高中物理高考 考点71 电磁振荡与电磁波——备战2021年高考物理考点一遍过

这是一份高中物理高考 考点71 电磁振荡与电磁波——备战2021年高考物理考点一遍过，共23页。试卷主要包含了麦克斯韦电磁场理论，电磁振荡，电磁波等内容，欢迎下载使用。


一、麦克斯韦电磁场理论
1．理论内容
变化的磁场能够产生电场，变化的电场能够产生磁场。根据这个理论，周期性变化的电场和磁场相互联系，交替产生，形成一个不可分割的统一体，即电磁场。
2．深度理解
（1）恒定的电场不产生磁场；恒定的磁场不产生电场。
（2）均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场；均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场。
（3）振荡电场产生同频率的振荡磁场；振荡磁场产生同频率的振荡电场。

二、电磁振荡
1．LC振荡电路：由自感线圈和电容器组成的电路就是最简单的振荡电路，简称LC电路。如图所示，先将开关K和1接触，开关闭合后电源给电容器C充电，然后将S和2接触，在LC电路中就出现了大小与方向都做周期性变化的振荡电流。在产生电流的过程中，电容器极板上的电荷q、电路中的电流i、电容器内的电场强度E和线圈中的磁感应强度B都发生周期性变化，这种现象叫做电磁振荡。

（1）从振荡的表象上看：振荡过程实际上是通过线圈L对电容器C充、放电的过程。
（2）从物理本质上看：振荡过程实质上是磁场能和电场能之间通过充、放电相互转化的过程。
2．电磁振荡的周期和频率
与力学中的简谐运动类似，如果没有能量损失，也不受外界影响，电磁振荡的周期与频率由振荡电路本身的结构与性质决定，因此称这个周期与频率为固有周期与固有频率，LC电磁振荡的周期T=2π，频率。
3．电磁振荡的规律
电路状态




电容器充
放电状态
电容器正向
充电完成
电容器正向
完全放电
电容器反向
充电完成
电容器反向
完全放电
时刻
0



电荷量
最大
0
最大
0
电压
最大
0
最大
0
电场能
最大
0
最大
0
电流
0
正向最大
0
反向最大
磁场能
0
最大
0
最大
三、电磁波
1．电磁波与机械波的比较
名称
电磁波
机械波
研究对象
电磁现象
力学现象
产生
由周期性变化的电场、磁场产生
由质点（波源）的振动产生
波的特点
横波
纵波或横波
波速
在真空中等于光速c=3×108 m/s
在空气中不大（如声波波速一般为340 m/s）
介质需要
不需要介质，真空中仍可传播
必须有介质，真空中不能传播
能量传播
电磁能
机械能
2．无线电波的发射与接收
无线电技术中使用的电磁波叫做无线电波。无线电波的波长从几毫米到几十千米。根据波长（或频率），通常将无线电波分成几个阶段，每个波段的无线电波分别有不同的用途。
（1）无线电波的发射：高频振荡、开放电路（如左图所示）。
①调制：在无线电传播技术中，首先将声音、图象等信息通过声电转换、光电转换等方式转换为电信号，但这种电信号频率低，不能用来直接发射电磁波，所以要把传递的低频率电信号“加”到高频电磁波上，使电磁波的频率或振幅随各种信号而改变，这种使电磁波随各种信号而改变的基数叫调制。
②调制的两种方式：调幅和调频。使高频振荡的振幅随信号而改变叫做调幅；使高频振荡的频率随信号而改变的叫调频。

（2）无线电波的接收：调谐电路（如右图所示）。
①调谐：调谐电路的固有频率可以在一定范围内连续改变，将调谐电路的频率调节到与需要接收的某个频率的电磁波相同，使接收电路产生电谐振，这一过程叫做调谐。
电谐振：当接收到的电磁波的频率跟接收电路的固有频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，这种现象叫做电谐振。
②解调：从接收到的高频振荡中分离出所携带的信号的过程叫做解调。解调是调制的逆过程。调幅波的解调也叫检波。
3．电磁波谱及电磁波的应用
电磁波谱
频率/Hz
真空中波长/m
特性
应用
无线电波
10–3
波动性强，易衍射
无线电技术
红外线
1011~1015
10–3~10–7
热效应
红外遥感
可见光
1015
10–7
引起视觉
照明、摄影
紫外线
1015~1017
10–7~10–9
化学效应、荧光效应
医用消毒、防伪
X射线
1016~1019
10–8~10–11
贯穿本领强
检查、医用透视
γ射线
>1019