第八章第二节 电磁波的产生与发射
题型1 电磁振荡及过程分析 题型2 电磁振荡的图像问题
题型3 计算电磁振荡发射的电磁波的波长 题型4 电磁波的发射和接收
▉题型1 电磁振荡及过程分析
【知识点的认识】
1.振荡电流与振荡电路
大小和方向都做周期性迅速变化的电流，叫作振荡电流，产生振荡电流的电路叫作振荡电路。
由电感线圈L和电容C组成的电路，就是最简单的振荡电路，称为LC振荡电路。
2.电路图如下：
3.电磁振荡过程
在开关掷向线圈一侧的瞬间，也就是电容器刚要放电的瞬间（图a），电路里没有电流，电容器两极板上的电荷最多。
电容器开始放电后，由于线圈的自感作用，放电电流不能立刻达到最大值，而是由0逐渐增大，同时电容器极板上的电荷逐渐减少。到放电完毕时（图b），放电电流达到最大值，电容器极板上没有电荷。
电容器放电完毕时，由于线圈的自感作用，电流并不会立即减小为0，而要保持原来的方向继续流动，并逐渐减小。由于电流继续流动，电容器充电，电容器两极板带上与原来相反的电荷，并且电荷逐渐增多。充电完毕的瞬间，电流减小为0，电容器极板上的电荷最多（图c ）。
此后电容器再放电（图d）、再充电（图e）。这样不断地充电和放电，电路中就出现了大小、方向都在变化的电流，即出现了振荡电流。
在整个过程中，电路中的电流i电容器极板上的电荷量q、电容器里的电场强度E、线圈里的磁感应强度B，都在周期性地变化着。这种现象就是电磁振荡。
4.电磁振动中的能量变化
从能量的观点来看，电容器刚要放电时，电容器里的电场最强，电路里的能量全部储存在电容器的电场中；电容器开始放电后，电容器里的电场逐渐减弱，线圈的磁场逐渐增强，电场能逐渐转化为磁场能；在放电完毕的瞬间，电场能全部转化为磁场能；之后，线圈的磁场逐渐减弱，电容器里的电场逐渐增强，磁场能逐渐转化为电场能；到反方向充电完毕的瞬间，磁场能全部转化为电场能。所以，在电磁振荡的过程中，电场能和磁场能会发生周期性的转化。
如果没有能量损失，振荡可以永远持续下去，振荡电流的振幅保持不变。但是，任何电路都有电阻，电路中总会有一部分能量会转化为内能。另外，还会有一部分能量以电磁波的形式辐射出去。这样，振荡电路中的能量就会逐渐减少，振荡电流的振幅也就逐渐减小，直到最后停止振荡。
如果能够适时地把能量补充到振荡电路中，以补偿能量损耗，就可以得到振幅不变的等幅振荡（下图）。实际电路中由电源通过电子器件为LC电路补充能量。
1．为了增大无线电台向空间辐射无线电波的能力，对LC振荡电路结构，可采用下列哪些措施（ ）
A．增大电容器极板的正对面积
B．增大电容器极板间的距离
C．增大自感线圈的匝数
D．提高供电电压
【答案】B
【解答】解：A、根据题意，为了增大电台辐射能力，必须采用开放电路，提高电磁波的频率，由f可知，必须使电容C或电感L减小，再根据C∝可知，当增大电容器极板间的距离时，C减小，电磁波的频率f可增大，所以B选项正确。而增大电容器极板的正对面积时，电容C增大，不能实现增大电磁波的频率，A选项错误。B正确
C、又因为电感L与线圈的匝数、面积大小、线圈的长短以及线圈中有无铁芯等因素有关，而增大自感线圈的匝数时，电感L增大，所以C选项错误。
D、由f可知，电磁波的频率与电压无关，D选项错误；
故选：B。
2．如图所示是LC振荡电路和通过点P的电流随时间变化的规律。若把流过点P向右的电流方向规定为正方向，则下列说法正确的是（ ）
A．在0～t1时间内，电场能增大，磁场能减小
B．在t1～t2时间内，P点的电势比Q点的电势高
C．在t2～t3时间内，电容器C处于充电过程中
D．在t3～t4时间内，电容器C的上极板带正电
【答案】D
【解答】解：A．在0～t1时间内，电流增大，磁场能增加，由能量守恒定律知，电场能减小，故A错误；
B．在t1～t2内，回路中的电流顺时针方向减小，则电容器正在充电，电容器下极板带正电，上极板带负电，则P的电势比点Q的电势低，故B错误；
