【高考押题卷】2025年高考物理高频易错考前冲刺 电磁震荡与电磁波（含解析）

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高考物理高频易错押题预测 电磁震荡与电磁波
一．选择题（共8小题）
1．（2024 济宁二模）某兴趣小组设计了一款金属探测仪，探测仪内部的线圈与电容器构成LC振荡电路，其原理图如图所示。当探测仪检测到金属物体时，金属物体中的涡流会影响原来的电磁场，探测仪检测到这个变化就会使蜂鸣器发出声响。已知某时刻，该振荡电路的电流方向由a流向b，且电流强度正在增强。下列说法正确的是（　　）
A．该时刻电容器上极板带正电荷
B．该时刻线圈的自感电动势在增大
C．若线圈的自感系数增大，振荡电流的频率降低
D．探测仪靠近金属，并保持相对静止时，金属中不会产生涡流
2．（2024 济宁模拟）某兴趣小组设计了一款金属探测仪，探测仪内部的线圈与电容器构成LC振荡电路，其原理图如图所示。当探测仪检测到金属物体时，金属物体中的涡流会影响原来的电磁场，探测仪检测到这个变化就会使蜂鸣器发出声响。已知某时刻，该振荡电路的电流方向由a流向b，且电流强度正在增强。下列说法正确的是（　　）
A．该时刻电容器上极板带正电荷
B．该时刻线圈的自感电动势在增大
C．若线圈的自感系数增大，振荡电流的频率降低
D．探测仪靠近金属，并保持相对静止时，金属中不会产生感应电流
3．（2024秋 河南期末）关于麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（　　）
A．变化的磁场只能在其周围的闭合线圈中产生电场
B．只有带电平行板间的变化电场才能在板间产生磁场
C．变化的磁场与变化的电场沿同一方向，且与电磁波的传播方向垂直
D．电磁波是横波，而且是一种真正的物质
4．（2023秋 荆州区校级期末）如图所示，图a为LC振荡电路，通过P点的电流如图b所示，规定P点电流方向向右为正方向，下列说法正确的是（　　）
A．0到t1时间内，电容器正在充电，上极板带正电
B．t1到t2时间内，电容器正在放电，上极板带负电
C．t2到t3时间内，电路中的电场能转化为磁场能
D．t3到t4时间内，电路中的磁场能转化为电场能
5．（2023秋 金华期末）如图所示，L为电阻可忽略的线圈，R为电阻，C为电容器，开关S处于闭合状态。现突然断开S，并开始计时，电路工作过程中，同时会向外辐射电磁波。下列选项中能正确反映LC回路中电流i（顺时针方向为正）、电容器中电场E（竖直向下为正）、以及两极板间电势差Uab随时间变化的图像是（　　）
A． B．
C． D．
6．（2023秋 大同期末）以下有关电场和磁场的说法正确的是（　　）
A．试探电荷在电场中某处受到的电场力越大，则该处的电场强度一定越大
B．电场强度的定义和磁感应强度的定义都用到了比值定义法
C．变化的电场一定产生变化的磁场
D．一段电流元在磁场中受力越大，则该处的磁感应强度越大
7．（2023秋 大荔县期末）电磁波发射电路中的LC电磁振荡电路如图所示，某时刻电路中正形成图示方向的电流，此时电容器的下极板带正电，上极板带负电，下列说法正确的是（　　）
A．图示时刻，电容器正在充电
B．图示时刻，电路中的电流正在减小
C．若在线圈中插入铁芯，则发射的电磁波频率将会变小
D．若减少两极板的正对面积，则电容器的电容将会增大
8．（2023秋 麒麟区校级期末）如图所示的LC振荡电路中，某时刻电流i的方向指向A板，且正在增大，则此时（　　）
A．A板带负电
B．电容器C正在充电
C．线圈L两端电压在增大
D．磁场能正在转化为电场能
二．多选题（共4小题）
（多选）9．（2024 义乌市三模）义乌市南山公园新增了一个地标性建筑，人称“义乌小蛮腰”，这是我市新建的电波发射台，电磁波的发射和接收都要用到LC振荡电路。下列说法正确的是（　　）
A．均匀变化的磁场能够在周围空间产生稳定的电场
B．图示的LC振荡电路若磁场正在减弱，则电容器上极板带负电
C．在LC振荡电路中，电容器放电完毕的瞬间线圈中产生的自感电动势最大
D．高频率的电磁波比低频率的电磁波更适合采用调频的方式对信号进行调制
（多选）10．（2023秋 泸县校级期末）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．电路中的磁场能在减小
B．电路中电流正在增加
C．流过M点的电流方向向左
D．电容器两板间的电压在减小
（多选）11．（2023秋 泸州期末）下列对于图中的叙述，正确的是（　　）
A．图甲中，变压器中的铁芯用相互绝缘薄硅钢片叠合是为了利用涡流的热效应
B．图乙中，用实验证实电磁波的存在的科学家是赫兹
C．图丙中，食堂用的消毒灯主要利用的是X射线进行消毒
D．图丁中，器血中的硫酸铜溶液通电后旋转起来，因为通电液体受到磁场力的作用
（多选）12．（2023秋 博爱县校级期末）如图所示的电路，电阻R＝20Ω，电容C＝2.0μF，电感L＝2.0μH，电感线圈的电阻可以忽略。单刀双掷开关S置于“1”，电路稳定后，再将开关S从“1”拨到“2”，图中LC回路开始电磁振荡，下列说法正确的是（　　）
A．LC振荡电路的周期是4π×10﹣6s
B．当t＝7.5π×10﹣6s时，电容器电荷量在减少
