2027年高考物理一轮复习学案练习含答案13-第十三章 交变电流 电磁振荡与电磁波 传感器 03-第3讲 电磁振荡与电磁波（教用）

这是一份2027年高考物理一轮复习学案练习含答案13-第十三章 交变电流 电磁振荡与电磁波 传感器 03-第3讲 电磁振荡与电磁波（教用），共16页。试卷主要包含了电磁振荡，电磁波等内容，欢迎下载使用。
课标要求
初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想；通过实验，了解电磁振荡；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。
考点一 电磁振荡
回归教材 强基础
1．振荡电流：大小和_ _ _ _ 都随时间做周期性迅速变化的电流。
【答案】方向
2．振荡电路：能够产生_ _ _ _ _ _ _ _ 的电路。最简单的振荡电路为LC振荡电路。
【答案】振荡电流
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。
【答案】（1） 电场；磁场
（2） 磁场；电场
（3） 周期性
4．电磁振荡的周期与频率
（1）周期：T=_ _ _ _ _ _ _ _ 。
（2）频率：f=12πLC。
【答案】2πLC
5.振荡电流、极板带电荷量随时间的变化图像
易错辨析
1．LC振荡电路中，电容器放电完毕时，回路中电流最小。（ ）
【答案】×
2．LC振荡电路中，电流最大时回路中的磁场能最大。（ ）
【答案】√
3．电磁振荡的固有周期与电流的变化快慢有关。（ ）
【答案】×
突破核心 提能力
例1 （2025·湖北武汉模拟）随着辅助驾驶技术的飞速发展，雷达已成为车辆的关键传感器之一，为汽车提供了全面的感知能力。毫米波雷达的发射和接收都要用到LC振荡电路，一LC振荡电路如图所示，单刀双掷开关S先拨至触点a，使电容器与电源E接通。再将S拨至触点b并开始计时，若振荡周期为T，不计能量损失，下列说法正确的是 （ ）
A. t=T4时刻，两极板所带电荷量为0
B. T4～T2时间内，线圈L中电流逐渐增大
C. T2～3T4时间内，线圈L中磁场能逐渐减小
D. t=6T7时刻，电容器上极板带正电
【答案】A
【解析】由题图可知电容器上极板和电源的负极相连，所以t=0时刻电容器上极板带负电荷且电荷量最大；0～T4时间内，电容器放电，t=T4时刻，电容器放电完毕，两极板所带电荷量为0，故A正确；T4～T2时间内，电容器充电，线圈L中电流不断减小，故B错误；T2～3T4时间内，电容器放电，线圈L中磁场能逐渐增大，故C错误；t=6T7时刻在3T4～T时间内，电容器充电，电容器上极板带负电荷，故D错误。
总结归纳
LC振荡电路充、放电过程的判断方法
例2 （2025·浙江6月选考卷·5，3分）如图所示的LC振荡电路，能减小其电磁振荡周期的措施是（ ）
A. 线圈中插入铁芯B. 线圈匝数增加
C. 电容器极板间插入电介质D. 电容器极板间距增大
【答案】D
【解析】电磁振荡的周期T=2πLC。线圈中插入铁芯，增大了自感系数L，故A错误；线圈的匝数增多，自感系数L变大，故B错误；电容器极板间插入电介质，即增大εr，由C=εrS4πkd可知电容变大，故C错误；电容器极板间距d增大，由C=εrS4πkd可知电容变小，故D正确。
考点二 电磁波
回归教材 强基础
1．电磁场和电磁波
（1）麦克斯韦电磁场理论
（2）电磁波
①电磁波的产生：变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场是由近及远地传播的，这种变化的电磁场在空间的传播形成电磁波。
②电磁波的特点
a.电磁波是_ _ _ _ （选填“横波”或“纵波”），电磁波在空间传播不需要介质；
b.电磁波的波长、频率、波速的关系为v=_ _ _ _ _ _ ，在真空中，电磁波的速度c=3.0×108m/s。
③电磁波能产生反射、折射、干涉和衍射等现象。
【答案】横波； λf
2.电磁波的发射
（1）发射电磁波的振荡电路的特点
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振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，因此采用开放电路。
（2）电磁波的调制
3．电磁波的接收
（1）原理