C．在t2～t3时间内，回路中电流逆时针方向增加，可知电容器C处于放电过程中，故C错误；
D．在t3～t4内，回路中电流逆时针方向减小，电容器正在充电，则电容器C的上极板带正电，故D正确。
故选：D。
3．LC振荡电路在某一时刻的电场和磁场方向如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A．电路中的电流在减少
B．电路中电流沿顺时针方向
C．电容器上的自由电荷在减少
D．电路中磁场能正在向电场能转化
【答案】C
【解答】解：线圈中磁场方向向上，根据安培定则可知，线圈中电流为自上而下，所以电路中电流方向为逆时针，电容器上极板带正电，所以电容器正在放电，所以电容器上的自由电荷在减少，电路电流在增大，电场能正在向磁场能转化。故ABD错误，C正确。
故选：C。
（多选）4．LC振荡电路既可产生特定频率的信号，也可从复杂的信号中分离出特定频率的信号，是许多电子设备中的关键部件。如图所示，某时刻线圈中磁场方向向上，且电路中的电流正在增加，下列说法正确的是（ ）
A．电容器上极板带负电
B．电路中的电场能正在增大
C．电路中的电流方向为由a到b
D．电容器两极板间的电场强度正在减小
【答案】AD
【解答】解：AC．根据安培定则，线圈中的电流从下到上，即电流方向为由b到a；此时电流正在增加，表明电容器正在放电，所以上极板带负电，下极板带正电，故A正确，C错误；
B．由于电容器正在放电，根据能量守恒定律分析，能量正在从电场能转化为磁场能，电场能减小，磁场能增大，故B错误；
D．电容器正在放电，电场能减小，两极板间的电场强度正在减小，故D正确。
故选：AD。
（多选）5．甲图LC振荡电路中电容器的电容为40μF，乙图为电容器的电荷量q随时间t变化的图像，t＝0时刻电容器的M板带正电。下列说法中正确的是（ ）
A．甲图中线圈的自感系数L＝0.01H
B．0～t1时间内，线圈的磁场能不断增大
C．M、N之间的最大电压为50V
D．t1～t2时间内，电容器N板带正电
【答案】BD
【解答】解：A．由乙图可知T＝4π×10﹣3s
由公式可得，线圈的自感系数为
代入数据可得L＝0.1H
故A错误；
B．由乙图可知0～t1时间内，电容器的电荷量减小，电容器内电场能不断减小，则线圈的磁场能不断增大，故B正确；
C．根据题意，由公式可得
则M、N之间的最大电压为Um＝5V
故C错误；
D．t＝0时刻电容器的M板带正电，t＝t1时刻电容器电荷量减小到0，则t1～t2时间内电容器反向充电，电容器N板带正电，故D正确。
故选：BD。
（多选）6．一种简易的LC振荡回路如图所示，L为线圈，C为固定在真空中的平行板电容器。将单刀双掷开关K拨至触点a，使电容器与直流电源E接通。稳定后，位于两水平金属板中间P处的带电液滴恰能静止。将K拨至触点b并开始计时，当t＝0.02s时液滴的加速度第1次等于重力加速度g，不计回路的能量损失且液滴未到达两金属板，下列说法正确的是（ ）
A．液滴带负电
B．t＝0.03s时，电容器上极板带正电且电荷量正在增大
C．t＝0.06s时，线圈L中磁场的方向向上且磁场能最大
D．t＝0.07s时，线圈L中磁场的方向向下且下极板带正电
【答案】BC
【解答】解：A.电路稳定时，带电液滴保持静止状态，说明电场力向上，因电容器上极板接负极，上极板带负电，说明带电液滴带正电，故A错误；
B.当t＝0.02s时液滴的加速度第1次等于重力加速度g，此时第一次电场能全部转化为磁场能，恰好振荡了个周期，可得振荡周期为0.08s；如图为下极板上电量的变化规律图象，
由图可知，t＝0.03s时反向充电，上极板带正电且电荷量正在增大，故B正确；
C.t＝0.06s时为T，此时电量为零，说明电容器刚好反向放电完成，此时线圈L中电流向下，由安培定则可知，磁场的方向向上且磁场能最大，故C正确；
