1、第1节电磁波的产生电 磁 振 荡先填空1振荡电流大小和方向都周期性变化的电流2振荡电路产生振荡电流的电路基本的振荡电路为LC振荡电路3电磁振荡的周期和频率(1)一次全振荡：发生电磁振荡时，通过电路中某一点的电流，由某方向的最大值再恢复到同方向的最大值，就完成了一次全振荡(2)电磁振荡的周期T：完成一次全振荡的时间(3)电磁振荡的频率f：在1 s内完成全振荡的次数(4)LC电路的周期(频率)：T2，f，其中：周期T、频率f、自感系数L、电容C的单位分别是秒(s)、赫兹(Hz)、亨利(H)、法拉(F)再判断1放电时，由于线圈的自感作用，放电电流由零逐渐增大()2振荡电流的大小变化，方向不变()3改
2、变LC电路中的自感系数或电容就能改变振荡电路的周期()后思考LC振荡电路在充电过程中极板上的电荷量逐渐增加，充电电流如何变化？【提示】随电容器上充电电荷的增多，充电电流逐渐减小核心点击1各物理量变化情况一览表时刻(时间)工作过程qEiB能量0放电过程qm0Em00im0BmE电E磁充电过程0qm0Emim0Bm0E磁E电放电过程qm0Em00im0BmE电E磁T充电过程0qm0Emim0Bm0E磁E电2.振荡电流、极板带电荷量随时间的变化图象(a)以逆时针方向电流为正(b)图中q为上极板的电荷量图3111.LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图312所示，则()图312A若磁场正在减弱，则电容器
3、正在充电，电流由b向aB若磁场正在减弱，则电场能正在增大，电容器上极板带负电C若磁场正在增强，则电场能正在减小，电容器上极板带正电D若磁场正在增强，则电容器正在充电，电流方向由a向bE若电容器放电，则磁场能转化为电场能【解析】若磁场正在减弱，则电流在减小，是充电过程，根据安培定则可确定电流由b向a，电场能增大，上极板带负电，故选项A、B正确；若磁场正在增强，则电流在增大，是放电过程，电场能正在减小，根据安培定则，可判断电流由b向a，上极板带正电，故选项C正确，D错误；若电容器放电，则电场能转化为磁场能，E错误【答案】ABC2在如图313所示振荡电流的图象中，表示电容器充电过程的有_；线圈中有最
4、大电流的点是_；电场能转化为磁场能的过程有_. 【导学号：78510031】图313【解析】根据it图象，充电过程有ab、cd、ef，线圈中有最大电流的点是a、c、e，电场能转化为磁场能的过程有bc、de.【答案】ab、cd、efa、c、ebc、deLC振荡电路充、放电过程的判断方法1根据电流流向判断，当电流流向带正电的极板时，处于充电过程；反之，处于放电过程2根据物理量的变化趋势判断：当电容器的带电量q(U、E)增大时，处于充电过程；反之，处于放电过程3根据能量判断：电场能增加时，充电；磁场能增加时，放电麦 克 斯 韦 的 预 言 与 赫 兹 的 实 验先填空1麦克斯韦电磁场理论(1)变化的
5、磁场周围会产生电场麦克斯韦提出，在变化的磁场周围会激发出一种电场涡旋电场，不管有无闭合电路，变化的磁场激发的涡旋电场总是存在的，如图314所示变化的磁场周围产生涡旋电场图314(2)变化的电场周围会产生磁场麦克斯韦从场的观点得出，即使没有电流存在，只要空间某处的电场发生变化，就会在其周围产生涡旋磁场2麦克斯韦的预言自然界存在许多不同频率的电磁波，并且它们都以光速在空间传播，光只不过是人眼可以看得见的，频率范围很小的电磁波3赫兹的实验(1)赫兹实验原理图(如图315)所示：图315(2)赫兹证实了电磁波的存在再判断1在电场周围一定产生磁场，在磁场周围一定产生电场()2均匀变化的电场周围一定产生均
6、匀变化的磁场()3周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场()后思考变化的磁场一定产生变化的电场吗？【提示】不一定均匀变化的磁场一定产生恒定的电场核心点击1对麦克斯韦电磁场理论的理解恒定的电场不产生磁场恒定的磁场不产生电场均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场不均匀变化的电场在周围空间产生变化的磁场不均匀变化的磁场在周围空间产生变化的电场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2.对电磁场的理解(1)电磁场的产生：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，周期性变化的电场、磁场相互激发，形成的电磁场一环套一环，如图31
