高三物理电磁振荡和电磁波
高中物理 3.13.2 电磁振荡 电磁场和电磁波课件 教科版
一、电磁振荡
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要点提炼
1.电磁振荡中各物理量的变化情况
时刻
工作过程 q
E
i
B
(时间)
能量
0 放电瞬间 qm Em 0
0 E电最大E磁最小
0→T4 放电过程 qm→0 Em→0 0→im 0→Bm
E电→E磁
一、电磁振荡
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T 4
T4→T2
T 2
T2→34T
放结 束电 充电 过程 充电 结束 放电 过程
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(2)阻尼振荡：如图4所示，能量逐渐损耗，振荡电流的 振幅逐 渐减小，直到停止振荡的电磁振荡.
图4
一、电磁振荡
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3.电磁振荡的周期与频率
周期T＝2π
LC
，频率f＝
2π
1 LC
.其中周期T、频率f、电
感L、电容C的单位分别是秒(s)、赫兹(Hz)、亨利(H)、法
拉(F).
一、电磁振荡
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延伸思考
学习探究区
一、电磁振荡 二、电磁场和电磁波
一、电磁振荡
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问题设计
把线圈、电容器、电流表、电源和单刀双掷
开关按图2连成电路. 先把开关置于电源一边，为电容器充电，稍
图2 后再把开关置于线圈一边，使电容器通过线
圈放电.观察到电流表指针有何变化？这说明了什么问题呢？ 答案 指针左右摆动.说明了电路中产生了变化的电流.
为什么放电完毕时，电流反而最大？ 答案 开始放电时，由于线圈的自感作用，放电电流不能瞬 间达到最大值，而是逐渐增大，随着线圈的阻碍作用减弱， 放电电流增加变快，与此同时，电容器里的电场逐渐减弱， 电场能逐渐转化为磁场能.当放电完毕时，电场能全部转化为 磁场能，此时电流达到最大.
新教材2023年高中物理第4章电磁振荡与电磁波1
LC，频率
f＝2π
1 ，决定周期 LC
和频率的是电路本身的电容 C 和自感系数 L，与其他因素无关。
2．LC 振荡电路一个周期内充电、放电各两次，对应的 i、B、E
的大小、方向也有两次变化。
3．LC 振荡电路一个周期内电场能与磁场能的转化各有两次。
【典例 2】 (多选)要增大 LC 振荡电路的频率，下列方法正确 的是( )
ABD [电流 i 正在增大，磁场能增大，电容器在放电，电场能 减小，电场能转化为磁场能，选项 C 错误，D 正确；由题图中 i 方 向可知 B 板带正电，选项 A 正确；由于电容器放电，电荷量减少， 两板间的电压在减小，选项 B 正确。]
考点 2 电磁振荡的周期和频率
1．LC 振荡电路的周期 T＝2π
(3)实际的 LC 振荡是阻尼振荡：电路中有电阻，振荡电流通过时 会有_内__能_产生，另外还会有一部分能量以电__磁__波__的形式辐射出去。 如果要实现等幅振荡，必须有能量补充到电路中。
在一个周期内，充电、放电各两次，振荡电流的方向 改变两次；电场能(或磁场能)完成两次周期性变化。
1：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”)
本节课我们将学习电磁振荡的相关知识。
考点 1 电磁振荡 1．电磁振荡过程各物理量变化情况规律
时刻(时间) 工作过程 q E i B 能量 0→T4 放电过程 qm→0 Em→0 0→im 0→Bm E 电→E 磁 T4→T2 充电过程 0→qm 0→Em im→0 Bm→0 E 磁→E 电 T2→34T 放电过程 qm→0 Em→0 0→im 0→Bm E 电→E 磁 34T→T 充电过程 0→qm 0→Em im→0 Bm→0 E 磁→E 电
振荡电路里发生无阻尼振荡时的周期和频率分别叫作固__有__周
高中物理电磁振荡和电磁波公式总结
高中物理电磁振荡和电磁波公式总结电磁振荡和电磁波是高中物理课程中非常重要的概念。
通过了解相关的公式，可以更好地理解电磁学的基本原理和应用。
本文将总结高中物理中与电磁振荡和电磁波相关的公式，并对其进行简要解释。
