2017-2018學(xué)年高中物理 第十四章 電磁波 第1-3節(jié) 電磁波的發(fā)現(xiàn) 電磁振蕩 電磁波的發(fā)射和接收教學(xué)案 新人教版選修3-4

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1、 第1～3節(jié) 電磁波的發(fā)現(xiàn) 電磁振蕩 電磁波的發(fā)射和接收 1.英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋建立了經(jīng)典電磁場(chǎng)理論：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)。德國(guó)物理學(xué)家赫茲證實(shí)了電磁波的存在。 2．LC電路的周期(頻率)公式：T＝2π，f＝。 3．無(wú)線電波的發(fā)射和接收過(guò)程：調(diào)制→發(fā)射→接收→調(diào)諧→解調(diào)。 一、電磁場(chǎng)和電磁波 1．麥克斯韋電磁理論的兩個(gè)基本假設(shè) (1)變化的磁場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng)。 (2)變化的電場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng)。 圖14-1-1 圖14-1-1甲變化的磁場(chǎng)在其周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng)。 圖乙變化的電場(chǎng)在其周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng)。 2．電磁場(chǎng) 變

2、化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)交替產(chǎn)生，形成不可分割的統(tǒng)一體，稱為電磁場(chǎng)。 3．電磁波 (1)電磁波的產(chǎn)生：變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)交替產(chǎn)生而形成的電磁場(chǎng)是由近及遠(yuǎn)地傳播的，這種變化的電磁場(chǎng)在空間的傳播稱為電磁波。 (2)電磁波的特點(diǎn)： ①電磁波是橫波，電磁波在空間傳播不需要介質(zhì)； ②電磁波的波長(zhǎng)、頻率、波速的關(guān)系：v＝λf，在真空中，電磁波的速度c＝3.0×108 m/s。 (3)電磁波能產(chǎn)生反射、折射、干涉和衍射等現(xiàn)象。 二、電磁振蕩 1．振蕩電流：大小和方向都隨時(shí)間做周期性迅速變化的電流。 2．振蕩電路：能夠產(chǎn)生振蕩電流的電路。最基本的振蕩電路為L(zhǎng)C振蕩電路。 3．電磁振蕩：在LC振蕩

3、電路中，電容器極板上的電荷量，電路中的電流，電場(chǎng)和磁場(chǎng)周期性相互轉(zhuǎn)變的過(guò)程也就是電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能周期性相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程。 4．電磁振蕩的周期與頻率 (1)周期：電磁振蕩完成一次周期性變化需要的時(shí)間。 (2)頻率：1 s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。 振蕩電路里發(fā)生無(wú)阻尼振蕩時(shí)的周期和頻率分別叫做固有周期、固有頻率。 (3)周期和頻率公式：T＝2π， f＝。 三、電磁波的發(fā)射 1．要有效地發(fā)射電磁波，振蕩電路必須具有兩個(gè)特點(diǎn)： (1)要有足夠高的振蕩頻率，頻率越高，發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越大。 (2)應(yīng)采用開(kāi)放電路，振蕩電路的電場(chǎng)和磁場(chǎng)必須分散到足夠大的空間。 2．開(kāi)放電路：實(shí)際的開(kāi)放電路，

4、線圈的一端用導(dǎo)線與大地相連，這條導(dǎo)線叫做地線，線圈的另一端高高地架在空中，叫做天線。 3．電磁波的調(diào)制：使電磁波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫做調(diào)制。調(diào)制的方法有兩種，一是調(diào)幅，使高頻電磁波的振幅隨信號(hào)的強(qiáng)弱而改變；另一種叫調(diào)頻，使高頻電磁波的頻率隨信號(hào)的強(qiáng)弱而改變。 四、電磁波的接收 1．接收原理 電磁波在傳播時(shí)遇到導(dǎo)體會(huì)使導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，所以導(dǎo)體可用來(lái)接收電磁波，這個(gè)導(dǎo)體就是接收天線。 2．電諧振 當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相等時(shí)，接收電路里產(chǎn)生的震蕩電流最強(qiáng)，這種現(xiàn)象叫做電諧振。 3．調(diào)諧 使電路中產(chǎn)生電諧振的過(guò)程叫做調(diào)諧。 4．解調(diào) 使聲音或圖像信號(hào)從

