第70讲　电磁振荡与电磁波——2027届高三物理一轮复习讲义（含答案）

这是一份第70讲　电磁振荡与电磁波——2027届高三物理一轮复习讲义（含答案），共56页。学案主要包含了电磁振荡，电磁场与电磁波等内容，欢迎下载使用。
一、电磁振荡
1．振荡电流：大小和方向都做 周期性 迅速变化的电流。
2．振荡电路
产生 振荡电流 的电路。由电感线圈L和电容器C组成最简单的振荡电路，称为 LC 振荡电路。
3．电磁振荡：在LC振荡电路中，电容器不断地 充电 和 放电 ，就会使电容器极板上的电荷量q、电路中的 电流I 、电容器内的电场强度E、线圈内的 磁感应强度B 发生周期性的变化，这种现象就是电磁振荡。
4．电磁振荡中的能量变化
(1)放电过程中电容器储存的 电场 能逐渐转化为线圈的 磁场 能。
(2)充电过程中线圈中的 磁场 能逐渐转化为电容器的 电场 能。
(3)在电磁振荡过程中，电场能和磁场能会发生 周期性 的转化。
5．电磁振荡的周期和频率
(1)周期T＝ 2πeq \r(LC) 。
(2)频率f＝ eq \f(1,2π\r(LC)) 。
二、电磁场与电磁波
1．麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场产生 电场 ，变化的电场产生 磁场 (如图所示)。
2．电磁场：变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个 不可分割 统一的电磁场。
3．电磁波
(1)产生：变化的电场和磁场由近及远地向周围传播，形成了电磁波。
(2)电磁波是横波，在空间传播 不需要 介质。
(3)电磁波的波速：真空中电磁波的波速与光速相同，c＝ 3×108 m/s。
(4)v＝λf对电磁波 同样适用 。
(5)电磁波能产生反射、折射、 干涉 、偏振和衍射等现象。
(6) 赫兹 在人类历史上首先捕捉到了电磁波，并证实了麦克斯韦的电磁场理论。
4．电磁波的发射
(1)发射条件： 开放 电路和 高频振荡 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 振幅 随信号的强弱而改变。
②调频：使高频电磁波的 频率 随信号的强弱而改变。
5．无线电波的接收
(1)当接收电路的固有频率跟接收到无线电波的频率 相同 时，激起的振荡电流 最强 ，这就是电谐振现象。
(2)使接收电路产生电谐振的过程叫作 调谐 ，能够调谐的接收电路叫作 调谐 电路。
(3)从经过调制的高频振荡信号中还原出调制信号的过程，叫作 解调 。这个过程是 调制 的逆过程。调幅波的解调也叫作 检波 。
6．电磁波谱
按照电磁波的 波长大小 或 频率高低 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、 可见光 、紫外线、X射线、γ射线。
1．电磁波在真空中和介质中的传播速度相同。( × )
2．变化的磁场产生的电场的电场线是闭合曲线。( √ )
3．LC振荡电路中，回路中的电流值最大时回路中的磁场能最大。( √ )
4．电磁振荡的固有周期与电流的变化快慢有关。( × )
5．振荡电路的频率越高，发射电磁波的本领越大。( √ )
6．制作天线必须用导体。( √ )
7．只有接收电路发生电谐振时，接收电路中才有振荡电流。( × )
考点1 电磁振荡
(能力考点·深度研析)
振荡电流、极板带电荷量随时间的变化图像
注意：电容器面板间电势差u、板间电场强度E、电路中的磁场能、自感电动势E规律与q－t图像相对应；磁感应强度B、电路中的电场能规律与i－t图像相对应。
►考向1 电磁振荡各物理量的变化规律
反思提升
LC振荡电路充、放电过程的判断方法
►考向2 振荡电路中的图像问题
(2025·眉山模拟)LC振荡电路的振荡周期为T，t＝0时刻线圈中的磁场最强，方向如图所示。LC振荡电路中的电流为i，电容器极板a带的电荷量为q，线圈中储存的磁场能为E磁(与通过线圈的电流的平方成正比)，极板间储存的电场能为E电(与电容器所带的电荷量的平方成正比)，以a极板所带的正电荷增加时的电流方向为正。下列图像可能正确的是( )