一、电磁振荡公式1. 阻尼振荡的周期公式：T = 2π√(m/k)T表示振荡的周期，m表示振荡体的质量，k表示弹簧的劲度系数。
2. 无阻尼振荡的周期公式：T = 2π√(L/C)T表示振荡的周期，L表示电感的感值，C表示电容的容值。
3. 能量守恒公式：E = 1/2kx² + 1/2mv²E表示振荡体的总能量，k表示弹簧的劲度系数，x表示振荡体的位移，m表示振荡体的质量，v表示振荡体的速度。
二、电磁波公式1. 电磁波的速度公式：v = fλv表示电磁波的传播速度，f表示频率，λ表示波长。
2. 电磁波的频率和周期公式：f = 1/Tf表示频率，T表示周期。
3. 电磁波的波长和频率公式：λ = v/fλ表示波长，v表示电磁波的速度，f表示频率。
4. 电磁波的能量公式：E = hfE表示电磁波的能量，h表示普朗克常数，f表示频率。
5. 光的频率和波长与介质的折射率公式：n₁/λ₁ = n₂/λ₂n₁和n₂分别表示两个介质的折射率，λ₁和λ₂分别表示入射光和折射光的波长。
三、简要解释1. 电磁振荡公式解释：阻尼振荡的周期公式说明了弹簧振子的周期与振子本身的质量和弹簧的劲度系数有关。
无阻尼振荡的周期公式说明了LC振荡电路的周期与电感的感值和电容的容值有关。
能量守恒公式表示了振荡体在振荡过程中机械能和动能之间的转换。
2. 电磁波公式解释：电磁波的速度公式是电磁波的基本特性，表示电磁波在真空和空气中的速度为光速。
电磁波的频率和周期公式表示电磁波的周期与频率之间的关系，频率是指单位时间内波的周期数。
电磁波的波长和频率公式表示波长与频率之间的关系。
电磁波的能量公式表示了电磁波的能量与频率之间的关系。
高考物理考点一遍过专题电磁振荡与电磁波
专题71 电磁振荡与电磁波一、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。
三、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路。
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 =2πLC ，频率2πf LC。
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 4T 2T 34T 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 磁场能最大最大三、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。
高考物理电磁振荡与电磁波专题复习教案
高考物理电磁振荡与电磁波专题复习教案一、引言在高考物理中，电磁振荡与电磁波是一个重要的专题，涉及到电磁波的发射、传播和接收，以及电磁振荡的特性和应用等内容。
本文将围绕这一专题展开复习教案，帮助同学们全面巩固相关知识，并提供一些复习方法和习题，以提高复习效果。
二、电磁振荡1. 电磁振荡的基本概念a. 什么是电磁振荡：电磁振荡是指电场和磁场的能量在空间中以波动的形式传播的现象。
b. 电磁振荡的产生：通过交变电流在电路中通过电感和电容的相互作用，可以产生电磁振荡。
c. 电磁振荡的特点：具有频率、周期、振幅等特征，可以用正弦函数来描述。
2. 电磁振荡的简单模型a. RLC电路：由电阻、电感和电容组成的串联电路，能够产生电磁振荡。
b. 电荷、电流和电势的变化规律：在电磁振荡中，电荷、电流和电势会随时间做周期性变化。
3. 电磁振荡的应用a. 无线电技术：电磁振荡的特性被广泛应用于无线电通信，包括调制解调、天线设计等方面。
b. 光学技术：电磁振荡在光学器件中的应用，如激光器、光纤通信等。
三、电磁波1. 电磁波的基本概念a. 什么是电磁波：电磁波是由电场和磁场相互作用而产生的一种能量传播形式，包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X 射线和γ射线等。
b. 电磁波的特点：具有波长、频率、速度等特征，可以通过波动方程和光速公式进行计算。
2. 电磁波的分类a. 根据波长和频率：电磁波可以分为无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等不同的范围。
b. 根据应用领域：电磁波可以按照其应用领域进行分类，如通信领域的无线电波，医学领域的X射线等。
3. 电磁波的传播a. 电磁波的传播方式：电磁波可以通过真空、空气、水、介质等媒质进行传播。