5、接收到的感應(yīng)電流中還原出來(lái)，這個(gè)過(guò)程是調(diào)制的逆過(guò)程，叫做解調(diào)。 5．無(wú)線電波 波長(zhǎng)大于1_mm(頻率低于300 GHz)的電磁波叫作無(wú)線電波。并按波長(zhǎng)分成若干個(gè)波段，像長(zhǎng)波、中波、短波、微波等。每個(gè)段所用的設(shè)備和技術(shù)不同，因此有不同的用途。 1．自主思考——判一判 (1)恒定電流周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)又產(chǎn)生電場(chǎng)。(×) (2)電磁波和光在真空中的傳播速度都是3.0×108 m/s。(√) (3)電容器放電完畢，電流最大。(√) (4)L和C越大，電磁振蕩的頻率越高。(×) (5)頻率越高，振蕩電路發(fā)射電磁波本領(lǐng)越大。(√) (6)當(dāng)接收電路的固有頻率和電磁波頻率相同時(shí)，出

6、現(xiàn)諧振現(xiàn)象。(√) (7)要使電視機(jī)的屏幕上出現(xiàn)圖像，必須將電視機(jī)接收到的無(wú)線電信號(hào)解調(diào)。(√) 2．合作探究——議一議 (1)怎樣才能形成電磁波？ 提示：變化的電場(chǎng)周圍產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)周圍產(chǎn)生變化的電場(chǎng)，在空間交替變化并傳播出去的電磁場(chǎng)就形成了電磁波。 (2)打開(kāi)收音機(jī)的開(kāi)關(guān)，轉(zhuǎn)動(dòng)選臺(tái)旋鈕，使收音機(jī)收不到電臺(tái)的廣播，然后開(kāi)大音量。在收音機(jī)附近，將電池盒的兩根引線反復(fù)碰撞，你會(huì)聽(tīng)到收音機(jī)中發(fā)出“喀喀”的響聲。為什么會(huì)產(chǎn)生這種現(xiàn)象呢？打開(kāi)電扇，將它靠近收音機(jī)，看看又會(huì)怎樣。 提示：電磁波是由電磁振蕩產(chǎn)生的，在收音機(jī)附近，將電池盒兩引線反復(fù)碰觸，變化的電流產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，變化

7、的磁場(chǎng)產(chǎn)生變化的電場(chǎng)，這樣會(huì)發(fā)出電磁波，從而導(dǎo)致收音機(jī)中發(fā)出“喀喀”聲。若將轉(zhuǎn)動(dòng)的電扇靠近收音機(jī)，因?yàn)殡娚戎须妱?dòng)機(jī)內(nèi)通有交流電，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行同樣會(huì)引起收音機(jī)發(fā)出“喀喀”聲。 (3)1895年，一位年輕的意大利人馬可尼(公元1874－1937年)發(fā)明了無(wú)線電通信技術(shù)。從此，攜帶了人類信息的電磁波開(kāi)始在空間自由旅行，人們不必依賴電線，就可以在遙遠(yuǎn)的地方互通信息。電視臺(tái)發(fā)射電視信號(hào)為什么要建高聳入云的發(fā)射塔呢？ 圖14-1-2 提示：電視信號(hào)要有效地發(fā)射出去，必須采用高頻開(kāi)放電路，電視信號(hào)所用電磁波的波長(zhǎng)比較短，以直線傳播為主，遇到障礙物會(huì)被阻擋，所以發(fā)射天線要架得高一些。