D.t＝0.07s时，电容器正在充电，线圈中电流向下，则由安培定则可知，线圈L中磁场的方向向上，故D错误。
故选：BC。
7．在力学、电学、热学等领域中，管道问题是经常遇到的。
（1）（简答）选择性必修1的习题中我们分析过水流切割问题。密度为ρ、速度为v的水流垂直射在石材上且不反弹。请从动量定理的角度，推导石材表面受到的压强p＝ρv2。
（2）（计算）粗细不计、长度L＝3.0m的光滑管道AB固定在倾角θ＝30°的斜面上，且A、B两点等高，两侧平行的直段AC和BD长度均为l＝0.50m，弯段CED是一个半圆。质量m＝2.0kg的物体（可视为质点）从管道A端静止释放后在管内运动。取g＝10m/s2。求：
①物体的最大速率vm；（答案均保留2位有效数字）
②物体在最低点时受到管道的作用力大小F；
③管道中物体的动能和势能相互转化，正如电磁振荡中不同形式的能量相互转化，请按第一行的类比方式完成表格。
物体的速度大小，可类比为电磁振荡回路中的电流大小
物体相对于最低点的重力势能，①可类比为电磁振荡中 电场能 （物理量）
②物体 下滑加速过程 （运动过程），可类比为电磁振荡中电容器的放电过程
【答案】（1）推导过程见解答；
（2）①物体的最大速率vm为3.4m/s；
②物体在最低点时受到管道的作用力大小F为49N；
③电场能；下滑加速过程
【解答】解：（1）选取Δt时间内持续打在材料表面质量为Δm的水为研究对象，设材料对水的平均作用力为F。
Δt时间内喷出的水的质量为：Δm＝ρSvΔt，（S为水流横截面积）
以水喷出方向为正方向，由动量定理得：
﹣FΔt＝0﹣Δmv，解得：F＝ρSv2
根据牛顿第三定律，材料表面受到的压力F′＝F，根据压强公式：p，可得：
石材表面受到的压强p＝ρv2。
（2）①、设弯段CED的半径R，根据题意可得：πR＝L﹣2l＝3.0m﹣2×0.5m＝2m，解得：Rm
物体运动到轨道最低点E时速率最大，从管道A端静止释放到最低点过程，根据动能定理得：
可得：g（l+R）＝10×（0.5）m2/s2＝（5）m2/s2≈11.37m2/s2
解得：vm≈3.4m/s
②设物体在最低点所需向心力大小为Fn，则有：
2N＝35.7N
物体在最低点时受到管道的作用力F与重力mg的合力提供向心力Fn，如下图所示。
根据余弦定理得：F2＝（mg）22mg Fncos120°
解得物体在最低点时受到管道的作用力大小F≈49N；
③物体的速度大小，类比为电磁振荡回路中的电流大小。动能增大，速度增大，重力势能减小，则类比为磁场能增大，电流增大，电场能减小。可知动能类比为磁场能，重力势能类比为电场能。
电磁振荡中电容器的放电过程是电场能转化为磁场能，可类比为重力势能转化为动能，故物体下滑加速过程，可类比为电磁振荡中电容器的放电过程。
答：（1）推导过程见解答；
（2）①物体的最大速率vm为3.4m/s；
②物体在最低点时受到管道的作用力大小F为49N；
③电场能；下滑加速过程
▉题型2 电磁振荡的图像问题
【知识点的认识】
用图像对应分析电路中的电流与电荷量的变化如下图：
8．如图甲为LC振荡电路情景图，图乙为其中电流随时间变化的图像，则（ ）
A．图甲中电容器在放电，线圈中的磁场在增强
B．图甲中若在线圈中插入铁芯，则发射电磁波的频率变大
C．图乙中t2﹣t3时间内，线圈两端电压在增大
D．图乙中t3﹣t4时间内，线圈的自感电动势在增大
【答案】C
【解答】解：A．由图中电流的方向流向电容器的正极，说明电容器正在充电，回路中的磁场能向电场能转化，所以电路中的电流正在减小，所以线圈中的磁场正在减弱，故A错误；
B．若在线圈中插入铁芯，则线圈的自感系数增大，根据可知发射电磁波的频率变小，故B错误；
C．在t2﹣t3时间内，电路中的不断减小，说明电容器在不断充电，则电容器两板间电压在增大，故C正确；