C．当t＝7.5π×10﹣6s时，电容器上极板带正电
D．当t＝5π×10﹣6s时，电感线圈中的磁感应强度最大
三．填空题（共4小题）
13．（2024 松江区校级三模）为了测量储罐中不导电液体高度，将与储罐外壳绝缘的平行板电容器C置于储罐中，先将开关与a相连，稳定后再将开关拨到b，此时可测出由电感L与电容C构成的回路中产生的振荡电流的频率。已知振荡电流的频率随电感L、电容C的增大而减小，若储罐内的液面高度降低，测得的LC回路振荡电流的频率将 　 　（选填A：增大；B：减小）不计电磁辐射损失，振荡回路的总能量将 　 　（选填A：增大；B：减小）。
14．（2023秋 思明区校级月考）使用蓝牙耳机接听手机来电，信号传输示意图如图所示。蓝牙通信的电磁波波长比手机通信的电磁波波长 　 　（填“短”、“长”或“相等”），在空气中的传播速度大小约为 　 　m/s。（保留一位有效数字）
15．（2024 海门区校级学业考试）历史上，科学家 　 　（填“麦克斯韦”或“赫兹”）首先证实了电磁波的存在。江苏交通广播电台的广播频率为1.0×108Hz，该电磁波在真空中的波长为 　 　m。
16．（2023春 嘉定区校级期中）如图甲所示，LC电路中，周期T＝4s。已充电的平行板电容器两极板水平放置。开关S断开时，极板间有一带电灰尘恰好处于静止状态。当开关S闭合时，回路中的振荡电流i﹣t图像如图乙所示，不计电路产生的内能及电磁辐射，g取10m/s2。
（1）经2s时，电容器内灰尘的加速度大小为 　 　m/s2；
（2）线圈中电流最大时，灰尘的加速度大小为 　 　m/s2；
（3）回路的磁场能在减小，且电容器上极板带负电，则回路应在 　 　时间段（Oa，ab，bc，或cd）；
（4）灰尘在遇到极板之前，它的速度 　 　（不断增大、不断减小、或周期性增大、减小）。
四．解答题（共4小题）
17．（2024秋 青浦区校级期末）第五代移动通信技术（5G）是一种新型移动通信网络，使用的通信频率在3.0GHz以上的超高频段和极高频段，比4G及以下网络（通信频率在0.3GHz～3.0GHz间的特高频段）拥有更大的带宽和更快的传输速率。目前困扰5G发展的难题之一是供电，一个5G基站系统功耗为4kW（基站用电器功率），信号覆盖半径约为100m。
（1）在5G技术领域，华为绝对是领跑者。与4G相比，5G使用的电磁波频率更高。下列说法中正确的是 　 　。（多选）
A.5G使用的是电磁波
B.5G使用的电磁波在同种介质中传播速度比4G的快
C.5G使用的是横波
D.空间中的5G信号和4G信号相遇一定不会产生干涉现象
（2）产生5G无线信号电波的LC振荡电路某时刻的工作状态如图所示，则该时刻 　 　。
A.线圈中磁场的方向向上
B.电容器两极板间电场强度正在变大
C.电容器正在放电，线圈储存的磁场能正在增加
D.线路中的电流正在减小且与线圈中感应电流的方向相反
（3）如图所示，某5G基站距离100kV主供电线路一定距离，线路电阻为40Ω，线路损耗功率占总功率的20%（变压器均视作理想变压器）。
①求输电回路的电流；
②高压变压器原、副线圈的匝数比；
③为了实现5G网络信号全覆盖面积约为2000平方公里城市，试估算全市的5G基站运行一天将消耗约多少kW h？（保留一位有效数字）
18．（2024春 西安期末）实验室里有一水平放置的平行板电容器，其电容C＝1μF。在两极板带有一定电荷时，发现一带电粉尘恰好静止在两极板间。还有一个自感系数L＝0.1mH的电感器，现连成如图所示电路，重力加速度大小为g。
（1）求该振荡电路的周期T（结果可以含有π）。
（2）从S闭合瞬间开始计时，在π×10﹣5s时，电容器内粉尘的加速度大小是多少？
（3）当线圈中电流最大时，粉尘的加速度为多大？
19．（2024春 蓝田县期中）如图所示，一LC回路的电感L＝0.25H，电容C＝4μF，在电容开始放电时设为零时刻，上极板带负电，下极板带正电，求：
（1）此LC振荡电路的周期为多少？
（2）当t＝2.0×10﹣3s时，电容器上板带何种电荷？电流方向如何？
（3）如电容器两板电压最大为20V，则在前内的平均电流为多大？
20．（2024春 海淀区期末）电磁波在科学探索和现实生活中有着广泛的应用。取电磁波在真空中的速度c＝3.0×108m/s。
（1）世界上最大的单口径球面射电望远镜FAST坐落在我国贵州，被誉为“中国天眼”。当火星与地球之间的距离为2.25×1011m时，若从火星向地球发射一电磁波信号，求FAST接收到信号所用时间。
（2）已知手机单端天线的长度为接收的电磁波波长的四分之一时，电磁波在天线中产生的感应电动势将达到最大值。如果某手机接收的电磁波频率为7.50×108Hz，为使感应电动势达到最大值，求该手机单端天线应设计的长度。
（3）某收音机中的LC电路由固定线圈和可调电容器组成，能够产生500kHz到1500kHz的电磁振荡。已知LC电路的周期T与电容C、电感L的关系为T＝2π，求可调电容器的最大电容和最小电容之比。
高考物理高频易错押题预测 电磁震荡与电磁波
参考答案与试题解析
一．选择题（共8小题）
1．（2024 济宁二模）某兴趣小组设计了一款金属探测仪，探测仪内部的线圈与电容器构成LC振荡电路，其原理图如图所示。当探测仪检测到金属物体时，金属物体中的涡流会影响原来的电磁场，探测仪检测到这个变化就会使蜂鸣器发出声响。已知某时刻，该振荡电路的电流方向由a流向b，且电流强度正在增强。下列说法正确的是（　　）