8、 對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的理解 1．電磁場(chǎng)的產(chǎn)生 如果在空間某處有周期性變化的電場(chǎng)，那么這個(gè)變化的電場(chǎng)就在它周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)，這個(gè)變化的磁場(chǎng)又在它周圍空間產(chǎn)生變化的電場(chǎng)——變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)是相互聯(lián)系著的，形成不可分割的統(tǒng)一體，這就是電磁場(chǎng)。 2．對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的理解 恒定的電場(chǎng)不產(chǎn)生磁場(chǎng) 恒定的磁場(chǎng)不產(chǎn)生電場(chǎng) 均勻變化的電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng) 均勻變化的磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生恒定的電場(chǎng) 不均勻變化的電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場(chǎng) 不均勻變化的磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生變化的電場(chǎng) 振蕩電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場(chǎng) 振蕩磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩電場(chǎng) 3．

9、對(duì)電磁波的理解 (1)電磁波的傳播不需要介質(zhì)，可在真空中傳播。在真空中，不同頻率的電磁波傳播速度是相同的(都等于光速)。 (2)不同頻率的電磁波，在同一介質(zhì)中傳播，其速度是不同的，頻率越高，波速越小。 (3)v＝λf中，f是電磁波的頻率，即為發(fā)射電磁波的LC振蕩電路的頻率：f＝，改變L或C即可改變f，從而改變電磁波的波長(zhǎng)λ。 [典例]　(多選)根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論，變化的磁場(chǎng)可以產(chǎn)生電場(chǎng)。當(dāng)產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)線如圖14-1-3所示時(shí)，可能是(　　) 圖14-1-3 A．向上方向的磁場(chǎng)在增強(qiáng) B．向上方向的磁場(chǎng)在減弱 C．向上方向的磁場(chǎng)先增強(qiáng)，然后反向減弱 D．向上方

10、向的磁場(chǎng)減弱，然后反向增強(qiáng) [思路點(diǎn)撥]　 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象的規(guī)律中，當(dāng)一個(gè)閉合回路中由于通過(guò)它的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生，回路中并沒(méi)有電源，電流的產(chǎn)生是由于磁場(chǎng)的變化。麥克斯韋把以上的觀點(diǎn)推廣到不存在閉合電路的情況，即變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)。判斷電場(chǎng)與磁場(chǎng)變化的關(guān)系仍可利用楞次定律，只不過(guò)是用電場(chǎng)線方向代替了電流方向。 [解析]　向上方向的磁場(chǎng)增強(qiáng)時(shí)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙原磁場(chǎng)的增強(qiáng)而方向向下，根據(jù)安培定則感應(yīng)電流方向如圖中E的方向所示，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤。同理，當(dāng)磁場(chǎng)反向即向下的磁場(chǎng)減弱時(shí)，也會(huì)得到如圖中E的方向，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。 [答案]　AC 1．關(guān)于電磁場(chǎng)理論

11、，以下說(shuō)法正確的是(　　) A．在電場(chǎng)周圍一定會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng) B．任何變化的電場(chǎng)周圍空間一定會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng) C．均勻變化的電場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng) D．周期性變化的電場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng) 解析：選D　變化的電場(chǎng)周圍一定產(chǎn)生磁場(chǎng)，但若電場(chǎng)不發(fā)生變化，則不能在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；均勻變化的電場(chǎng)只能在周圍空間產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，只有不均勻變化的電場(chǎng)才能在周圍空間產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤；周期性變化的電場(chǎng)(或磁場(chǎng))在周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)(或電場(chǎng))，選項(xiàng)D正確。 2．(多選)應(yīng)用麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論判斷下列表示電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)(或磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng))的關(guān)系圖像中，正確的是(每個(gè)選項(xiàng)中

12、的上圖表示變化的場(chǎng)，下圖表示變化的場(chǎng)產(chǎn)生的另外的場(chǎng))(　　) 解析：選BC　A圖中的上圖表示磁場(chǎng)是穩(wěn)定的，由麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論可知周圍空間不會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B圖中的上圖表示均勻變化的電場(chǎng)，會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)，選項(xiàng)B正確；C圖中的上圖表示振蕩的磁場(chǎng)，它能產(chǎn)生同頻率的振蕩電場(chǎng)，且相位相差π/2，選項(xiàng)C正確；D圖的上圖表示振蕩的電場(chǎng)，在其周圍空間產(chǎn)生振蕩的磁場(chǎng)，且相位相差π/2，但是下圖中的圖像與上圖相比較，相位相差π，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 3. (多選)如圖14-1-4所示，有一水平放置、內(nèi)壁光滑、絕緣的真空?qǐng)A形管，半徑為R，有一帶正電的粒子靜止在管內(nèi)，整個(gè)裝置處于豎直向上的磁場(chǎng)中，要使