[答案] C
[解析] 由题意可知t＝0时刻线圈中的磁场最强，电路中电流最大，此时电容器电场能最小，电容器所带电荷量最小，根据安培定则可知，此时电流方向流向b板，电容器正在充电，电流为负方向，选项A、B错误；t＝0时刻电容器所带电荷量为零，之后磁场能转化为电场能，由于能量是标量，因此线圈中磁场能、电场能均在横轴上方，且图像是平滑的，选项C正确，D错误。
►考向3 电磁振荡的周期和频率
某LC电路的振荡频率为520 kHz，为能提高到1 040 kHz，以下说法正确的是( )
A．调节可变电容，使电容增大为原来的4倍
B．调节可变电容，使电容减小为原来的eq \f(1,4)
C．调节电感线圈，使线圈匝数增加到原来的4倍
D．调节电感线圈，使线圈电感变为原来的eq \f(1,2)
[答案] B
[解析] 由振荡频率公式f＝eq \f(1,2π\r(LC))可知，要使频率提高到原来的2倍，则可以减小电容使之变为原来的eq \f(1,4)，或减小电感使之变为原来的eq \f(1,4)，故B正确，A、C、D错误。
考点2 麦克斯韦电磁场理论 电磁波的发射和接收
(基础考点·自主探究)
1．对麦克斯韦电磁场理论的理解
2．电磁波的发射示意图(如图所示)
3．电磁波接收的方法
(1)利用调谐产生电谐振，使接收电路的感应电流最强。
(2)利用解调把接收电路中的有用信号分离出来。
【跟踪训练】
(麦克斯韦电磁场理论的理解)(多选)应用麦克斯韦的电磁场理论判断如图所示的电场产生磁场(或磁场产生电场)的关系图像中(每个选项中的上图是表示变化的场，下图是表示变化的场产生的另外的场)，正确的是( )
[答案] BC
[解析] 恒定的磁场不产生电场，A项错误；均匀变化的电场产生恒定的磁场，B项正确；周期性变化的磁场产生周期性变化的电场，C项正确；周期性变化的电场产生周期性变化的磁场，二者相差四分之一个周期，D项错误。
(麦克斯韦电磁场理论的应用)将很多质量为m、带电荷量为＋q、可视为质点的绝缘小球，均匀穿在由绝缘材料制成的半径为r的光滑圆轨道上并处于静止状态，轨道平面水平，空间内有分布均匀的磁场，磁场方向竖直向上，如图甲所示。磁感应强度B随时间t变化的规律如图乙所示，其中B0是已知量。已知在磁感应强度增大或减小的过程中，将产生涡旋电场，其电场线是在水平面内一系列沿顺时针或逆时针方向的同心圆，同一条电场线上各点的场强大小相等。关于绝缘小球的运动情况，下列说法正确的是( )
A．在t＝0到t＝T0时间内，绝缘小球均做匀速圆周运动
B．在t＝T0到t＝2T0时间内，绝缘小球均沿顺时针方向做速率均匀增加的圆周运动
C．在t＝2T0到t＝3T0时间内，绝缘小球均沿顺时针方向做加速圆周运动
D．在t＝3T0到t＝5T0时间内，涡旋电场沿顺时针方向
[答案] B
[解析] 在t＝0到t＝T0时间内，磁感应强度不变，没有涡旋电场产生，绝缘小球保持静止，故A错误；在t＝T0到t＝2T0时间内，根据法拉第电磁感应定律可得沿轨道一周的感应电动势为ε＝πr2eq \f(ΔB,Δt)＝πr2eq \f(B0,T0)，由于同一条电场线上各点电场强度大小相等，所以E＝eq \f(ε,2πr)，解得E＝eq \f(rB0,2T0)，涡旋电场沿顺时针方向，根据牛顿第二定律可得，在t＝T0到t＝2T0时间内，小球沿切线方向的加速度大小恒为a1＝eq \f(qE,m)，所以绝缘小球均沿顺时针方向做速率均匀增加的圆周运动，故B正确；在t＝2T0到t＝3T0时间内，磁感应强度不变，没有涡旋电场产生，绝缘小球均沿顺时针方向做匀速圆周运动，故C错误；根据楞次定律可知在t＝3T0到t＝5T0时间内涡旋电场沿逆时针方向，故D错误。
(电磁波的产生与传播)关于电磁波，下列说法正确的是( )
A．只要空间某处的电场或磁场发生变化，就会在其周围产生电磁波
B．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直
C．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输