A．该时刻电容器上极板带正电荷
B．该时刻线圈的自感电动势在增大
C．若线圈的自感系数增大，振荡电流的频率降低
D．探测仪靠近金属，并保持相对静止时，金属中不会产生涡流
【考点】电磁振荡及过程分析；涡流的应用与防止；自感现象与自感系数．
【专题】定性思想；推理法；电磁感应与电路结合；推理论证能力．
【答案】C
【分析】在LC振荡电路中，当电容器放电时，电流在增大，电容器上的电荷量减小，电场能转化为磁场能。根据电磁振荡的频率公式进行分析。
【解答】解：A．某时刻，电流强度正在增强，电流的方向由a流向b，则电容器正处于放电过程，根据电流流向，上极板带负电荷，故A错误；
B．电流的方向由a流向b，且电流强度正在增强中，电流强度增大的越来越慢，则线圈的自感电动势正在减小，故B错误；
C．若线圈的自感系数L增大，根据公式可知，其自感系数L增大时振荡电流的频率降低，故C正确；
D．虽然探测仪与金属保持相对静止，但电流强度正在增大，穿过金属的磁通量增大，金属也会产生感应电流，故D错误。
故选：C。
【点评】解决本题的关键知道在LC振荡电路中，当电容器充电时，电流在减小，电容器上的电荷量增大，磁场能转化为电场能；当电容器放电时，电流在增大，电容器上的电荷量减小，电场能转化为磁场能。
2．（2024 济宁模拟）某兴趣小组设计了一款金属探测仪，探测仪内部的线圈与电容器构成LC振荡电路，其原理图如图所示。当探测仪检测到金属物体时，金属物体中的涡流会影响原来的电磁场，探测仪检测到这个变化就会使蜂鸣器发出声响。已知某时刻，该振荡电路的电流方向由a流向b，且电流强度正在增强。下列说法正确的是（　　）
A．该时刻电容器上极板带正电荷
B．该时刻线圈的自感电动势在增大
C．若线圈的自感系数增大，振荡电流的频率降低
D．探测仪靠近金属，并保持相对静止时，金属中不会产生感应电流
【考点】电磁振荡的周期和频率的影响因素；涡流的产生及原理；电磁振荡及过程分析．
【专题】定性思想；推理法；电磁场理论和电磁波；推理论证能力．
【答案】C
【分析】在LC振荡电路中，当电容器放电时，电流在增大，电容器上的电荷量减小，电场能转化为磁场能。根据电磁振荡的频率公式进行分析。
【解答】解：A.某时刻，电流强度正在增强，电流的方向由a流向b，则电容器正处于放电过程，根据电流流向，上极板带负电荷，故A错误；
B.电流的方向由a流向b，且电流强度正在增强中，电流强度增大的越来越慢，则线圈的自感电动势正在减小，故B错误；
C.若线圈的自感系数L增大，根据公式可知，其自感系数L增大时振荡电流的频率降低，故C正确；
D.虽然探测仪与金属保持相对静止，但电流强度正在增大，穿过金属的磁通量增大，金属也会产生感应电流，故D错误。
故选：C。
【点评】解决本题的关键知道在LC振荡电路中，当电容器充电时，电流在减小，电容器上的电荷量增大，磁场能转化为电场能；当电容器放电时，电流在增大，电容器上的电荷量减小，电场能转化为磁场能。
3．（2024秋 河南期末）关于麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是（　　）
A．变化的磁场只能在其周围的闭合线圈中产生电场
B．只有带电平行板间的变化电场才能在板间产生磁场
C．变化的磁场与变化的电场沿同一方向，且与电磁波的传播方向垂直
D．电磁波是横波，而且是一种真正的物质
【考点】麦克斯韦电磁场理论．
【专题】定性思想；推理法；电磁场理论和电磁波；理解能力．
【答案】D
【分析】根据麦克斯韦电磁场理论和电磁波特点分析。
【解答】解：AB、变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。不需要闭合线圈与电容器，不需要介质，这种现象可以在真空中发生，故AB错误；
C、变化的磁场与变化的电场互相垂直，且与电磁波的传播方向垂直，故C错误；
D、电磁波是横波，而且是一种客观存在真正的物质，故D正确。
故选：D。
【点评】本题考查了麦克斯韦的电磁场理论。这种题型属于基础题，只要善于积累，难度不大。
4．（2023秋 荆州区校级期末）如图所示，图a为LC振荡电路，通过P点的电流如图b所示，规定P点电流方向向右为正方向，下列说法正确的是（　　）
A．0到t1时间内，电容器正在充电，上极板带正电
B．t1到t2时间内，电容器正在放电，上极板带负电
C．t2到t3时间内，电路中的电场能转化为磁场能
D．t3到t4时间内，电路中的磁场能转化为电场能
【考点】电磁振荡及过程分析．
【专题】定性思想；推理法；电磁场理论和电磁波；推理论证能力．
【答案】A
【分析】LC振荡电路的特点：充电过程电场能在增加，磁场能在减小，回路中电流在减小，电容器上电量在增加。从能量看，磁场能在向电场能转化；放电过程：电场能在减少，磁场能在增加，回路中电流在增加，电容器上的电量在减少。从能量看：电场能在向磁场能转化；充电完毕（放电开始），电场能达到最大，磁场能为零，回路中感应电流i＝0；放电完毕（充电开始），电场能为零，磁场能达到最大，回路中感应电流达到最大。
【解答】解：A、0到t1电流逐渐减小，电容器正在充电，流过P点的电流向右，则上极板带正电，故A正确；