13、帶電粒子由靜止開(kāi)始沿管做圓周運(yùn)動(dòng)，所加磁場(chǎng)可能是(　　) 圖14-1-4 A．勻強(qiáng)磁場(chǎng) B．均勻增加的磁場(chǎng) C．均勻減少的磁場(chǎng) D．由于洛倫茲力不做功，不管加什么磁場(chǎng)都不能使帶電粒子運(yùn)動(dòng) 解析：選BC　磁場(chǎng)對(duì)靜止的電荷不產(chǎn)生力的作用，但當(dāng)磁場(chǎng)變化時(shí)可產(chǎn)生電場(chǎng)，電場(chǎng)對(duì)帶電粒子產(chǎn)生電場(chǎng)力的作用，帶電粒子在電場(chǎng)力作用下可以產(chǎn)生加速度，選項(xiàng)B、C正確。 電磁振蕩的變化規(guī)律 1．各物理量變化情況一覽表 時(shí)刻(時(shí)間) 工作過(guò)程 q E i B 能量 0→ 放電過(guò)程 qm→0 Em→0 0→im 0→Bm E電→E磁 → 充電過(guò)程 0→qm

14、 0→Em im→0 Bm→0 E磁→E電 → 放電過(guò)程 qm→0 Em→0 0→im 0→Bm E電→E磁 →T 充電過(guò)程 0→qm 0→Em im→0 Bm→0 E磁→E電 2．振蕩電流、極板帶電荷量隨時(shí)間的變化圖像 圖14-1-5 [典例]　 (多選)在LC振蕩電路中，某時(shí)刻電路中的電流方向如圖14-1-6所示，且電流正在減小，則該時(shí)刻(　　) 圖14-1-6 A．電容器上極板帶正電，下極板帶負(fù)電 B．電容器上極板帶負(fù)電，下極板帶正電 C．電場(chǎng)能正在向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化 D．磁場(chǎng)能正在向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化 [思路點(diǎn)撥]　 (1)由

15、電流減小可知，電容器正在充電。 (2)電容器充電過(guò)程中，磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能。 [解析]　電流正在減小，說(shuō)明是充電過(guò)程，是磁場(chǎng)能向電場(chǎng)能的轉(zhuǎn)化，D項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤；充電過(guò)程電容器上極板帶負(fù)電，下極板帶正電，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確。 [答案]　BD LC振蕩電路充、放電過(guò)程的判斷方法 (1)根據(jù)電流流向判斷：當(dāng)電流流向帶正電的極板時(shí)，電容器的電荷量增加，磁場(chǎng)能向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化，處于充電過(guò)程；反之，當(dāng)電流流出帶正電的極板時(shí)，電荷量減少，電場(chǎng)能向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化，處于放電過(guò)程。 (2)根據(jù)物理量的變化趨勢(shì)判斷：當(dāng)電容器的帶電量q(電壓U、場(chǎng)強(qiáng)E)增大或電流i(磁場(chǎng)B)減小時(shí)，處于充電過(guò)程；反之，處于