D．t3﹣t4时间内，电流变化率就是图像的斜率，由图可知，在t3﹣t4时间内，图像的斜率在变小，因此线圈中电流变化率在减小，线圈磁通量的变化量在减小，线圈的自感电动势在减小，故D错误。
故选：C。
▉题型3 计算电磁振荡发射的电磁波的波长
【知识点的认识】
1.电磁振荡会产生电磁波，并且产生的电磁波的周期和频率等于电磁振荡的周期和频率。
2.根据电磁波波长、频率与波速的关系v＝λf或者电磁波波长、周期与波速v可以计算电磁波的波长。
9．开放的振荡电路的振荡频率为f，发射电磁波的波长λ，若把振荡电路中的电容减少到原来的，电感的自感系数增加为原来的2倍，则发射的电磁波频率和波长分别为（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【解答】解：由f可知，电容C减小到原来的 时，电感的自感系数增加为原来的2倍，振荡频率f增大到原来的2倍；由公式λ可知，电磁波速度v不变，其波长λ∝，所以波长减小到原来的，故A正确，BCD错误。
故选：A。
10．将LC振荡电路的电容增为原来的4倍，而线圈的自感系数不变，则发射的电磁波的波长将（ ）
A．变为原来的2倍 B．变为原来的4倍
C．变为原来的 D．变为原来的
【答案】A
【解答】解：根据电磁波的波速公式c，则波长λ＝cT，
又因为LC振荡电路发射出的电磁波的周期T＝2π．所以λ＝2cπ，故电容增为原来的4倍，而线圈的自感系数不变，则发射的电磁波的波长将变为原来的2倍；
故选：A。
11．LC振荡电路中，电容器的一个极板所带的电量随时间变化的关系如图所示。那么在从1×10﹣6s到2×10﹣6s的这段时间内，电容器处于 充电 状态，由这个振荡电路激发的电磁波的波长为 1200 m。
【答案】充电；1200
【解答】解：由题意可知，电容器在1×10﹣6s到2×10﹣6s内，电量在不断增加，说明正在充电；
由图可知，T＝4×10﹣6s，根据λ＝CT＝3×108×4×10﹣6m＝1200m；
故答案为：充电，1200。
12．有一振荡电路，线圈的自感系数L＝80μH，电容器的电容C＝200pF，求此电路在真空中产生的电磁波的波长。
【答案】见试题解答内容
【解答】解：振荡电路的振荡周期T＝2π；
而电磁波以速度v向空间传播，则由v＝λf，
可得λvT＝2πv；
代入数据，解得：波长λ＝223.8m
答：真空中的波长为23.8m。
▉题型4 电磁波的发射和接收
【知识点的认识】
电磁波的发射、传播和接收
1．发射电磁波的条件
（1）要有足够高的振荡频率；
（2）电路必须开放，使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间．
2．调制：有调幅和调频两种方式．
3．无线电波的接收
（1）当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，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做调谐．
（3）从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程，叫做检波．检波是调制的逆过程，也叫做解调．
13．雷达是利用电磁波来测定物体的位置和速度的设备，它可以向一定方向发射不连续的电磁波脉冲，遇到障碍物会发生反射．雷达在发射和接收电磁波时，荧光屏上分别会呈现出一个尖形波．某防空雷达发射相邻两次电磁波脉冲之间的时间间隔为Δt＝5×10﹣4s．它跟踪一个匀速移动的目标过程中，某时刻在监视屏上显示的雷达波形如左图所示，30s后在同一方向上监视屏上显示的雷达波形如图所示．已知雷达监视屏上相邻刻线间表示的时间为10﹣4s，电磁波在空气中的传播速度3×108m/s，则被监视目标的移动速度最接近（ ）
A．1200m/s B．900m/s C．500m/s D．300m/s