B、t1到t2电流增大，电容器正在放电，电流是负的，即流过P的电流向左，上极板带正电，故B错误；
C、t2到t3时间内，电容器正在充电，电路中的磁场能转化为电场能，故C错误；
D、t3到t4时间内，电容器正在放电，电路中的电场能转化为磁场能，故D错误。
故选：A。
【点评】解决本题的关键知道在LC振荡电路中，当电容器充电时，电流在减小，电容器上的电荷量增大，磁场能转化为电场能；当电容器放电时，电流在增大，电容器上的电荷量减小，电场能转化为磁场能。
5．（2023秋 金华期末）如图所示，L为电阻可忽略的线圈，R为电阻，C为电容器，开关S处于闭合状态。现突然断开S，并开始计时，电路工作过程中，同时会向外辐射电磁波。下列选项中能正确反映LC回路中电流i（顺时针方向为正）、电容器中电场E（竖直向下为正）、以及两极板间电势差Uab随时间变化的图像是（　　）
A．
B．
C．
D．
【考点】电磁振荡的图像问题；自感线圈对电路的影响．
【专题】定性思想；推理法；电磁场理论和电磁波；推理论证能力．
【答案】A
【分析】根据电容器两端电势差的变化情况，判断电容器带电量的变化，再根据电容器的充放电与线圈自感应电动势，来确定电流的变化，从而即可求解。
【解答】解：ABC．因为L为一电阻可忽略的线圈，可知当开关闭合时，电容器带电量为零，断开S后，电容器开始充电，b板带正电荷且逐渐增加，即负方向的电场强度逐渐增加；则两极板间电势差Uab逐渐增大，且为负方向，故A正确，BC错误；
D．断开S后，电流在LC电路中开始振荡，电容器开始充电，电流方向沿逆时针方向（负方向）且电流大小逐渐减小，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查了L﹣C振荡电路，知道该电路中电场能和磁场能之间的转化，电流、电量的变化。
6．（2023秋 大同期末）以下有关电场和磁场的说法正确的是（　　）
A．试探电荷在电场中某处受到的电场力越大，则该处的电场强度一定越大
B．电场强度的定义和磁感应强度的定义都用到了比值定义法
C．变化的电场一定产生变化的磁场
D．一段电流元在磁场中受力越大，则该处的磁感应强度越大
【考点】麦克斯韦电磁场理论；电场强度的定义、单位和方向；磁感应强度的定义与物理意义；安培力的计算公式及简单应用．
【专题】定性思想；归纳法；电场力与电势的性质专题；理解能力．
【答案】B
【分析】电场强度在数值上等于单位电荷在该处受到的电场力；电场强度和磁感应强度的定义都用到了比值定义法；均匀变化的电场产生稳定的磁场；电流元在磁场中受力的大小还有其放置方式有关。
【解答】解：A、根据电场强度的定义式E可知，电场强度在数值上等于单位电荷在该处受到的电场力，不能用试探电荷受到的电场力直接来表示电场强度的大小，故A错误；
B、电场强度和磁感应强度的定义都用到了比值定义法，故B正确；
C、变化的电场一定产生磁场，均匀变化的电场产生稳定的磁场，故C错误；
D、一段电流元在磁场中受力的大小还有其放置方式有关，故D错误。
故选：B。
【点评】本题考查了对电场强度和磁感应强度定义的理解，以及对麦克斯韦电磁场理论的认识，基础题。
7．（2023秋 大荔县期末）电磁波发射电路中的LC电磁振荡电路如图所示，某时刻电路中正形成图示方向的电流，此时电容器的下极板带正电，上极板带负电，下列说法正确的是（　　）
A．图示时刻，电容器正在充电
B．图示时刻，电路中的电流正在减小
C．若在线圈中插入铁芯，则发射的电磁波频率将会变小
D．若减少两极板的正对面积，则电容器的电容将会增大
【考点】电磁振荡的周期和频率的计算；电磁振荡及过程分析．
【专题】定性思想；推理法；电磁场理论和电磁波；理解能力．
【答案】C
【分析】通过分析电路中电流的方向和电容器的极性，可以判断电容器的充放电状态，进而推断电流的变化趋势。
通过自感系数和电容的公式，可以分析频率和电容的变化。
【解答】解：A、图示时刻，电流方向沿逆时针，电子定向移动方向沿顺时针，下极板带正电，可知，下极板电荷量减小，电容器正在放电，故A错误；
B、根据上述，电容器放电，电场能减小，磁场能在增大，则电路中的电流正在增大，故B错误；
C、根据f若在线圈中插入铁芯，自感系数增大，则发射的电磁波频率将会变小，故C正确；
D、根据C可知，若减少两极板的正对面积，则电容器的电容将会减小，故D错误。
故选：C。
【点评】本题的关键在于理解LC振荡电路的工作原理，特别是电容器的充放电过程与电流变化的关系，以及自感系数和电容对频率的影响。通过分析电路中电流的方向和电容器的极性，可以判断电容器的充放电状态，进而推断电流的变化趋势。同时，通过自感系数和电容的公式，可以分析频率和电容的变化。正确理解这些原理，是解答此类问题的关键。
8．（2023秋 麒麟区校级期末）如图所示的LC振荡电路中，某时刻电流i的方向指向A板，且正在增大，则此时（　　）
A．A板带负电
B．电容器C正在充电
C．线圈L两端电压在增大
D．磁场能正在转化为电场能
【考点】电磁振荡及过程分析．
【专题】定性思想；推理法；电磁感应——功能问题；理解能力．
【答案】A
【分析】在LC振荡电路中，电流i的方向和变化趋势，以及电容器C的充放电状态，直接影响到电路中各元件的电压和能量转换。根据题目描述，电流i正在增大，且指向A板，这提示我们电容器C的状态和能量转换的方向。