16、放電過(guò)程。 (3)根據(jù)能量判斷：電場(chǎng)能增加時(shí)充電，磁場(chǎng)能增加時(shí)放電?！　　　? 1.如圖14-1-7所示，表示LC振蕩電路某時(shí)刻的情況，以下說(shuō)法正確的是(　　) 圖14-1-7 A．電容器正在充電 B．電感線圈中的磁場(chǎng)能正在減小 C．電感線圈中的電流正在減小 D．此時(shí)自感電動(dòng)勢(shì)正在阻礙電流的增加 解析：選D　根據(jù)磁感線的方向可以判斷電流方向是逆時(shí)針，再根據(jù)電容器極板上帶電的性質(zhì)可以判斷電容器在放電，A項(xiàng)錯(cuò)誤；電容器在放電，所以電流在增加，磁場(chǎng)能在增加，自感電動(dòng)勢(shì)正在阻礙電流的增加，B、C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。 2．如圖14-1-8所示是一個(gè)LC振蕩電路中電流的變化圖線，以

17、下說(shuō)法正確的是(　　) 圖14-1-8 A．t1時(shí)刻電感線圈兩端電壓最大 B．t2時(shí)刻電容器兩極板間電壓為零 C．t1時(shí)刻電路中只有電場(chǎng)能 D．t1時(shí)刻電容器所帶電荷量為零 解析：選D　振蕩過(guò)程中由于電感和電容的存在，電路不是純電阻電路，故不滿足歐姆定律的適用條件。由i-t圖像可知t1時(shí)刻電流i最大，t2時(shí)刻電流i為零，誤認(rèn)為i與u滿足歐姆定律I＝，從而錯(cuò)選A、B項(xiàng)。電流i最大時(shí)，說(shuō)明磁場(chǎng)最強(qiáng)，磁場(chǎng)能最大，電場(chǎng)能為零，電壓、電荷量均為零。 3．(多選)為了測(cè)量?jī)?chǔ)罐中不導(dǎo)電液體的高度，將與儲(chǔ)罐外殼絕緣的兩塊平行金屬板構(gòu)成的電容器C置于儲(chǔ)罐中，電容器可通過(guò)開(kāi)關(guān)S與線圈L或電源相連

18、，如圖14-1-9所示。當(dāng)開(kāi)關(guān)從a撥到b時(shí)，由L與C構(gòu)成的回路中產(chǎn)生的周期T＝2π的振蕩電流。當(dāng)罐中液面上升時(shí)(　　) 圖14-1-9 A．電容器的電容減小 B．電容器的電容增大 C．LC回路的振蕩頻率減小 D．LC回路的振蕩頻率增大 解析：選BC　當(dāng)罐中的液面上升時(shí)，電容器極板間的介電常數(shù)變大，由平行板電容器的電容公式知，電容增大，則選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；由LC回路周期公式知，振蕩周期增大，振蕩頻率減小，則選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。 無(wú)線電波的發(fā)射和接收 1．無(wú)線電波的發(fā)射和接收過(guò)程 2．“調(diào)幅”和“調(diào)頻”是調(diào)制的兩個(gè)不同的方式 (1)高頻電磁波的振幅隨信號(hào)的

19、強(qiáng)弱而變的調(diào)制方式叫調(diào)幅，一般電臺(tái)的中波、中短波、短波廣播以及電視中的圖像信號(hào)采用調(diào)幅波。 (2)高頻電磁波的頻率隨信號(hào)的強(qiáng)弱而變的調(diào)制方式叫調(diào)頻，電臺(tái)的立體聲廣播和電視中的伴音信號(hào)，采用調(diào)頻波。 3．解調(diào)是調(diào)制的逆過(guò)程 聲音、圖像等信號(hào)頻率相對(duì)較低，不能轉(zhuǎn)化為電信號(hào)直接發(fā)射出去，而要將這些低頻信號(hào)加載到高頻電磁波信號(hào)上去。將聲音、圖像信號(hào)加載到高頻電磁波上的過(guò)程就是調(diào)制。而將聲音、圖像信號(hào)從高頻信號(hào)中還原出來(lái)的過(guò)程就是解調(diào)。 4．正確理解調(diào)諧的作用 圖14-1-10 世界上有許許多多的無(wú)線電臺(tái)、電視臺(tái)及各種無(wú)線電信號(hào)，如果不加選擇全部接收下來(lái)，那必然是一片混亂，分辨不清。因此