【答案】C
【解答】解：已知雷达监视屏上相邻刻度线间表示的时间间隔为10﹣4s，
从左图中可以看出两次时间间隔为4个刻度线，即：t＝4×10﹣4s，
利用公式可得刚开始相距：S16×104m；
同理30s后相距：S24.5×104m；
移动速度：V500m/s
故答案为：500m/s。
故选：C。
14．下列叙述不正确的是（ ）
A．一切物体都在辐射电磁波
B．微观粒子的能量是量子化的
C．当波长趋于零时，辐射可以无穷大
D．黑体辐射与材料种类和表面状况无关
【答案】C
【解答】解：A、自然界的任何物体都向外辐射电磁波，温度越高，辐射电磁波的本领越强，故A正确；
B、微观粒子的能量是量子化的；故B正确；
C、根据黑体辐射理论可知，当波长趋于零时，辐射也趋于零；故C错误；
D、物体辐射电磁波情况与温度、表面情况、材料都有关；但黑体辐射与材料种类和表面状况无关，故D正确。
本题选错误的，故选：C。
15．电磁波由真空进入介质后，发生变化的物理量有（ ）
A．波长和频率 B．波速和频率
C．波长和波速 D．频率和能量
【答案】C
【解答】解：频率由波本身性质决定，与介质无关，所以电磁波从真空中进入介质后，频率不变，波速减小，根据λ知波长变短。根据E＝hγ知，能量不变。故C正确，A、B、D错误。
故选：C。
16．关于电磁波在真空中的传播速度，下列说法中正确的是（ ）
A．频率越高，传播速度越大
B．波长越长，传播速度越大
C．电磁波能量越大，传播速度越大
D．频率、波长、能量都不影响电磁波在真空中的传播速度
【答案】D
【解答】解：电磁波传播的速度与频率、波长、电磁波的能量无关，与传播的介质有关。故A、B、C错误，D正确。
故选：D。
（多选）17．关于无线电波的传播，下列叙述正确的是（ ）
A．频率越高，越适合沿地面传播
B．频率越高，越接近直线传播
C．无线电波遇到导体，就可以在导体中激起同频率的振荡电流
D．只要有三颗同步卫星在赤道上空传递微波，就可把信号传遍全世界
【答案】BCD
【解答】解：AB．根据波长、波速和频率的关系c＝λf可知，电磁波频率越高，波长越短，衍射性越差，不易沿地面传播，而跟光的传播相似，沿直线传播，故A错误，B正确；
C．无线电波遇到导体，会在导体内产生同频率的振荡电流，故C正确；
D．由于同步卫星相对地面静止在赤道上空36000km高的地方，远大于地球半径，用它作微波中继站，根据几何知识，只要有三颗互成120°的同步卫星，就能覆盖全球，故D正确。
故选：BCD。
（多选）18．甲乙两图是发射和接收无线电波的过程示意图，关于无线电波的发射和接收，下列说法正确的是（ ）
A．甲图是无线电波的发射过程，乙图是无线电波的接收过程
B．甲图是无线电波的接收过程，乙图是无线电波的发射过程
C．甲图中波形①到②的过程叫解调，乙图中③到④的过程叫调制
D．接收到的无线电波的波形是④，发射的无线电波波形是⑤
【答案】BC
【解答】解：AB.观察发现，甲图是接收电波后经过处理后转化为声音的过程，乙图是将声音经过处理后转化为电波发射的过程，故A错误，B正确；
C.甲图是无线电波的接收过程，①到②的过程叫解调，乙图是无线电波的发射过程，乙图中③到④的过程叫调制，故C正确；
D.波形③和波形⑤经过调制后，形成波形④，发射的无线电波波形是④，故D错误。
故选：BC。
（多选）19．关于电磁波与机械波，下列说法正确的是（ ）
A．电磁波传播不需要介质，机械波传播需要介质
B．电磁波在任何介质中传播速率都相同，机械波在同一种介质中传播速率都相同
C．电磁波和机械波都能发生干涉
D．电磁波与机械波都不能发生衍射
【答案】AC
【解答】解：A、电磁波的传播不需要介质，而机械波的传播需要介质；故A正确；
B、电磁波在不同的介质中传播速度不同；机械波在同一介质中的传播速率是相同的；故B错误；