【解答】解：ABC、由于电流i的方向指向A板，且正在增大，这表明电容器C正在放电，电流从正极板流向负极板，因此A板带负电，则A、B板间的电压在减小，则线圈L两端电压在减小，故A正确，BC错误；
D、电容器正在放电，可知电场能正在转化为磁场能，故D错误。
故选：A。
【点评】在LC振荡电路中，电流i的方向和变化趋势是判断电容器C状态和能量转换方向的关键。当电流i增大且指向某一极板时，表明电容器正在放电，电场能转化为磁场能。同时，线圈L两端的电压会增大，因为磁场能在增加。正确理解电流、电压和能量转换之间的关系，是解答此类问题的关键。
二．多选题（共4小题）
（多选）9．（2024 义乌市三模）义乌市南山公园新增了一个地标性建筑，人称“义乌小蛮腰”，这是我市新建的电波发射台，电磁波的发射和接收都要用到LC振荡电路。下列说法正确的是（　　）
A．均匀变化的磁场能够在周围空间产生稳定的电场
B．图示的LC振荡电路若磁场正在减弱，则电容器上极板带负电
C．在LC振荡电路中，电容器放电完毕的瞬间线圈中产生的自感电动势最大
D．高频率的电磁波比低频率的电磁波更适合采用调频的方式对信号进行调制
【考点】电磁波与信息化社会；电磁波的特点和性质（自身属性）．
【专题】定性思想；推理法；磁场 磁场对电流的作用；推理论证能力．
【答案】AD
【分析】均匀变化的磁场产生稳定的电场，磁场正在减弱，则电容器正在充电，放电完毕的瞬间自感电动势最小，高频率的电磁波比低频率的电磁波更适合采用调频的方式对信号进行调制。
【解答】解：A．均匀变化的磁场能够在周围空间产生稳定的电场，故A正确；
B．图示的LC振荡电路若磁场正在减弱，则电容器正在充电，则电容器上极板带正电，故B错误；
C．在LC振荡电路中，电容器放电完毕的瞬间，电流最大，线圈中产生的自感电动势最小，故C错误；
D．高频率的电磁波比低频率的电磁波更适合采用调频的方式对信号进行调制，调频是使高频电磁波的频率随信号的强弱而变化的一种调制方式，在无线电波的发射中，由于高频率的电磁波相对容易激励并向空间发射，且频率越高越不容易受到干扰，因此更适合采用调频方式。此外，调频信号抗干扰能力强，能够在传输过程中保持信号的稳定性和清晰度。相比之下，低频率的电磁波由于衰减较快，且容易受到干扰，因此不太适合采用调频方式，而更多地采用调幅等其他调制方式 ，故D正确。
故选：AD。
【点评】明确电磁振荡电路的特点，电场能和磁场能互相转化的关系。
（多选）10．（2023秋 泸县校级期末）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．电路中的磁场能在减小
B．电路中电流正在增加
C．流过M点的电流方向向左
D．电容器两板间的电压在减小
【考点】电磁振荡及过程分析．
【专题】定性思想；推理法；电磁场理论和电磁波；理解能力．
【答案】AC
【分析】电磁振荡电路中，充电过程，电容器极板上的电荷量正在增加，使电容器极板和线圈间电势差变小，电路电流逐渐减小，电场能增加，故磁场能减小。
【解答】解：A、电容器充电，电容器极板上电荷量增加，电场能增加，根据能量守恒，故磁场能减小，故A正确；
B、充电过程，电容器极板上的电荷量正在增加，使电容器极板和线圈间电势差变小，电路电流逐渐减小，故B错误；
C、电容器极板上极板带正电，充电过程，流过M点的电流方向向左，故C正确；
D、充电过程，电容器极板上的电荷量正在增加，根据，电容器两板间的电压在增加，故D错误。
故选：AC。
【点评】本题考查振荡电路的知识，对学生要求较低，属于基础题目。
（多选）11．（2023秋 泸州期末）下列对于图中的叙述，正确的是（　　）
A．图甲中，变压器中的铁芯用相互绝缘薄硅钢片叠合是为了利用涡流的热效应
B．图乙中，用实验证实电磁波的存在的科学家是赫兹
C．图丙中，食堂用的消毒灯主要利用的是X射线进行消毒
D．图丁中，器血中的硫酸铜溶液通电后旋转起来，因为通电液体受到磁场力的作用
【考点】麦克斯韦电磁场理论；电磁波的发射和接收；紫外线的特点和应用；涡流的产生及原理．
【专题】定性思想；推理法；磁场 磁场对电流的作用；推理论证能力．
【答案】BD
【分析】根据赫兹、麦克斯韦等科学家的物理学成就，以及涡流原理、紫外线的特性和安培力知识进行解答。
【解答】解：A．当变压器中的电流变化时，在其铁芯将产生涡流，使用相互绝缘的硅钢片叠合做成的铁芯可以尽可能减小涡流，而不是为了利用涡流的热效应，故A错误；
B．用实验证实电磁波存在的科学家是赫兹，麦克斯韦建立了电磁场理论，预言了电磁波的存在，故B正确；
C．食堂用的消毒灯主要利用的是紫外线进行消毒，故C错误；
D．器血中的硫酸铜溶液通电后两个电极间形成电流，导电液体在磁场中受到安培力的作用旋转起来，故D正确。
故选：BD。
【点评】解答本题时，要理解并掌握涡流、安培力相关知识，了解红外线、紫外线的特性以及在生活、生产中的应用。
（多选）12．（2023秋 博爱县校级期末）如图所示的电路，电阻R＝20Ω，电容C＝2.0μF，电感L＝2.0μH，电感线圈的电阻可以忽略。单刀双掷开关S置于“1”，电路稳定后，再将开关S从“1”拨到“2”，图中LC回路开始电磁振荡，下列说法正确的是（　　）
A．LC振荡电路的周期是4π×10﹣6s
B．当t＝7.5π×10﹣6s时，电容器电荷量在减少