20、接收信號(hào)時(shí)，首先要從各種電磁波中把我們需要的選出來(lái)，通常叫選臺(tái)。在無(wú)線電技術(shù)中是利用電諧振達(dá)到該目的的。 [典例]　(多選)關(guān)于電磁波的發(fā)射和接收，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．為了使振蕩電路有效地向空間輻射能量，電路必須是閉合的 B．音頻電流的頻率比較低，不能直接用來(lái)發(fā)射電磁波 C．當(dāng)接收電路的固有頻率與收到的電磁波的頻率相同時(shí)，接收電路產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng) D．要使電視機(jī)的屏幕上有圖像，必須要有檢波過(guò)程 [思路點(diǎn)撥]　求解本題應(yīng)把握以下兩點(diǎn)： (1)知道電磁波的發(fā)射和接收原理。 (2)知道電諧振的原理。 [解析]　有效發(fā)射電磁波，必須采用開(kāi)放電路和高頻發(fā)射；一般的音頻

21、電流的頻率較低，不能直接用來(lái)發(fā)射電磁波；電磁波接收原理是一種叫電諧振的現(xiàn)象，與機(jī)械振動(dòng)中的共振有些相似；電視機(jī)顯示圖像時(shí)，必須通過(guò)檢波過(guò)程，把有效的信號(hào)從高頻調(diào)制信號(hào)中取出來(lái)，否則就不能顯示，故A錯(cuò)誤，B、C、D正確。 [答案]　BCD 相近概念的辨析技巧 (1)調(diào)頻和調(diào)幅：這是調(diào)制的兩種方式，使電磁波的頻率隨信號(hào)改變的調(diào)制方式叫調(diào)頻；使電磁波的振幅隨信號(hào)改變的調(diào)制方式叫調(diào)幅。 (2)調(diào)制和解調(diào)：把低頻電信號(hào)加載到高頻等幅振蕩電流上叫作調(diào)制；把低頻電信號(hào)從高頻載波中檢出來(lái)叫解調(diào)，是調(diào)制的逆過(guò)程?！　　　? 1．(多選)要提高LC振蕩電路發(fā)射電磁波的本領(lǐng)，應(yīng)該采取的措施是(　　

22、) A．增加輻射波的波長(zhǎng) B．使振蕩電容的正對(duì)面積足夠小 C．盡可能使電場(chǎng)和磁場(chǎng)分散開(kāi) D．增加回路中的電容和電感 解析：選BC　理論證明，電磁波發(fā)射本領(lǐng)(功率)與f成正比，電磁場(chǎng)應(yīng)盡可能擴(kuò)散到周圍空間，形成開(kāi)放電路。f＝，C＝，要使f增大，應(yīng)減小L或C，B、C符合題意。 2．有一個(gè)LC接收電路，原來(lái)接收較低頻率的電磁波，現(xiàn)在要想接收較高頻率的電磁波，下列調(diào)節(jié)正確的是(　　) A．增加電源電壓 B．使用調(diào)頻的調(diào)制方式 C．把可動(dòng)電容器的動(dòng)片適當(dāng)旋出一些 D．在線圈中插入鐵芯 解析：選C　增大LC接收電路的頻率，由公式f＝可知應(yīng)減小電容或電感，A、B項(xiàng)錯(cuò)；把可動(dòng)電容器的動(dòng)片

23、適當(dāng)旋出一些，減小了電容，符合題目要求，C項(xiàng)正確；在線圈中插入鐵芯，增大了電感，不合題意，D項(xiàng)錯(cuò)。 3．世界各地有許多無(wú)線電臺(tái)同時(shí)廣播，用收音機(jī)一次只能收聽(tīng)到某一電臺(tái)的播音，而不是同時(shí)收聽(tīng)到許多電臺(tái)的播音，其原因是(　　) A．因?yàn)槭章?tīng)到的電臺(tái)離收音機(jī)最近 B．因?yàn)槭章?tīng)到的電臺(tái)頻率最高 C．因?yàn)榻邮盏降碾娕_(tái)電磁波能量最強(qiáng) D．因?yàn)榻邮盏降碾娕_(tái)電磁波與收音機(jī)調(diào)諧電路的固有頻率相同，產(chǎn)生了電諧振 解析：選D　選臺(tái)就是調(diào)諧過(guò)程，使f固＝f電磁波，在接收電路中產(chǎn)生電諧振，激起的感應(yīng)電流最強(qiáng)，D正確。 1．(多選)關(guān)于麥克斯韋的電磁理論及其成就，下列說(shuō)法正確的是(　　)

