戊与甲是重合的，从而振荡电路完成为了一个周期。

小结：①充电完毕(放电开始)：电场能达到最大，磁场能为零，回路中感应电流 i=0。

② 放电完毕(充电开始)：电场能为零，磁场能达到最大，回路中感应 电流达到最大。

③ 充电过程：电场能在增加，磁场能在减小，回路中电流在减小，电容 器上电量在增加。

高二物理电磁振荡整理知识点电磁振荡是高中物理中重要的内容之一，也是电磁学的基础。

在本文中，我们将对高二物理电磁振荡的知识点进行整理和总结，以供学生复习和巩固。

1. 电磁场的概念电磁场是指电荷或电流所产生的空间中存在的物理量，它包括电场和磁场两部分。

电场是由电荷产生的作用力，在空间中可以用电场线表示；磁场是由电流产生的作用力，在空间中可以用磁感线表示。

电磁场的性质主要有强度、方向和分布等。

2. 电磁振荡的基本概念电磁振荡是指在电磁场中，电磁波或者电磁信号以一定的频率在空间中传播的现象。

其基本特点包括振幅、频率、周期和波长等。

电磁振荡可以通过电磁波方程模型来进行描述，其中包括电场和磁感应强度的变化规律。

3. 电磁振荡的物理量在电磁振荡中，有一些重要的物理量需要了解。

(1) 振幅：振幅是指电磁振荡的最大偏移量，表示波的振动幅度。

(2) 频率：频率是指电磁波在单位时间内的振动次数，通常用赫兹(Hz)来表示。

(3) 周期：周期是指电磁波振动完成一个完整的周期所需的时间，通常用秒(s)来表示。

(4) 波长：波长是指电磁波振动完成一个完整的波长所需的距离，通常用米(m)来表示。

4. 电磁振荡的类型电磁振荡可以分为两种类型，即机械振荡和电磁振荡。

(1) 机械振荡：机械振荡是指由于机械系统的周期性运动而产生的振动。

例如，弹簧振子、单摆等都属于机械振荡。

(2) 电磁振荡：电磁振荡是指由于电磁场的周期性变化而产生的振动。

典型的例子包括电磁波、交流电等。

5. 电磁振荡的应用领域电磁振荡的应用非常广泛，涉及电信、无线通信、雷达、电磁感应等众多领域。

(1) 电信领域：电磁振荡在电信领域中被广泛应用，可以用于传输和接收信息。

(2) 无线通信领域：无线通信是指不通过物理连接的方式进行信息传输，电磁振荡可以实现无线通信的传输和接收。

(3) 雷达领域：雷达是宇航和军事等领域中常用的一种目标检测和测距的设备，它利用电磁波的速度和反射来实现对目标的探测。