C．当t＝7.5π×10﹣6s时，电容器上极板带正电
D．当t＝5π×10﹣6s时，电感线圈中的磁感应强度最大
【考点】电磁振荡的周期和频率的计算；电磁振荡及过程分析．
【专题】定量思想；推理法；电磁感应与电路结合；推理论证能力．
【答案】AD
【分析】根据LC振荡电路的周期公式求出LC振荡电路的固有周期；根据周期判断选项当中所给的时间电容器所处的状态，以及电路中的电流和磁感应强度变化情况。
【解答】解：A、对LC振荡电路的周期为，
故A正确；
BC、当t＝7.5π×10﹣6s，由于，则此时电容器正在充电，电容器电荷量在增加，电流方向与初始时相反，故电容器下极板带正电，上极板带负电，故BC错误；
D、当t＝5π×10﹣6s，此时电流最大，故电感线圈中的磁感应强度最大，故D正确。
故选：AD。
【点评】本题考查LC振荡电路，解题关键是LC振荡电路的周期公式。
三．填空题（共4小题）
13．（2024 松江区校级三模）为了测量储罐中不导电液体高度，将与储罐外壳绝缘的平行板电容器C置于储罐中，先将开关与a相连，稳定后再将开关拨到b，此时可测出由电感L与电容C构成的回路中产生的振荡电流的频率。已知振荡电流的频率随电感L、电容C的增大而减小，若储罐内的液面高度降低，测得的LC回路振荡电流的频率将 　A　（选填A：增大；B：减小）不计电磁辐射损失，振荡回路的总能量将 　B　（选填A：增大；B：减小）。
【考点】电磁振荡及过程分析．
【专题】定性思想；归纳法；电磁场理论和电磁波；理解能力．
【答案】A，B。
【分析】不导电的液面降低，介电常数减小，根据电容器的电容决定式分析电容的变化，进而根据振荡电路的频率公式判断频率的变化；在振荡电流的变化过程中有电能不断的转化为内能。
【解答】解：若储罐内的液面高度降低，相当于电容器两板间的电介质减少，介电常数减小，根据C可知，电容器的电容减小，根据f可知，振荡电路的频率增大。在电流不断变化的过程中，导线有电阻，会有电能转化为内能，所以振荡回路的总能量减小。
故答案为：A，B。
【点评】熟练掌握电容器电容的决定式和振荡电路的频率公式是解题的基础。
14．（2023秋 思明区校级月考）使用蓝牙耳机接听手机来电，信号传输示意图如图所示。蓝牙通信的电磁波波长比手机通信的电磁波波长 　短　（填“短”、“长”或“相等”），在空气中的传播速度大小约为 　3×108　m/s。（保留一位有效数字）
【考点】电磁波的波长、频率和波速的关系．
【专题】定量思想；归纳法；电磁场理论和电磁波；理解能力．
【答案】短，3×108。
【分析】根据v＝λf公式分析，电磁波在空气中的速度约等于光速。
【解答】解：由图知蓝牙通信的电磁波频率比手机通信的电磁波高，根据v＝λf可知蓝牙通信的电磁波波长比手机通信的电磁波波长短。
电磁波在空气中的传播速度大小约为3×108m/s。
故答案为：短，3×108。
【点评】知道波速、波长和频率的关系，知道电磁波在空气中的传播速度等于光速。
15．（2024 海门区校级学业考试）历史上，科学家 　赫兹　（填“麦克斯韦”或“赫兹”）首先证实了电磁波的存在。江苏交通广播电台的广播频率为1.0×108Hz，该电磁波在真空中的波长为 　3　m。
【考点】电磁波的发现；电磁波的波长、频率和波速的关系．
【专题】定量思想；推理法；电磁场理论和电磁波．
【答案】见试题解答内容
【分析】由电磁理论可知，变化的电场可以产生磁场，变化的磁场可以产生电场；
赫兹用实验证实了电磁波的存在；
由v＝λf可求得电磁波的波长。
【解答】解：德国物理学家赫兹用实验成功证实了电磁波的存在；由v＝λf可得：
λ3m；
故答案为：赫兹，3。
【点评】本题考查电磁波的发现历程，要注意明确麦克斯韦提出了电磁场理论，但是赫兹证实了电磁波的存在。
16．（2023春 嘉定区校级期中）如图甲所示，LC电路中，周期T＝4s。已充电的平行板电容器两极板水平放置。开关S断开时，极板间有一带电灰尘恰好处于静止状态。当开关S闭合时，回路中的振荡电流i﹣t图像如图乙所示，不计电路产生的内能及电磁辐射，g取10m/s2。
（1）经2s时，电容器内灰尘的加速度大小为 　20　m/s2；
（2）线圈中电流最大时，灰尘的加速度大小为 　10　m/s2；
（3）回路的磁场能在减小，且电容器上极板带负电，则回路应在 　cd　时间段（Oa，ab，bc，或cd）；
（4）灰尘在遇到极板之前，它的速度 　不断增大　（不断增大、不断减小、或周期性增大、减小）。
【考点】电磁振荡及过程分析．
【专题】定量思想；推理法；电磁感应与电路结合；分析综合能力．
【答案】故答案为：（1）20；（2）10；（3）cd；（4）不断增大。
【分析】（1）（2）根据振荡电路的特点，对不同时刻时的灰尘进行受力分析，根据牛顿第二定律求解加速度；
（3）回路的磁场能在减小，又上极板带负电，由此结合电容器的充电、放电判断；
（4）根据受力的变化，结合牛顿第二定律分析加速度的变化，然后结合初速度为零的情况分析速度的变化即可。
【解答】解：（1）开关S断开时，极板间有一带电灰尘恰好处于静止状态，可知此时电场力与重力平衡，由共点力平衡条件得：
mg＝qE
当开关S闭合时，由于周期为T＝4s，可知经2s时，电容器极板电性发生变化，但电荷量大小等于0时刻电荷量，可知带电灰尘受到的电场力方向竖直向下，大小等于重力，设灰尘的加速度大小为a，由牛顿第二定律得：