24、A．變化的電場(chǎng)可以產(chǎn)生磁場(chǎng) B．變化的磁場(chǎng)可以產(chǎn)生電場(chǎng) C．證實(shí)了電磁波的存在 D．預(yù)見(jiàn)了真空中電磁波的傳播速度大于光速 解析：選AB　選項(xiàng)A和B是電磁理論的兩大支柱，所以A和B正確；麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲最早證實(shí)了電磁波的存在，C錯(cuò)誤；麥克斯韋預(yù)見(jiàn)了真空中電磁波的傳播速度等于光速，D錯(cuò)誤。 2．在LC振蕩電路中，當(dāng)電容器充電完畢尚未開(kāi)始放電時(shí)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．電容器中的電場(chǎng)最強(qiáng) B．電路里的磁場(chǎng)最強(qiáng) C．電場(chǎng)能已有一部分轉(zhuǎn)化成磁場(chǎng)能 D．磁場(chǎng)能已有一部分轉(zhuǎn)化成電場(chǎng)能 解析：選A　LC振蕩電路電容器充電完畢，電容器中電場(chǎng)最強(qiáng)，磁場(chǎng)最弱，電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能

25、之間還沒(méi)有發(fā)生轉(zhuǎn)化，故A正確。 3．(多選)調(diào)諧電路的可變電容器的動(dòng)片從完全旋入到完全旋出仍接收不到較高頻率電臺(tái)發(fā)出的電信號(hào)，要收到電信號(hào)，應(yīng)(　　) A．增大調(diào)諧電路中線圈的匝數(shù) B．加大電源電壓 C．減小調(diào)諧電路中線圈的匝數(shù) D．將線圈中的鐵芯取走 解析：選CD　該題考查實(shí)際問(wèn)題的處理方法。當(dāng)調(diào)諧電路的固有頻率等于電臺(tái)發(fā)出信號(hào)的頻率時(shí)，發(fā)生電諧振才能收聽(tīng)到電臺(tái)信號(hào)。由題意知收不到電信號(hào)的原因是調(diào)諧電路固有頻率低，由f＝可知在C無(wú)法再調(diào)節(jié)前提下，可減小電感L，即可通過(guò)C、D的操作提高f。 4．(多選)電磁波與聲波比較(　　) A．電磁波的傳播不需要介質(zhì)，聲波的傳播需要介質(zhì)

26、B．由空氣進(jìn)入水中時(shí)，電磁波速度變小，聲波速度變大 C．由空氣進(jìn)入水中時(shí)，電磁波波長(zhǎng)變小，聲波波長(zhǎng)變大 D．電磁波和聲波在介質(zhì)中的傳播速度，都是由介質(zhì)決定，與頻率無(wú)關(guān) 解析：選ABC　選項(xiàng)A、B均與事實(shí)相符，所以A、B正確；根據(jù)λ＝，電磁波波速變小，頻率不變，波長(zhǎng)變?。宦暡ㄋ俣茸兇?，頻率不變，波長(zhǎng)變大，所以選項(xiàng)C正確；電磁波在介質(zhì)中的速度，與介質(zhì)有關(guān)，也與頻率有關(guān)，在同一種介質(zhì)中，頻率越大，波速越小，所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 5. (多選)某時(shí)刻LC振蕩電路的狀態(tài)如圖1所示，則此時(shí)刻(　　) 圖1 A．振蕩電流i在減小 B．振蕩電流i在增大 C．電場(chǎng)能正在向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化 D．磁場(chǎng)能