D．电磁波可以由电磁振荡产生，若波源的电磁振荡停止，空间的电磁波随即消失
[答案] B
[解析] 均匀变化的电(磁)场产生恒定的磁(电)场，恒定的磁(电)场不会产生电(磁)场，也就不会产生电磁波，A错误；变化的电场和磁场相互激发，且相互垂直，形成的电磁波的传播方向与电场和磁场均垂直，B正确；电磁波可以通过电缆、光缆传播，C错误；电磁振荡停止后，电磁波可以在空间继续传播，直到能量消耗完为止，D错误。
(电磁波的反射和接收)关于电磁波的发射和接收，下列说法中不正确的是( )
A．音频电流的频率比较低，不能直接用来发射电磁波
B．为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，电路必须是闭合的
C．当接收电路的固有频率与接收到的电磁波的频率相同时，接收电路产生的振荡电流最强
D．要使电视机的屏幕上有图像，必须要有解调过程
[答案] B
[解析] 音频电流的频率比较低，需放大后搭载到高频电磁波上，故A正确，不符合题意；为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，必须是开放电路，故B错误，符合题意；当接收电路的固有频率与接收到的电磁波的频率相同时，接收电路产生的振荡电流最强，故C正确，不符合题意；解调就是从调频或调幅的高频信号中把音频、视频等调制信号分离出来的过程，要使电视机的屏幕上有图像，必须要有解调过程，故D正确，不符合题意。本题选错误的，故选B。
考点3 电磁波的特点和应用
(基础考点·自主探究)
1．几种电磁波的产生机理、主要特性和用途
2．对电磁波谱的三点说明
(1)波长不同的电磁波，表现出不同的特性。其中波长较长的无线电波和红外线等，易发生干涉、明显衍射现象；波长较短的紫外线、X射线、γ射线等，穿透能力较强。
(2)电磁波的能量随频率的增大而增大。
(3)同频率的电磁波在不同介质中传播速度不同，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。
3．电磁波与机械波的比较
(1)电磁波和机械波都遵循波长、波速、频率的关系公式λ＝eq \f(v,f)，电磁波进入介质遵循公式n＝eq \f(c,v)。
(2)机械波的传播需要介质，电磁波的传播不需要介质。
(3)电磁波只能是横波，而机械波可以是横波，也可以是纵波。
【跟踪训练】
(电磁波的特点)使用蓝牙耳机接听手机来电，手机与基地台及耳机的信号传输如图所示。若基地台与手机、手机与蓝牙耳机之间通信的电磁波分别为甲波、乙波，则( )
A．甲波的波长比乙波短
B．真空中甲波的传播速度比乙波小
C．甲波与乙波有可能发生干涉现象
D．甲、乙波都是横波，都能在真空中传播
[答案] D
[解析] 由题图可知甲波的频率小于乙波的频率，则甲波波长比乙波长，选项A错误；所有频率的电磁波在真空中的传播速度都为3×108 m/s，选项B错误；甲波与乙波频率不同，不能发生干涉现象，选项C错误；所有频率的电磁波都是横波，且都能在真空中传播，选项D正确。
(电磁波与机械波的比较)(多选)以下关于机械波与电磁波的说法中，正确的是( )
A．机械波与电磁波本质上是一致的
B．机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速，不仅与介质有关，还与电磁波的频率有关
C．机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波
D．它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象
[答案] BCD
[解析] 机械波由波源振动产生，电磁波由周期性变化的电场(或磁场)产生；机械波传播需要介质，波速由介质决定；电磁波的传播不需要介质，波速由介质和本身频率共同决定；机械波有横波，也有纵波，而电磁波一定是横波；任何波都能产生反射、折射、干涉和衍射现象，A错误，B、C、D正确。
(电磁波的应用)历史上许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程。关于电磁波技术的应用，下列说法正确的是( )