7、6所示图316(2)电磁场并非简单地将电场、磁场相加，而是相互联系、不可分割的统一整体在电磁场示意图中，电场E矢量和磁场B矢量，在空间相互激发时，相互垂直，以光速c在空间传播3根据麦克斯韦的电磁场理论，以下叙述中正确的是() 【导学号：78510032】A教室中亮着的日光灯周围空间必有磁场和电场B工作时的电磁打点计时器周围必有磁场和电场C稳定的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场产生稳定的电场D电磁波在传播过程中，电场方向、磁场方向和传播方向相互垂直E均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场【解析】教室中亮着的日光灯、工作时的电磁打点计时器用的振荡电流，在其周围产生振荡磁场和电场，故选项A、B正确；
8、稳定的电场不会产生磁场，故选项C错误；电磁波是横波，电场方向、磁场方向和传播方向相互垂直，故选项D正确均匀变化的电场周围会产生恒定不变的磁场，E错误【答案】ABD4如图317所示，在变化的磁场中放置一个闭合线圈图317(1)你能观察到什么现象？(2)这种现象说明了什么？【解析】(1)灵敏电流计的指针发生偏转，有电流产生(2)变化的磁场产生了电场，使闭合线圈的自由电荷发生了定向运动而形成了电流【答案】见解析理解麦克斯韦电磁场理论1恒定电场(磁场)不产生磁场(电场)2均匀变化电场(磁场)恒定磁场(电场)3非均匀变化电场(磁场)变化磁场(电场)4周期性变化电场(磁场)同频率磁场(电场)学业分层测评(
9、八)(建议用时：45分钟)学业达标1在电磁学发展过程中，许多科学家做出了贡献下列说法正确的是()A奥斯特发现了电流磁效应；法拉第发现了电磁感应现象B麦克斯韦预言了电磁波；楞次用实验证实了电磁波的存在C库仑发现了点电荷的相互作用规律；密立根通过油滴实验测定了元电荷的数值D安培发现了磁场对运动电荷的作用规律；洛仑兹发现了磁场对电流的作用规律E赫兹用实验证明了麦克斯韦预言的正确性【解析】由物理学史知识可知，电流的磁效应是奥斯特发现的，电磁感应现象是法拉第发现的，赫兹证实了电磁波的存在，安培发现了磁场对电流的作用，洛伦兹发现了磁场对运动电荷的作用，赫兹用实验证明了麦克斯韦预言的正确性，A、C、E正确【
10、答案】ACE2.图318如图318所示为LC振荡电路中电容器极板上的电量q随时间t变化的图象，由图可知()At1时刻，电路中的磁场能最小B从t1到t2电路中的电流值不断减小C从t2到t3电容器不断充电D在t4时刻，电容器的电场能最小E从t3到t4电路中的磁场能转化为电场能【解析】由图可知，t1时刻电容器极板上的电量q最大，此时刚刚充电完毕，故电路中的磁场能最小，选项A正确；从t1到t2，电容器放电，电路中的电流从0增加到最大值，故选项B错误；从t2到t3，电容器的电荷量不断增加，故电容器在不断充电，选项C正确；t4时刻放电刚刚结束，电容器的电场能最小，故选项D正确从t3到t4电路中电场能转化为
11、磁场能，E错误【答案】ACD3按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中正确的是()A恒定的电场周围产生恒定的磁场，恒定的磁场周围产生恒定的电场B变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场C均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场周围产生均匀变化的电场D均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，均匀变化的磁场周围产生稳定的电场E周期性变化的电场周围产生周期性变化的磁场，周期性变化的磁场周围产生周期性变化的电场【解析】麦克斯韦电磁场理论的核心内容是：变化的电场产生磁场；变化的磁场产生电场对此理论全面正确理解为：不变化的电场周围不产生磁场；变化的电场可以产生变化的磁场，也可产生不变化的磁场；均匀
12、变化的电场产生稳定的磁场；周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场由变化的磁场产生电场的规律与上相似由此可知，选项B、D、E正确【答案】BDE4某时刻LC振荡电路的状态如图319所示，则此时刻() 【导学号：78510033】图319A振荡电流i在减小B振荡电流i在增大C电场能正在向磁场能转化D磁场能正在向电场能转化E电容器极板上的电荷在增加【解析】解决问题的关键是根据电容器的两极板的带电情况和电流方向，判定出电容器正处于充电过程由电磁振荡的规律可知：电容器充电过程中，电流逐渐减小，电场能逐渐增大，磁场能逐渐减小，即磁场能正向电场能转化，故应选择A、D、E.【答案】ADE5在LC回路产生电