解得：a＝20m/s2
（2）线圈中电流最大时，线圈的磁场能最大，根据能量守恒定律可知，电容器的电场能最小，可知电容器内的电场强度刚好为零，设灰尘的加速度大小为a′，由牛顿第二定律得：
解得：a'＝10m/s2
（3）回路的磁场能在减小，可知回路电流减小，根据能量守恒定律可知，电容器电场能增大，电容器正在充电，且电容器上极板带负电，则回路应在cd时间段。
（4）S接通后电容器先放电，该过程中灰尘向下做加速运动，由于灰尘受到向上的电场力最大等于重力，可知灰尘在遇到极板之前，灰尘的加速度方向一直向下，它的速度不断增大。
故答案为：（1）20；（2）10；（3）cd；（4）不断增大。
【点评】本题考查电磁振荡电路与牛顿第二定律的结合，属中等难度的题目，对学生的综合分析能力要求较高，是一道好题。
四．解答题（共4小题）
17．（2024秋 青浦区校级期末）第五代移动通信技术（5G）是一种新型移动通信网络，使用的通信频率在3.0GHz以上的超高频段和极高频段，比4G及以下网络（通信频率在0.3GHz～3.0GHz间的特高频段）拥有更大的带宽和更快的传输速率。目前困扰5G发展的难题之一是供电，一个5G基站系统功耗为4kW（基站用电器功率），信号覆盖半径约为100m。
（1）在5G技术领域，华为绝对是领跑者。与4G相比，5G使用的电磁波频率更高。下列说法中正确的是 　ACD　。（多选）
A.5G使用的是电磁波
B.5G使用的电磁波在同种介质中传播速度比4G的快
C.5G使用的是横波
D.空间中的5G信号和4G信号相遇一定不会产生干涉现象
（2）产生5G无线信号电波的LC振荡电路某时刻的工作状态如图所示，则该时刻 　B　。
A.线圈中磁场的方向向上
B.电容器两极板间电场强度正在变大
C.电容器正在放电，线圈储存的磁场能正在增加
D.线路中的电流正在减小且与线圈中感应电流的方向相反
（3）如图所示，某5G基站距离100kV主供电线路一定距离，线路电阻为40Ω，线路损耗功率占总功率的20%（变压器均视作理想变压器）。
①求输电回路的电流；
②高压变压器原、副线圈的匝数比；
③为了实现5G网络信号全覆盖面积约为2000平方公里城市，试估算全市的5G基站运行一天将消耗约多少kW h？（保留一位有效数字）
【考点】电磁振荡及过程分析；变压器的构造与原理；远距离输电的相关计算．
【专题】定量思想；推理法；电磁感应与电路结合；推理论证能力．
【答案】（1）ACD；（2）B；（3）①输电回路的电流为5A；②高压变压器原、副线圈的匝数比100：1；③全市的5G基站运行一天将消耗约8×106kW h。
【分析】（1）根据5G信号的电磁波特性、传播速度，横波以及干涉条件进行分析判断；
（2）根据电路中的电流方向判断充放电过程，结合右手螺旋定则，楞次定律等进行分析解答；
（3）①根据总功率和损耗功率关系式，结合功率公式计算电流；
②根据理想变压器的变压比进行计算求解；
③根据题意先计算基站个数，再计算总功。
【解答】解：（1）A.根据题意可知，5G使用的是电磁波，故A正确；
B.5G使用的电磁波在同种介质中传播速度和4G的一样快，故B错误；
C.5G使用的是横波，故C正确；
D.根据干涉的条件可知，两种信号频率不等，故空间中的5G信号和4G信号相遇一定不会产生干涉现象，故D正确。
故选：ACD。
（2）A.根据线圈中电流方向，应用右手螺旋定则判断出线圈中磁场方向向下，故A错误；
B.电流方向流向正极板，表示电容器在充电，两极板电荷量增大，板间电场强度在变大，B正确；
CD.电流方向流向正极板，表示电容器在充电，两极板电荷量增大，电路中电流在减小，线圈储存的磁场能正在减小，逐渐转化成电场能，根据“增反减同”可知，线圈中感应电流的方向与线路中原电流方向相同，故CD错误。
故选：B。
（3）①由题意可知，总功率为，线路损耗功率为ΔP＝20%P总＝20%×5kW＝1kW，由ΔP＝I2R，代入R＝40Ω，解得I＝5A；
②高压变压器副线圈的电压为V＝1000V，由，解得；
③依题意，需要的基站个数N，每个基站一天耗电量E0＝P总t＝5kW×24h＝120kW h，则总耗电E＝N E0，得E＝8×106kW h。
故答案为：（1）ACD；（2）B；（3）①输电回路的电流为5A；②高压变压器原、副线圈的匝数比100：1；③全市的5G基站运行一天将消耗约8×106kW h。
【点评】考查电磁振荡和电磁波，电容的充放电以及变压器的相关问题，会根据题意进行准确分析解答。
18．（2024春 西安期末）实验室里有一水平放置的平行板电容器，其电容C＝1μF。在两极板带有一定电荷时，发现一带电粉尘恰好静止在两极板间。还有一个自感系数L＝0.1mH的电感器，现连成如图所示电路，重力加速度大小为g。
（1）求该振荡电路的周期T（结果可以含有π）。
（2）从S闭合瞬间开始计时，在π×10﹣5s时，电容器内粉尘的加速度大小是多少？
（3）当线圈中电流最大时，粉尘的加速度为多大？
【考点】电磁振荡及过程分析；牛顿第二定律的简单应用；电容的概念、单位与物理意义．
【专题】定量思想；推理法；电磁感应与电路结合；分析综合能力．
【答案】（1）该振荡电路的周期T为2π×10﹣5s；
（2）从S闭合瞬间开始计时，在π×10﹣5s时，电容器内粉尘的加速度大小为2g；