A．医学上常用X射线杀菌消毒
B．电视机遥控器可用红外遥控
C．铁路、民航等安检口使用紫外线对行李内物品进行检测
D．用烤箱烤面包时，烤箱中会有淡红色的光，这是一种红外线
[答案] B
[解析] 医学上常用紫外线杀菌消毒，选项A错误；红外线可以用于遥控器，遥控器发出红外线，电视机接收红外线，实现无线控制，选项B正确；铁路、民航等安检口使用X射线对行李内物品进行检测，选项C错误；用烤箱烤面包时，烤箱中会有淡红色的光，这是一种可见光，红外线是不可见的，选项D错误。
提能训练 练案[70]
基础巩固练
题组一 电磁振荡
1．图为发射电磁波的LC振荡电路，某时刻电路中电流方向如图所示，此时电容器的上极板带正电，下极板带负电，则下列说法正确的是( )
A．电容器正在放电
B．电流正在减小
C．线圈中的磁场能正在增大
D．电容器中的电场能正在减小
[答案] B
[解析] 由题图知，电流正流向电容器正极板，电容器正在充电，电流正在减小，磁场能转化为电场能，线圈中磁场能正在减小，电容器中的电场能正在增大，故B正确。
2．振荡电路在测量、自动控制、无线电通讯及遥控等许多领域有广泛应用。在如图甲所示的LC振荡电路中，电容器C极板上的电荷量随时间变化的图线如图乙所示，则在1×10－6～2×10－6 s内，下列说法正确的是( )
A．电容器的电容正在增大
B．电容器C正在充电
C．电场能正在向磁场能转化
D．回路中振荡电流正在逐渐增大
[答案] B
[解析] 电容器的电容不随电容器充、放电改变，选项A错误；由图乙可知，在1×10－6～2×10－6 s内，极板上电荷量正在增加，说明电容器正在充电，选项B正确；极板上电荷量正在增加，电场能增加，故磁场能向电场能转化，选项C错误；极板上电荷量正在增加，极板上电场强度增大，回路中振荡电流在减小，选项D错误。
3．如图甲所示的LC振荡电路中，通过P点的电流随时间变化的图线如图乙所示，若把通过P点向右规定为电流的正方向，则( )
A．0.5～1 ms内，Q点比P点电势低
B．1～1.5 ms内，电容器C正在充电
C．0.5～1 ms内，电场能正在增加
D．增大电容C的值，该电路振荡频率将变大
[答案] C
[解析] 由题图乙知0.5～1 ms内电流在减小，电容器正在充电，电容器下极板带正电，经过P点的电流方向向右，线圈相当于电源，Q点比P点电势高，磁场能在减小，电场能正在增加，选项C正确，A错误；1～1.5 ms内电流增大，为放电过程，磁场能在增加，电场能正在减小，选项B错误；增大电容C的值，该电路振荡频率f＝eq \f(1,2π\r(LC))将变小，选项D错误。
题组二 麦克斯韦电磁场理论 电磁波的发射和接收
4．(多选)下列说法正确的是( )
A．在均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场，在均匀变化的磁场周围一定产生均匀变化的电场
B．电磁场是周期性变化的电场和磁场交替产生而形成的不可分离的统一体
C．在电磁波谱中，最容易发生明显衍射现象的是γ射线
D．机械波和电磁波都可发生反射、折射、干涉和衍射现象
[答案] BD
[解析] 均匀变化的电场周围产生恒定的磁场，均匀变化的磁场周围产生恒定的电场，故A错误；根据麦克斯韦理论，电磁场是周期性变化的电场和磁场交替产生而形成的不可分离的统一体，故B正确；在电磁波谱中，无线电波的波长最长，最容易发生明显衍射现象的是无线电波，故C错误；反射、折射、干涉和衍射是所有波的特性，机械波和电磁波它们都可发生反射、折射、干涉和衍射现象，故D正确。
5．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] 若甲、乙两图的磁场均匀变化，就会产生恒定不变的电场，恒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；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；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；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，故D错误。