CD、电磁波与机械能波都能发生干涉、衍射等波的现象；故C正确，D错误；
故选：AC。
（多选）20．下列关于电磁波的叙述中，正确的是（ ）
A．电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播
B．电磁波在任何介质中的传播速度均为3.00×108m/s
C．电磁波由真空进入介质传播时，波长将变短
D．电磁波不能产生干涉，衍射现象
【答案】AC
【解答】解：A、电磁波是变化电磁场产生的，变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，逐渐向外传播，形成电磁波，故A正确；
B、电磁波在真空中的传播速度均为3.00×108m/s，在任何介质中的传播速度均小于该值。故B错误；
C、电磁波由真空进入介质传播时，频率不变，速度变小，根据v＝λf，则波长变短，故C正确；
D、干涉与衍射是波的特有现象，电磁波一定能产生干涉，衍射现象。故D错误。
故选：AC。第八章第二节 电磁波的产生与发射
题型1 电磁振荡及过程分析 题型2 电磁振荡的图像问题
题型3 计算电磁振荡发射的电磁波的波长 题型4 电磁波的发射和接收
▉题型1 电磁振荡及过程分析
【知识点的认识】
1.振荡电流与振荡电路
大小和方向都做周期性迅速变化的电流，叫作振荡电流，产生振荡电流的电路叫作振荡电路。
由电感线圈L和电容C组成的电路，就是最简单的振荡电路，称为LC振荡电路。
2.电路图如下：
3.电磁振荡过程
在开关掷向线圈一侧的瞬间，也就是电容器刚要放电的瞬间（图a），电路里没有电流，电容器两极板上的电荷最多。
电容器开始放电后，由于线圈的自感作用，放电电流不能立刻达到最大值，而是由0逐渐增大，同时电容器极板上的电荷逐渐减少。到放电完毕时（图b），放电电流达到最大值，电容器极板上没有电荷。
电容器放电完毕时，由于线圈的自感作用，电流并不会立即减小为0，而要保持原来的方向继续流动，并逐渐减小。由于电流继续流动，电容器充电，电容器两极板带上与原来相反的电荷，并且电荷逐渐增多。充电完毕的瞬间，电流减小为0，电容器极板上的电荷最多（图c ）。
此后电容器再放电（图d）、再充电（图e）。这样不断地充电和放电，电路中就出现了大小、方向都在变化的电流，即出现了振荡电流。
在整个过程中，电路中的电流i电容器极板上的电荷量q、电容器里的电场强度E、线圈里的磁感应强度B，都在周期性地变化着。这种现象就是电磁振荡。
4.电磁振动中的能量变化
从能量的观点来看，电容器刚要放电时，电容器里的电场最强，电路里的能量全部储存在电容器的电场中；电容器开始放电后，电容器里的电场逐渐减弱，线圈的磁场逐渐增强，电场能逐渐转化为磁场能；在放电完毕的瞬间，电场能全部转化为磁场能；之后，线圈的磁场逐渐减弱，电容器里的电场逐渐增强，磁场能逐渐转化为电场能；到反方向充电完毕的瞬间，磁场能全部转化为电场能。所以，在电磁振荡的过程中，电场能和磁场能会发生周期性的转化。
如果没有能量损失，振荡可以永远持续下去，振荡电流的振幅保持不变。但是，任何电路都有电阻，电路中总会有一部分能量会转化为内能。另外，还会有一部分能量以电磁波的形式辐射出去。这样，振荡电路中的能量就会逐渐减少，振荡电流的振幅也就逐渐减小，直到最后停止振荡。
如果能够适时地把能量补充到振荡电路中，以补偿能量损耗，就可以得到振幅不变的等幅振荡（下图）。实际电路中由电源通过电子器件为LC电路补充能量。
1．为了增大无线电台向空间辐射无线电波的能力，对LC振荡电路结构，可采用下列哪些措施（ ）
A．增大电容器极板的正对面积
B．增大电容器极板间的距离
C．增大自感线圈的匝数
D．提高供电电压
2．如图所示是LC振荡电路和通过点P的电流随时间变化的规律。若把流过点P向右的电流方向规定为正方向，则下列说法正确的是（ ）
A．在0～t1时间内，电场能增大，磁场能减小