b. 电磁波的传播速度：不同频率的电磁波在真空中的传播速度是相同的，即光速。
四、复习方法与习题1. 复习方法a. 理论学习：认真复习教科书中的相关内容，理解电磁振荡和电磁波的基本概念、特性和应用。
高考物理电磁振荡与电磁波的关系专题复习教案
高考物理电磁振荡与电磁波的关系专题复习教案一、引言在高考物理中，电磁振荡和电磁波是重要的概念，它们之间存在着密切的联系。
本文将结合专题复习教案，深入探讨电磁振荡与电磁波的关系，帮助同学们加深对这一知识点的理解。
二、电磁振荡基础知识回顾1. 电磁振荡的概念电磁振荡是指电场和磁场在空间中以一定频率和幅度交替变化的现象。
它是由电容器和电感器组成的电路中，电荷按一定频率和幅度在电容器和电感器之间交换而形成的。
2. 电磁振荡的基本特征电磁振荡具有频率、周期、角频率、振幅等基本特征。
其中，频率表示单位时间内振荡的次数，周期表示振荡一次所需的时间，角频率表示单位时间内振荡的角度变化量，振幅表示电场或磁场的最大变化量。
3. 电磁振荡的数学描述电磁振荡可以通过谐振方程来描述，其一般形式为x(t) = A·cos(ωt + φ)，其中x(t)表示电场或磁场的变化量，A表示振幅，ω表示角频率，t 表示时间，φ表示初相位。
三、电磁波基础知识回顾1. 电磁波的概念电磁波是指电场和磁场通过空间传播的波动现象。
它包括了可见光、微波、射线等多种波动形式，具有电场和磁场垂直且互相垂直的特点。
2. 电磁波的基本性质电磁波具有传播速度快、波长和频率之间存在固定关系等基本性质。
其中，传播速度为光速，即299792458m/s，波长(lambda)和频率(f)之间满足c = λf，其中c为光速。
3. 电磁波的分类电磁波根据频率的不同可以分为不同的波段，包括射线、紫外线、可见光、红外线、微波等。
其中，可见光波段是人眼能够感知的波段。
四、电磁振荡与电磁波的关系1. 电磁振荡与电磁波的产生电磁振荡是电荷在电路中交换能量的过程，当电磁振荡达到一定条件时，即可产生电磁波。
电磁波的产生是电磁振荡能量传播的结果。
2. 电磁振荡与电磁波的相互转化在电磁振荡中，电场和磁场相互作用，形成电磁波；而在电磁波传播过程中，电场和磁场相互转化，形成电磁振荡。
高中物理第四章电磁振荡与电磁波1电磁振荡课件新人教版选择性必修第二册
三、电磁振荡的周期和频率 1．定义：电磁振荡完成一次 □01 周期性变化 需要的时间叫作周期。电 磁振荡完成周期性变化的次数与 □02 所用时间 之比叫作它的频率，数值等于 单位时间内完成的周期性变化的 □03 次数 。 2．LC 振荡电路的周期(频率)公式 T＝ □04 2π LC ，
□05 1
课堂探究评价
课堂任务 电磁振荡的产生及能量变化 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。
活动 1：如图甲，水波是由机械振动形成的，要形成持续的水波，则需 要不断击打水面。电视、手机接收的是什么波？与水波类比，这种波应由什 么产生？
提示：由生活经验知电视、手机接收的是电磁波。水波是机械波，由机 械振动产生，那么电磁波应由电磁振动产生。
活动 7：从能量的角度分析，为什么图丙振荡电路的电压的振幅会逐渐 减小到 0？类比机械振动中的阻尼振动与受迫振动，怎样才能使电路中形成 振幅不变的等幅振荡(图丁)?
提示：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。
活动 6：上述物理量发生周期性变化的现象就是电磁振荡。在机械振动 中，动能与势能周期性地相互转化。那么，在电磁振荡中，能量是如何转化 的？
提示：由前面课程的学习我们知道，电容器可以将能量储存在电场中， 电感线圈可以将能量储存在磁场中。当电容器里的电场强度 E、线圈里的磁 感应强度 B 做周期性变化时，相应地，电场能和磁场能也会发生周期性的转 化。
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。
电磁振荡与电磁波-高考物理复习
以顺时针电流为正方向，LC电路中电流和 电荷量变化的图像如右： t＝0.02 s时电容器下极板带正电荷且最大， 根据图像可知周期为T＝0.04 s，故A错误；
根据图像可知电流最大时，电容器中电荷量为0，电场能最小为0， 故B错误； 1.01 s时，经过2514 T，根据图像可知此时电流最大，电流沿逆时针方 向，说明电容器放电完毕，电能全部转化为磁场能，此时磁场能最 大，故C正确，D错误.