6．一台收音机可接收中波、短波两个波段的无线电波，打开收音机后盖，在磁棒上能看到两组线圈，其中一组是细线密绕匝数多的线圈，另一组是粗线疏绕匝数少的线圈，由此可以判断( )
A．匝数多的电感大，使调谐电路的固有频率较小，故用于接收中波
B．匝数多的电感小，使调谐电路的固有频率较大，故用于接收短波
C．匝数少的电感小，使调谐电路的固有频率较小，故用于接收短波
D．匝数少的电感大，使调谐电路的固有频率较大，故用于接收中波
[答案] A
[解析] 根据密绕匝数多的线圈电感大，疏绕匝数少的线圈电感小，可排除B、D选项；根据f＝eq \f(1,2π\r(LC))，电感越大，回路固有频率越小，可排除C选项；根据c＝fλ，频率越小，波长越大，可知A选项是正确的。
7．下列关于无线电广播要对电磁波进行调制的原因的说法中正确的是( )
A．经过调制后的高频电磁波向外辐射能量的本领更强
B．经过调制后的电磁波在空间传播得更快
C．经过调制后的电磁波在空间传播的波长不变
D．经过调制后的电磁波在空间传播的周期不变
[答案] A
[解析] 调制是把要发射的信号“加”到高频振荡电流上去，频率越高，传播信息能力越强，A正确；电磁波在空气中的传播速度接近光速且恒定不变，B错误；由v＝λf知波长与波速和传播频率有关，C错误；由T＝eq \f(1,f)知，周期与频率有关，D错误。
题组三 电磁波的特点和应用
8．电磁波谱就是电磁波按波长大小的顺序把它们排列成谱，如图所示，由电磁波谱可知( )
A．微波是不可见光
B．红外线可以灭菌消毒
C．紫外线的波长比红外线长
D．X射线能在磁场中偏转，穿透力较强，可用来进行人体透视
[答案] A
[解析] 微波是不可见光，选项A正确；红外线有热效应，紫外线可以灭菌消毒，选项B错误；紫外线的波长比红外线短，选项C错误；X射线是电磁波，不带电，在磁场中不偏转，选项D错误。
9．以下关于电磁场和电磁波的说法中正确的是( )
A．电场和磁场总是同时存在的，统称为电磁场
B．电磁波是机械波，传播需要介质
C．电磁波的传播速度是3×108 m/s
D．电磁波可在真空中传播
[答案] D
[解析] 变化的电场与变化的磁场相互联系，它们统称为电磁场，选项A错误；电磁波不是机械波，传播不需要介质，选项B错误；电磁波在真空中的传播速度是3×108 m/s，选项C错误；电磁波可在真空中传播，选项D正确。
能力提升练
10．某人设计了如图所示的LC振荡电路来测量微小物体所受的重力，电容器的上极板是一片弹性金属薄膜，微小物体放置在金属膜中央会使其下凹，测量时先把开关拨到a，电路稳定后再把开关拨到b。通过电流传感器测出电流的频率就能测量出微小物体所受的重力。已知该电路振荡电流的频率满足以下关系式f＝eq \f(1,2π\r(LC))，则下列说法正确的是( )
A．物体质量越大，开关拨向a时，电容器存储的电荷量越小
B．开关由a拨向b瞬间，流经电流传感器的电流最大
C．开关由a拨向b后，该LC电路发生阻尼振荡，但周期不变
D．测量时，传感器检测到的电流频率越大，表示物体质量越大
[答案] C
[解析] 物体质量越大，金属膜被压弯的程度越大，平行板间的距离越小，由C＝eq \f(εrS,4πkd)知，电容器的电容越大。开关拨向a时，电势差不变，物体质量越大，电容器的电容越大，电容器存储的电荷量Q＝CU越大，选项A错误；开关由a拨向b瞬间，产生振荡电流，流经电流传感器的电流为零，选项B错误；振荡电流的周期为T＝2πeq \r(LC)，开关由a拨向b后，电容不变，振荡电流周期不变，选项C正确；测量时，传感器检测到的电流频率越大，由f＝eq \f(1,2π\r(LC))知电容越小，由C＝eq \f(εrS,4πkd)得平行板间的距离越大，表示物体质量越小，选项D错误。