B．在t1～t2时间内，P点的电势比Q点的电势高
C．在t2～t3时间内，电容器C处于充电过程中
D．在t3～t4时间内，电容器C的上极板带正电
3．LC振荡电路在某一时刻的电场和磁场方向如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A．电路中的电流在减少
B．电路中电流沿顺时针方向
C．电容器上的自由电荷在减少
D．电路中磁场能正在向电场能转化
（多选）4．LC振荡电路既可产生特定频率的信号，也可从复杂的信号中分离出特定频率的信号，是许多电子设备中的关键部件。如图所示，某时刻线圈中磁场方向向上，且电路中的电流正在增加，下列说法正确的是（ ）
A．电容器上极板带负电
B．电路中的电场能正在增大
C．电路中的电流方向为由a到b
D．电容器两极板间的电场强度正在减小
（多选）5．甲图LC振荡电路中电容器的电容为40μF，乙图为电容器的电荷量q随时间t变化的图像，t＝0时刻电容器的M板带正电。下列说法中正确的是（ ）
A．甲图中线圈的自感系数L＝0.01H
B．0～t1时间内，线圈的磁场能不断增大
C．M、N之间的最大电压为50V
D．t1～t2时间内，电容器N板带正电
（多选）6．一种简易的LC振荡回路如图所示，L为线圈，C为固定在真空中的平行板电容器。将单刀双掷开关K拨至触点a，使电容器与直流电源E接通。稳定后，位于两水平金属板中间P处的带电液滴恰能静止。将K拨至触点b并开始计时，当t＝0.02s时液滴的加速度第1次等于重力加速度g，不计回路的能量损失且液滴未到达两金属板，下列说法正确的是（ ）
A．液滴带负电
B．t＝0.03s时，电容器上极板带正电且电荷量正在增大
C．t＝0.06s时，线圈L中磁场的方向向上且磁场能最大
D．t＝0.07s时，线圈L中磁场的方向向下且下极板带正电
7．在力学、电学、热学等领域中，管道问题是经常遇到的。
（1）（简答）选择性必修1的习题中我们分析过水流切割问题。密度为ρ、速度为v的水流垂直射在石材上且不反弹。请从动量定理的角度，推导石材表面受到的压强p＝ρv2。
（2）（计算）粗细不计、长度L＝3.0m的光滑管道AB固定在倾角θ＝30°的斜面上，且A、B两点等高，两侧平行的直段AC和BD长度均为l＝0.50m，弯段CED是一个半圆。质量m＝2.0kg的物体（可视为质点）从管道A端静止释放后在管内运动。取g＝10m/s2。求：
①物体的最大速率vm；（答案均保留2位有效数字）
②物体在最低点时受到管道的作用力大小F；
③管道中物体的动能和势能相互转化，正如电磁振荡中不同形式的能量相互转化，请按第一行的类比方式完成表格。
物体的速度大小，可类比为电磁振荡回路中的电流大小
物体相对于最低点的重力势能，①可类比为电磁振荡中 （物理量）
②物体 （运动过程），可类比为电磁振荡中电容器的放电过程
▉题型2 电磁振荡的图像问题
【知识点的认识】
用图像对应分析电路中的电流与电荷量的变化如下图：
8．如图甲为LC振荡电路情景图，图乙为其中电流随时间变化的图像，则（ ）
A．图甲中电容器在放电，线圈中的磁场在增强
B．图甲中若在线圈中插入铁芯，则发射电磁波的频率变大
C．图乙中t2﹣t3时间内，线圈两端电压在增大
D．图乙中t3﹣t4时间内，线圈的自感电动势在增大
▉题型3 计算电磁振荡发射的电磁波的波长
【知识点的认识】
1.电磁振荡会产生电磁波，并且产生的电磁波的周期和频率等于电磁振荡的周期和频率。
2.根据电磁波波长、频率与波速的关系v＝λf或者电磁波波长、周期与波速v可以计算电磁波的波长。
9．开放的振荡电路的振荡频率为f，发射电磁波的波长λ，若把振荡电路中的电容减少到原来的，电感的自感系数增加为原来的2倍，则发射的电磁波频率和波长分别为（ ）
A． B． C． D．
10．将LC振荡电路的电容增为原来的4倍，而线圈的自感系数不变，则发射的电磁波的波长将（ ）