电磁波在传播过程中如果遇到导体，会使导体中产生_ _ _ _ _ _ _ _ ，因此，空中的导体可以用来接收电磁波。
（2）电谐振与调谐
①电谐振：当接收电路的_ _ _ _ _ _ _ _ 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的现象。
②调谐：使接收电路产生电谐振的过程。
（3）解调
使声音或图像信号从高频电流中还原出来的过程，它是调制的逆过程。
【答案】感应电流； 固有频率
4．电磁波谱
（1）概念
按电磁波的波长大小或频率高低的顺序把它们排列成的谱。
（2）电磁波谱的排列
按波长由长到短依次为：_ _ _ _ _ _ _ _ 、红外线、可见光、紫外线、X射线、_ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3）电磁波谱分类及应用
【答案】无线电波； γ 射线
突破核心 提能力
例3 1886年，赫兹做了如图所示实验，关于该实验，以下说法正确的是（ ）
A. 实验证实了电磁波的存在
B. 实验证实了法拉第的电磁场理论
C. 实验可以说明电磁波是一种纵波
D. 在真空环境下进行实验，仍能观察到明显的火花放电
【答案】A
【解析】该实验是赫兹用来发射和接收电磁波的实验，不能说明电磁波是横波还是纵波，之后进行了一系列实验，观察到电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象，测出了电磁波在真空中的速度等于光速，证明了电磁波与光的统一性，才证实了麦克斯韦的电磁场理论，故A正确，B、C错误；火花放电是空气被击穿的现象，在真空环境下进行实验，不能观察到明显的火花放电，故D错误。
例4 （2025·四川成都模拟）“神舟”系列飞船的成功发射及其后续的平稳运行，在很大程度上得益于载人航天测控通信系统的高效运作。该系统利用电磁波确保了地面指挥人员能够实时、准确地与飞船保持通信联系。关于电磁波下列说法正确的是（ ）
A. 麦克斯韦预言了电磁波的存在，并通过实验捕捉到了电磁波
B. 稳定的电场周围产生磁场，稳定的磁场周围产生电场
C. 电磁波可以传递信息，声波不能传递信息
D. 电磁波在真空中的传播速度等于3×108m/s
【答案】D
【解析】麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验首次证实了电磁波的存在，故A错误；根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场，稳定的电场（磁场）周围不会产生磁场（电场），故B错误；电磁波和声波均能传递信息，故C错误；电磁波在真空中的传播速度与光速相等，均为3×108m/s，故D正确。
例5 （2025·湖北荆州模拟）我国高铁技术、北斗卫星导航系统、5G通信技术，目前处于世界领先水平。与4G相比，5G具有“更高网速、低延时、低功率海量连接、通信使用的电磁波频率更高”等特点。与4G相比，5G使用的电磁波（ ）
A. 波长更长B. 传播速度更快
C. 能量子的能量更大D. 是纵波
【答案】C
【解析】5G使用的电磁波频率更高，真空中传播速度不变，均为光速c，根据λ=cν，可知波长更短，根据ε=ℎν，可知能量子的能量更大，故A、B错误，C正确；电磁波均是横波，故D错误。
温馨提示 请完成《分层突破训练》课时作业70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
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
根据能量判断
电场能增加时充电，磁场能增加时放电
调制
在电磁波发射技术中，使载波随各种信号而改变的技术
分类
调幅(AM)
使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变的调制技术
调频(FM)
使高频电磁波的频率随信号的强弱而变的调制技术
电磁波谱
特性
应用
递变规律
无线电波
波动性强，易发生明显衍射
无线电技术
波长越长，越容易产生明显衍射现象，波长越短，穿透能力越强。不同频率的电磁波在同一种介质中传播时，频率越高，折射率越大，速度越小
红外线
热效应
红外遥感
可见光
引起视觉
照明、摄影
紫外线
化学效应、荧光效应
医用消毒、防伪
X射线
穿透本领强
安全检查、医用透视
γ 射线
穿透本领最强
工业探伤、医用治疗