11．图甲为车辆智能道闸系统的简化原理图：预埋在地面下的地感线圈L和电容器C构成LC振荡电路，当车辆靠近地感线圈时，线圈自感系数变大，使得振荡电流频率发生变化，检测器将该信号发送至车牌识别器，从而向闸机发送起杆或落杆指令。某段时间振荡电路中的电流如图乙，则下列有关说法正确的是( )
A．t1时刻，电容器间的电场强度为最大值
B．t1～t2时间内，电容器处于放电过程
C．汽车靠近线圈时，振荡电流频率变大
D．从图乙波形可判断汽车正远离地感线圈
[答案] D
[解析] t1时刻电流最大，磁场能最大，电容器间的电场强度为最小值，故A错误；t1～t2时间内，电流减小，电容器处于充电过程，故B错误；当车辆靠近地感线圈时，线圈自感系数变大，根据T＝2πeq \r(LC)，周期增大，频率减小，故C错误；从题图乙波形可知频率越来越大，汽车正远离地感线圈，故D正确。
12．(2025·浙江高三月考)一个LC振荡电路中，线圈的自感系数为L，电容器电容为C，一个振荡周期内电容器上电压能达到的最大值为Um，则从电容器上电压达到最大值Um开始计时( )
A．至少经过πeq \r(LC)，磁场能达到最大
B．在eq \f(π,2)eq \r(LC)时间内，电路中的平均电流是eq \f(2Um,π)eq \r(\f(L,C))
C．经过πeq \r(LC)时间，线圈的自感电动势达到最大
D．在eq \f(π,2)eq \r(LC)时间内，电容器放电电荷量为Ceq \f(Um,\r(2))
[答案] C
[解析] 振荡电路的振荡周期T＝2πeq \r(LC)，电容器上电压达到最大值Um时，充电完毕，电场能最大，磁场能最小，至少要经过t＝eq \f(T,4)＝eq \f(π,2)eq \r(LC)，磁场能达到最大，故A错误；电压最大时，电容器上的电荷量Q＝CUm，在eq \f(π,2)eq \r(LC)时间内，电容器放电量为CUm，所以平均电流eq \x\t(I)＝eq \f(Q,t)＝eq \f(CUm,\f(π,2)\r(LC))＝eq \f(2Um,π)eq \r(\f(C,L))，故B、D错误；当电流为零时，自感电动势最大，根据振荡规律可知t＝eq \f(T,2)＝πeq \r(LC)时，线圈的自感电动势达到最大，故C正确。
13．如图所示为一理想LC电路，已充电的平行板电容器两极板水平放置。电路中开关断开时，极板间有一带电灰尘(图中未画出)恰好静止。若不计带电灰尘对电路的影响，重力加速度为g，灰尘运动时间大于振荡电路周期。当电路中的开关闭合以后，则( )
A．灰尘将在两极板间做往复运动
B．灰尘运动过程中加速度方向可能会向上
C．电场能最大时灰尘的加速度一定为零
D．磁场能最大时灰尘的加速度一定为g
[答案] D
[解析] 当开关断开时，灰尘静止，则有qE＝mg，此时电场能最大，极板间电场强度最大，若开关闭合，电场能减小，极板间电场强度减小，则灰尘会向下极板运动，振荡回路磁场和电场周期性改变，根据对称性可知当电场方向和初始状态相反且电场能最大时，静电力方向竖直向下，和重力方向相同，此时灰尘的加速度为2g，所以灰尘的加速度不可能向上，灰尘的加速度大于等于0，且一直向下，所以灰尘不会在两极板间做往复运动，故A、B、C错误；当磁场能最大时，电场能为0，极板间电场强度为0，灰尘只受重力，加速度一定为g，故D正确。
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
电磁
波谱
无线
电波
红外线
可见光
紫外线
X射线
γ射线
波长
大于
1 mm
760～1×
106 nm
400～
760 nm
5～
370 nm
波长
更短
波长
最短
宏观
产生
机理
LC振
荡电路
一切物体都不停地发射红外线
太阳或
光源
高温物体发出的光含有紫外线
高速粒子流撞击固体物质时产生
核辐射
微观
产生
机理
振荡电路中的电子运动
原子的外层电子受到激发
原子内层电子受到激发
原子核受到激发
主要
特性
波动性强，易衍射
热作用强
引起视觉、感光作用
化学作用、荧光效应
穿透能
力强
穿透能
力最强
主要
用途
通信、广播、导航
加热、遥测、遥感、红外摄影、夜视
照明、
照相
日光灯、灭菌消毒
检查、探
测、透视
探测、
医疗