A．变为原来的2倍 B．变为原来的4倍
C．变为原来的 D．变为原来的
11．LC振荡电路中，电容器的一个极板所带的电量随时间变化的关系如图所示。那么在从1×10﹣6s到2×10﹣6s的这段时间内，电容器处于 状态，由这个振荡电路激发的电磁波的波长为 m。
12．有一振荡电路，线圈的自感系数L＝80μH，电容器的电容C＝200pF，求此电路在真空中产生的电磁波的波长。
▉题型4 电磁波的发射和接收
【知识点的认识】
电磁波的发射、传播和接收
1．发射电磁波的条件
（1）要有足够高的振荡频率；
（2）电路必须开放，使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间．
2．调制：有调幅和调频两种方式．
3．无线电波的接收
（1）当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，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做调谐．
（3）从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程，叫做检波．检波是调制的逆过程，也叫做解调．
13．雷达是利用电磁波来测定物体的位置和速度的设备，它可以向一定方向发射不连续的电磁波脉冲，遇到障碍物会发生反射．雷达在发射和接收电磁波时，荧光屏上分别会呈现出一个尖形波．某防空雷达发射相邻两次电磁波脉冲之间的时间间隔为Δt＝5×10﹣4s．它跟踪一个匀速移动的目标过程中，某时刻在监视屏上显示的雷达波形如左图所示，30s后在同一方向上监视屏上显示的雷达波形如图所示．已知雷达监视屏上相邻刻线间表示的时间为10﹣4s，电磁波在空气中的传播速度3×108m/s，则被监视目标的移动速度最接近（ ）
A．1200m/s B．900m/s C．500m/s D．300m/s
14．下列叙述不正确的是（ ）
A．一切物体都在辐射电磁波
B．微观粒子的能量是量子化的
C．当波长趋于零时，辐射可以无穷大
D．黑体辐射与材料种类和表面状况无关
15．电磁波由真空进入介质后，发生变化的物理量有（ ）
A．波长和频率 B．波速和频率
C．波长和波速 D．频率和能量
16．关于电磁波在真空中的传播速度，下列说法中正确的是（ ）
A．频率越高，传播速度越大
B．波长越长，传播速度越大
C．电磁波能量越大，传播速度越大
D．频率、波长、能量都不影响电磁波在真空中的传播速度
（多选）17．关于无线电波的传播，下列叙述正确的是（ ）
A．频率越高，越适合沿地面传播
B．频率越高，越接近直线传播
C．无线电波遇到导体，就可以在导体中激起同频率的振荡电流
D．只要有三颗同步卫星在赤道上空传递微波，就可把信号传遍全世界
（多选）18．甲乙两图是发射和接收无线电波的过程示意图，关于无线电波的发射和接收，下列说法正确的是（ ）
A．甲图是无线电波的发射过程，乙图是无线电波的接收过程
B．甲图是无线电波的接收过程，乙图是无线电波的发射过程
C．甲图中波形①到②的过程叫解调，乙图中③到④的过程叫调制
D．接收到的无线电波的波形是④，发射的无线电波波形是⑤
（多选）19．关于电磁波与机械波，下列说法正确的是（ ）
A．电磁波传播不需要介质，机械波传播需要介质
B．电磁波在任何介质中传播速率都相同，机械波在同一种介质中传播速率都相同
C．电磁波和机械波都能发生干涉
D．电磁波与机械波都不能发生衍射
（多选）20．下列关于电磁波的叙述中，正确的是（ ）
A．电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播
B．电磁波在任何介质中的传播速度均为3.00×108m/s
C．电磁波由真空进入介质传播时，波长将变短
D．电磁波不能产生干涉，衍射现象
