新高考物理一轮复习专题14.3 电磁振荡和电磁波 精品讲义（含解析）

专题14.3  电磁振荡和电磁波【讲】

【讲核心素养】

1.物理观念： 

知道电磁波的发射、传播和接收。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。

2.科学态度与责任：

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。

【讲考点题型】

1.麦克斯韦电磁场理论

变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场.

2.电磁波

(1)电磁场在空间由近及远地向周围传播，形成电磁波.

(2)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相同(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，波速越小.

(4)v＝λf，f是电磁波的频率.

3.电磁波的发射与接收

(1)发射电磁波需要开放的高频振荡电路，并对电磁波根据信号的强弱进行调制(两种方式：调幅、调频).

(2)接收电磁波需要能够产生电谐振的调谐电路，再把信号从高频电流中解调出来，调幅波的解调也叫检波.

4.电磁波谱

按照电磁波的频率或波长的大小顺序把它们排列成谱.按波长由长到短排列的电磁波谱为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线.

5.电磁波与机械波的比较

【方法总结】狭义相对论问题的求解技巧

(1)解决“同时”的相对性问题，可从三个方面入手：

①令观测者静止，判断被观测者因相对运动而引起的位置变化．

②结合光速不变原理，分析光传播到两个事件所用的时间．

③光先传播到的事件先发生，光后传播到的事件后发生．

(2)“动尺缩短”是指沿运动方向上的长度比其相对静止时测量的长度要短一些，在垂直于运动方向上的长度没有变化．

(3)“动钟变慢”是指两个不同惯性系进行时间比较的结果，也是相对的，即两个惯性系中的观测者都发现对方的钟变慢了．

【例题】（2022·安徽省临泉第一中学高三开学考试）如图甲所示，在变化的磁场中放置一个闭合电路，电路里产生了感应电流；如图乙所示，空间存在变化的磁场，其周围产生感应电场，下列说法正确的是（　　）

A．甲、乙两图一定能持续产生电磁波

B．对甲图，从上向下看，电子在回路中沿顺时针方向运动

C．闭合电路只是检验变化的磁场产生电场，即使没有闭合电路空间仍能产生电场

D．变化的电场周围产生磁场，与闭合电路是否存在有关

【答案】  C

【解析】A．若甲、乙两图的磁场均匀变化，就会产生稳定不变的电场，稳定不变的电场不会产生磁场，就不会持续产生电磁波，故A错误；

B．对甲图，从上向下看，感应电流沿顺时针方向，电子在回路中沿逆时针方向运动，故B错误：

C．变化的磁场周围产生电场是一种普遍存在的现象，与闭合电路是否存在无关，甲图的闭合电路只是检验变化的磁场产生电场，乙图即使没有闭合电路空间仍能产生电场，故C正确：

D．同理，变化的电场周围产生磁场也是一种普遍存在的现象，与闭合电路是否存在无关，D错误。

故选C。

【素养提升】本题考察的学科素养主要是物理观念。

【变式训练1】（2022·重庆·临江中学高三开学考试）在理想LC振荡电路中的某时刻，电容器极板间的场强E的方向如图所示，M是电路中的一点。若该时刻电容器正在充电，据此可判断此时（　　）

A．电路中的磁场能在增大 B．流过M点的电流方向向左

C．电路中电流正在增加 D．电容器两板间的电压在减小

【答案】  B

【解析】AC．因该时刻电容器正在充电，则电流逐渐减小，电路中的磁场能在减小，故AC错误；

B．该时刻电容器正在充电，此时电容器上极板带正电，则充电时流过M点的电流方向向左，故B正确；

D．充电时，电容器两板间的电压在增大，故D错误。

故选B。

【必备知识】对麦克斯韦电磁场理论的理解