5.电磁波谱：按照电磁波的 波长 大小或 频率 高低的顺序把它们排列成 谱叫作电磁波谱. 按波长由长到短排列的电磁波谱为：无线电波、红外线、 可见光 、紫外 线、X射线、γ射线.
判断 正误
1.振荡电路的频率越高，发射电磁波的本领越大.( √ )
2.要将传递的声音信号向远距离发射，必须以高频电磁波作为载波.
3.电磁波的发射 (1)发射条件： 开放 电路和 高频振荡 信号，所以要对传输信号进行调制. (2)调制方式 ①调幅：使高频电磁波的 振幅 随信号的强弱而改变. ②调频：使高频电磁波的 频率 随信号的强弱而改变.
4.无线电波的接收 (1)当接收电路的固有频率跟收到的无线电波的频率 相同 时，接收电路中 产生的振荡电流 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作 调谐 ，能够调谐的接收电路叫作 _调__谐__电路. (3)从经过调制的高频振荡信号中“检”出调制信号的过程，叫作 检波 . 检波是 调制 的逆过程，也叫作 解调 .
√C.5G信号相比于4G信号更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭建更
密集的基站 D.5G信号比4G信号波长长
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
空间中的5G信号和4G信号的频率不同，不会产生干涉现象，故A错误； 5G信号与4G信号所用的无线电波在真空中传播速度一样，均等于光 速，故B错误； 根据c＝λv可知5G信号相比于4G信号的波长短，更不容易发生衍射， 所以5G信号相比于4G信号更不容易绕过障碍物，所以5G通信需要搭 建更密集的基站，故C正确，D错误.
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（4）电磁波具有波的共性, 能产生干涉、衍射等现象.
（5）电磁波在介质中波速减小，遵循波长、波速、 频率的关系.
（6）电磁波向外传播的是电磁能.
三、光的电磁说和电磁波谱
1、光的电磁说——光在本质上是一种电磁波 光的干涉与衍射充分地表明光是一种波，光的偏振 现象又进一步表明光是横波。
（1）L对T的影响：L越大，振荡过程中因自感现象 产生的自感电动势就越大，楞次定律中所说的“阻 碍”作用也就将越大，从而延缓着振荡电流的变化 ，使振荡周期T变长。
（2）C对T的影响：C越大，振荡过程中无论是充电 阶段将C充至一定电压，或是放电阶段一定电压下的 C中的电放完，其时间都应当相应地变长，从而使振 荡周期T变长。
另一组正减小。这一特征正是能的转化和守恒定律所决
定的。
LC振荡过程中线圈L中的振荡电流i（与磁场能相关）
和电容器C的极板间交流电压u（与电场能相关）的变
化曲线分别如图中的（a）、（b）所示。
i
u
（a） 0
t t1 t2 t3 t4
（b） 0
t t1 t2 t3 t4
3．LC振荡过程一个周期内的几个特殊状态
一、电磁振荡
电磁振荡：在振荡电路中，电容器极板上的电量，通 过线圈的电流及跟电荷和电流相联系的电场和磁场都 发生周期性变化的现象叫电磁振荡。
1．对LC振荡过程的认识。
（1）从电磁振荡的表象上看：LC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：LC振荡过程实质上是磁场能 和电场能之间通过充、放电的形式相互转化的过程.
电磁波的传播不需要介质.
（2）电磁波的周期T,频率f,波长以及它们与波速的关系:
v / T f
T、f由波源确定，不因介质而变化，而v、在不同的
介质中其值不同； 同一介质中的电磁波频率越高波长越短.
3. 电磁波的特点：
（1）电磁波是物质波，传播时不需要介质，可在真 空中传播.
（2）电磁波是横波，电场方向和磁场方向都与传播 方向垂直.