13、磁振荡的过程中，下列说法正确的是()A电容器放电完毕时刻，回路中磁场能最小B电容器充电完毕时刻回路中磁场能最小C回路中电流值最大时刻，回路中磁场能最大D电容器极板上电荷量最多时，电场能最大E回路中电流值最小时刻，电场能最小【解析】电荷量、电场强度、电场能、电压是同步量；而电流、磁场、磁场能是同步量【答案】BCD6如图3110甲所示，在LC振荡电路中，通过P点的电流变化规律如图3110乙所示，且把通过P点向右的方向规定为电流i的正方向，则()甲 乙图3110A0.5 s到1 s时间内，电容器C在放电B0.5 s至1 s时间内，电容器C的上极板带正电C1 s至1.5 s时间内，Q点的电势比P的电势
14、高D1 s至1.5 s时间内，电场能正在转变成磁场能Et1 s时电路中电场能最大而磁场能最小【解析】0.5 s至1 s时间内，振荡电流是充电电流，充电电流是由负极板流向正极板；1 s至1.5 s时间内，振荡电流是放电电流，放电电流是由正极板流向负极板，由于电流为负值，所以由Q流向P，t1 s时电流为零，电路中电场能最大，磁场能最小，C、D、E正确【答案】CDE7在LC振荡电路中，电容器上的带电量从最大值变化到零所需的最短时间是_【解析】LC振荡电路的周期T2，其电容器上的带电量从最大值变化到零的最短时间t，所以t.【答案】8如图3111所示为LC振荡电路中振荡电流随时间变化的图象，由图可知，在
15、OA时间内_能转化为_能，在AB时间内电容器处于_(选填“充电”或“放电”)过程，在时刻C，电容器带电荷量_(选填“为零”或“最大”)图3111【解析】由题图可知，振荡电流随时间按正弦规律变化在OA时间内电流增大，电容器正在放电，电场能逐渐转化为磁场能在AB时间内电流减小，电容器正在充电在时刻C电流最大，为电容器放电完毕的瞬间，带电荷量为零【答案】电场磁场充电为零能力提升9如图3112所示为理想LC振荡回路，此时刻电容器极板间的场强方向和线圈中的磁场方向如图下列说法正确的是() 图3112【导学号：78510034】A如图所示的时刻电容器正在放电B如图所示的时刻电流正在减小C电路中的磁场能在减
16、少D电容器两端的电压在增加E电容器两端的电压在减少【解析】由电场方向可知电容器上极板带正电，由线圈中的电流方向可知电路中电流方向为逆时针结合以上两点可知电容器在充电，电路中的电流正在减小磁场能在减少，电容器两端的电压在增加，故B、C、D正确，A、E错误【答案】BCD10某空间出现了如图3113所示的一组闭合的电场线，这可能是沿AB方向磁场在迅速_，或沿BA方向磁场在迅速_图3113【解析】根据电磁感应理论，闭合电路中磁通量变化时，使闭合电路中产生感应电流，该电流可用楞次定律判断，其中感应电流的方向和电场线方向一致根据麦克斯韦电磁场理论闭合电路中产生感应电流，是因为闭合电路中电荷受到了电场力作用
17、，而变化的磁场产生电场，与是否存在闭合电路无关，故空间内磁场变化产生的电场方向，仍可用楞次定律判断【答案】减弱增强11.如图3114所示的振荡电路中，自感系数L300 H，电容C的范围为25270 pF，求：图3114(1)振荡电流的频率范围；(2)若自感系数L10 mH，要产生周期T0.02 s的振荡电流，应配置多大的电容？【解析】(1)由f得：fmax Hz1.8106 Hzfmin Hz0.56106 Hz所以频率范围为0561061.8106 Hz. (2)由T2得：C F103 F.【答案】(1)0.561061.8106 Hz(2)103 F12.实验室里有一水平放置的平行板电容器
18、，知道其电容C1 F，在两板带有一定电荷时，发现一粉尘恰好静止在两板间，手上还有一个自感系数L0.1 mH的电感器，现连成如图3115所示电路，试分析以下两个问题：图3115(1)从S闭合时开始计时，经过105 s时，电容器内粉尘的加速度大小是多少？(2)当粉尘的加速度为多大时，线圈中电流最大？【解析】(1)电容器内带电粉尘恰好静止，说明电场力方向向上，且F电mg，闭合S后，L、C构成LC振荡电路，T22105 s，经105 s时，电容器间的场强反向，电场力的大小不变，方向竖直向下，由牛顿第二定律得：a2g.(2)线圈中电流最大时，电容器两极间的场强为零，由牛顿第二定律可得：ag，方向竖直向下【答案】(1)2 g(2)g
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