27、正在向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化 解析：選AD　由電磁振蕩的規(guī)律可知，電容器充電過(guò)程中，電流逐漸減小，電場(chǎng)能逐漸增大，磁場(chǎng)能逐漸減小，即磁場(chǎng)能正向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化，故A、D正確。 6．收音機(jī)的調(diào)諧電路中線圈的自感系數(shù)為L(zhǎng)，要想接收波長(zhǎng)為λ的電磁波，應(yīng)把調(diào)諧電路中電容器的電容調(diào)至(c為光速)(　　) A.　　　　B. C. D. 解析：選D　接收電磁波必須進(jìn)行調(diào)諧，使接收回路產(chǎn)生電諧振，由產(chǎn)生電諧振的條件f固＝f電磁波得＝，解得C＝，故正確答案為D。 7．(多選)如圖2所示是一個(gè)調(diào)諧接收電路，甲、乙、丙為電路中的電流隨時(shí)間變化的圖像，則(　　) 圖2 A．i1是L1中的電流圖像 B．i1是

28、L2中的電流圖像 C．i2是L2中的電流圖像 D．i3是流過(guò)耳機(jī)的電流圖像 解析：選ACD　L1中由于電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的圖像是同甲圖相似的，但是由于L2和D串聯(lián)，所以當(dāng)L2的電壓與D反向時(shí)，電路不通，因此這時(shí)L2沒(méi)有電流，所以L2中的電流圖像應(yīng)如丙圖所示，丙圖中的i2高頻部分通過(guò)C2，通過(guò)耳機(jī)的電流如同丁圖中的i3，只有低頻的音頻電流，故選項(xiàng)A、C、D正確。 8．LC振蕩電路電容器的電容為3×10－5 μF，線圈的自感系數(shù)為3 mH，它與開(kāi)放電路耦合后， (1)發(fā)射出去的電磁波的頻率是多大？ (2)發(fā)射出去的電磁波的波長(zhǎng)是多大？ 解析：LC振蕩電路與開(kāi)放電路耦合后，

29、振蕩電路中產(chǎn)生的高頻振蕩電流通過(guò)兩個(gè)電路線圈間的互感作用，使開(kāi)放電路中也產(chǎn)生同頻率的振蕩電流，振蕩電流在開(kāi)放電路中激發(fā)出無(wú)線電波，向四周發(fā)射，所以發(fā)射出電磁波的頻率就等于LC振蕩電路中電磁振蕩的頻率。 (1)發(fā)射出去的電磁波的頻率 f＝ ＝ Hz ＝530 kHz。 (2)發(fā)射出去的電磁波的波長(zhǎng) λ＝＝ m＝566 m。 答案：(1)530 kHz　(2)566 m 9.實(shí)驗(yàn)室里有一水平放置的平行板電容器，知道其電容C＝1 μF。在兩板帶有一定電荷時(shí)，發(fā)現(xiàn)一粉塵恰好靜止在兩板間。手頭上還有一個(gè)自感系數(shù)L＝0.1 mH的電感器，現(xiàn)連成如圖3所示電路，試分析以下兩個(gè)問(wèn)題： 圖3 (1)從S閉合時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)π×10－5s時(shí)，電容器內(nèi)粉塵的加速度大小是多少？ (2)當(dāng)粉塵的加速度為多大時(shí)，線圈中電流最大？ 解析：(1)電鍵斷開(kāi)時(shí)，電容器內(nèi)帶電粉塵恰好靜止，說(shuō)明電場(chǎng)力方向向上，且F電＝mg，閉合S后，L、C構(gòu)成LC振蕩電路，T＝2π＝2π×10－5s，經(jīng)＝π×10－5s時(shí)，電容器間的場(chǎng)強(qiáng)反向，電場(chǎng)力的大小不變，方向豎直向下，由牛頓第二定律得：a＝＝2g。 (2)線圈中電流最大時(shí)，電容器兩極間的場(chǎng)強(qiáng)為零，由牛頓第二定律可得：a＝＝g，方向豎直向下。 答案：(1)2g　(2)g 14