（3）当线圈中电流最大时，粉尘的加速度大小为g。
【分析】（1）根据周期公式求解该振荡电路的周期；
（2）断开时，灰尘恰好静止，则重力等于电场力，根据电磁振荡的过程，结合周期公式，确定从S闭合时开始计时到电容器电场最强且方向向上时的时间与周期的关系，再结合牛顿第二定律求解；
（3）当电容器放电时，电量减小，电流增大，当电流最大时，电容器极板的电量为零，再根据牛顿第二定律求解。
【解答】解：（1）振荡电路的周期为：
其中C＝1μF＝1×10﹣6F，L＝0.1mH＝1×10﹣4H
代入数据得：T＝2π×10﹣5s
（2）开关断开时带电粉尘静止，根据共点力平衡条件得：
F电＝mg
可知带电粉尘所受电场力竖直向上，闭合开关后，自感线圈和电容器构成LC振荡回路，由于该振荡回路的周期T＝2π×10﹣5s，因此经过时，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：
mg+F电＝ma
联立解得：a＝2g
（3）当线圈中电流最大时，电容器两极板间的场强为0，由牛顿第二定律得：
mg＝ma′
解得：a′＝g
答：（1）该振荡电路的周期T为2π×10﹣5s；
（2）从S闭合瞬间开始计时，在π×10﹣5s时，电容器内粉尘的加速度大小为2g；
（3）当线圈中电流最大时，粉尘的加速度大小为g。
【点评】本题考查电磁振荡与牛顿第二定律的结合，知道振荡电路的周期公式内容，掌握电容器的放充电过程中，电量，电流的变化情况，注意何时有电场力，及确定电场力方向是解题的关键。
19．（2024春 蓝田县期中）如图所示，一LC回路的电感L＝0.25H，电容C＝4μF，在电容开始放电时设为零时刻，上极板带负电，下极板带正电，求：
（1）此LC振荡电路的周期为多少？
（2）当t＝2.0×10﹣3s时，电容器上板带何种电荷？电流方向如何？
（3）如电容器两板电压最大为20V，则在前内的平均电流为多大？
【考点】电磁振荡及过程分析．
【专题】计算题；定量思想；模型法；交流电专题；分析综合能力．
【答案】（1）此LC振荡电路的周期为6.28×10﹣3s；
（2）当t＝2.0×10﹣3s时，上板带正电荷，电流方向为顺时针方向；
（3）在前内的平均电流为5×10﹣2A。
【分析】（1）根据求此LC振荡电路的周期；
（2）当t＝2.0×10﹣3s时，分析时间与周期的关系，确定电容器上板带何种电荷，并判断电流方向；
（3）如电容器两板电压最大为20V，由Q＝CU求电容器带电量最大值，再求在前内的平均电流。
【解答】解：（1）已知L＝0.25H，C＝4μF＝4×10﹣6F
根据可得此LC振荡电路的周期为
T＝6.28×10﹣3s
（2）当t＝2.0×10﹣3s时，即从t＝0时刻开始在第二个周期阶段，电容器反向充电，此时上板带正电荷，电流方向为顺时针方向；
（3）如电容器两板电压最大为20V，则电容器带电量最大值为
Q＝CU＝4×10﹣6×20C＝8×10﹣5C
则在前内的平均电流为
答：（1）此LC振荡电路的周期为6.28×10﹣3s；
（2）当t＝2.0×10﹣3s时，上板带正电荷，电流方向为顺时针方向；
（3）在前内的平均电流为5×10﹣2A。
【点评】本题考查LC振荡电路，要熟悉电磁振荡的充放电过程，掌握LC振荡电路的周期公式。
20．（2024春 海淀区期末）电磁波在科学探索和现实生活中有着广泛的应用。取电磁波在真空中的速度c＝3.0×108m/s。
（1）世界上最大的单口径球面射电望远镜FAST坐落在我国贵州，被誉为“中国天眼”。当火星与地球之间的距离为2.25×1011m时，若从火星向地球发射一电磁波信号，求FAST接收到信号所用时间。
（2）已知手机单端天线的长度为接收的电磁波波长的四分之一时，电磁波在天线中产生的感应电动势将达到最大值。如果某手机接收的电磁波频率为7.50×108Hz，为使感应电动势达到最大值，求该手机单端天线应设计的长度。
（3）某收音机中的LC电路由固定线圈和可调电容器组成，能够产生500kHz到1500kHz的电磁振荡。已知LC电路的周期T与电容C、电感L的关系为T＝2π，求可调电容器的最大电容和最小电容之比。
【考点】电磁振荡的周期和频率的计算；波长、频率和波速的关系．
【专题】定量思想；推理法；电磁场理论和电磁波；理解能力．
【答案】（1）FAST接收到信号所用时间为750s；
（2）该手机单端天线应设计的长度为0.1m；
（3）电容器的最大电容和最小电容之比为9：1。
【分析】（1）根据x＝ct计算；
（2）先计算出电磁波的波长，进而计算出天线的长度；
（3）根据公式计算。
【解答】解：（1）设火星与地球之间距离为x，所用时间为t
根据x＝ct
得750s
（2）设天线长度为L，接受的电磁波频率为f、波长为λ
根据c＝λf
得λ＝0.4m
由题意λ＝4L
得L＝0.1m
（3）根据和
可得
当f＝500Hz时，C最大，设为Cmax；f＝1500Hz时，C最小，设为Cmin
得
答：（1）FAST接收到信号所用时间为750s；
（2）该手机单端天线应设计的长度为0.1m；
（3）电容器的最大电容和最小电容之比为9：1。
【点评】掌握电磁振荡电路的周期和频率公式是解题的基础，难度不大。
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