3×101
6
～ 3×102
0
γ射线
3×1019 以上
真空中波 长（m）
3×104 ～ 10-4
3×10-4 7.7×10-7
～
～
7.7×10-7 4×10-7
4×10-7 ～
6×10-9
10-8 ～ 10-12
10-11以 下
观察方法
无线电技 术
利用热效应 激发荧光 利用贯穿本领 照相底片感光（化学效应）
电磁振荡和电磁波
电磁振荡和电磁波
一、电磁振荡 LC振荡过程中规律的表达 LC振荡过程一个周期内的几个特殊状态 LC振荡电路的周期公式 二、电磁波 电磁波 电磁波的特点： 三、光的电磁说和电磁波谱 电磁波谱 063. 上海市南汇区08年第二次模拟考试3A 054. 08年北京市海淀区一模试卷18 gk009. 2008年高考理综山东卷37(1) gk013. 2008年高考上海理综卷9
光作为电磁波的一种，与其他的电磁波共同构成电磁 波谱。对于电磁波谱，应了解其排布情况、产生机理 及实际用途。
电磁波谱
电磁波种 类
无线电波
红外线
可见光
频率 （Hz）
104
1012 3.9×1014
～
～
～
3×1012 3.9×1014 7.5×1014
紫外线 7.5×1014 ～5×1016
伦琴射 线
3A．上海音乐台播出的电波频率为105.7×106Hz， 此电波的周期是 9.46×10 - 9 s，在真空中的波长 为 2.84 m。
054.08年北京市海淀区一模试卷18 18．电磁辐射对人体有很大危害，可造成失眠、 白细胞减少、免疫功能下降等。按照有关规定， 工作场所受电磁辐射强度 （单位时间内垂直通 过单位面积的电磁辐射能量）不得超过0.5W/m2。 若某小型无线电通讯装置的电磁辐射功率是 1.0W，则至少距该装置多远以外才是安全的？ （ ）A
核技术
产生机
LC电路 中自由电 子的的振
荡
原子的外层电子受到激
原子的 内层电 子受到
激发
原子核 受到激
发
用途
通讯 广播 导航
加热烘干、 照明
遥测遥感， 医疗，导
照相
加热等
日光灯，黑 光灯手术室 杀菌消毒， 治疗皮肤病
检查探 测，透 探测， 视，治 治疗等
063.上海市南汇区08年第二次模拟考试3A
（3）变化的磁场和变化的电场互相联系着，形成 一个不可分离的统一体——电磁场。
2、电磁波
英国物理学家麦克斯韦提出的电磁场理论预言了电磁 波的存在，德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的 存在.
电磁场和电磁波的概念：变化的电场和变化的磁场相联 系的统一体叫电磁场；电磁场的传播就是电磁波.
（1）电磁波在真空中的传播速度：v c光 3 108 m/s
2．LC振荡过程中规律的表达
在LC振荡过程中，磁场能及与磁场能相关的物理量（
如线圈中电流强度、线圈电流周围的磁场的磁感强度、
穿过线圈的磁通量等）和电场能及与电场能相关的物理
量（如电容器的极板间电压、极板间电场的电场强度、
极板上电量等）都随时间做周期相同的周期性变化。这
两组量中，一组最大时，另一组恰最小；一组增大时，
二、电磁波
1．麦克斯韦电磁场理论的要点
（1）变化的磁（电）场将产生电（磁）场。
（2）变化的磁（电）场所产生的电（磁）场取决于 磁（电）场的变化率。具体地说: 均匀变化的磁（电）场将产生恒定的电（磁）场， 非均匀变化的磁（电）场将产生变化的电（磁）场， 周期性变化的磁（电）场将产生周期相同的周期性变 化的电（磁）场。
振荡电路的 i=0 状态
i=Im
i=0
i=Im
i=0
时刻
电容器极板 上的电量 振荡电流i 电场能 磁场能
t=0
最大 i=0 最大 零
tT 4
零 正向最大
零 最大
tT 2
最大 i=0 最大 零
t 3T 4
t=T
零
最大ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
反向最大 零
最大
i=0 最大
零
4． LC振荡电路的周期公式
T 2 LC
麦克斯韦对电磁理论的研究预言了电磁波的存在，并 得到电磁波传播速度的理论值3.11×108m/s，这和当 时测出的光速3.15×108m/s非常接近，在此基础上麦 克斯韦提出了光在本质上是一种电磁波，这就是所谓 的光的电磁说。赫兹用实验证实了电磁波的存在，并 测出其波长与频率，进而得到电磁波的传播速度，用 实验证实了光的电磁说。