高考物理一轮复习讲义专题14.3 电磁振荡和电磁波（2份打包，原卷版+解析版）

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1.物理观念：
知道电磁波的发射、传播和接收。认识电磁波谱。知道各个波段的电磁波的名称、特征和典型应用。
2.科学态度与责任：
初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想，初步了解场的统一性与多样性，体会物理学对统一性的追求。
【讲考点题型】
1.麦克斯韦电磁场理论
变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场.
2.电磁波
(1)电磁场在空间由近及远地向周围传播，形成电磁波.
(2)电磁波的传播不需要介质，可在真空中传播，在真空中不同频率的电磁波传播速度相同(都等于光速).
(3)不同频率的电磁波，在同一介质中传播，其速度是不同的，频率越高，波速越小.
(4)v＝λf，f是电磁波的频率.
3.电磁波的发射与接收
(1)发射电磁波需要开放的高频振荡电路，并对电磁波根据信号的强弱进行调制(两种方式：调幅、调频).
(2)接收电磁波需要能够产生电谐振的调谐电路，再把信号从高频电流中解调出来，调幅波的解调也叫检波.
4.电磁波谱
按照电磁波的频率或波长的大小顺序把它们排列成谱.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.
5.电磁波与机械波的比较
【方法总结】狭义相对论问题的求解技巧
(1)解决“同时”的相对性问题，可从三个方面入手：
①令观测者静止，判断被观测者因相对运动而引起的位置变化．
②结合光速不变原理，分析光传播到两个事件所用的时间．
③光先传播到的事件先发生，光后传播到的事件后发生．
(2)“动尺缩短”是指沿运动方向上的长度比其相对静止时测量的长度要短一些，在垂直于运动方向上的长度没有变化．
(3)“动钟变慢”是指两个不同惯性系进行时间比较的结果，也是相对的，即两个惯性系中的观测者都发现对方的钟变慢了．
【例题】（2022·安徽省临泉第一中学高三开学考试）如图甲所示，在变化的磁场中放置一个闭合电路，电路里产生了感应电流；如图乙所示，空间存在变化的磁场，其周围产生感应电场，下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两图一定能持续产生电磁波
B．对甲图，从上向下看，电子在回路中沿顺时针方向运动
C．闭合电路只是检验变化的磁场产生电场，即使没有闭合电路空间仍能产生电场
D．变化的电场周围产生磁场，与闭合电路是否存在有关
【答案】 C
【解析】A．若甲、乙两图的磁场均匀变化，就会产生稳定不变的电场，稳定不变的电场不会产生磁场，就不会持续产生电磁波，故A错误；
B．对甲图，从上向下看，感应电流沿顺时针方向，电子在回路中沿逆时针方向运动，故B错误：
C．变化的磁场周围产生电场是一种普遍存在的现象，与闭合电路是否存在无关，甲图的闭合电路只是检验变化的磁场产生电场，乙图即使没有闭合电路空间仍能产生电场，故C正确：
D．同理，变化的电场周围产生磁场也是一种普遍存在的现象，与闭合电路是否存在无关，D错误。
故选C。
【素养提升】本题考察的学科素养主要是物理观念。
【变式训练1】（2022·重庆·临江中学高三开学考试）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．电路中的磁场能在增大B．流过M点的电流方向向左
C．电路中电流正在增加D．电容器两板间的电压在减小
【答案】 B
【解析】AC．因该时刻电容器正在充电，则电流逐渐减小，电路中的磁场能在减小，故AC错误；
B．该时刻电容器正在充电，此时电容器上极板带正电，则充电时流过M点的电流方向向左，故B正确；
D．充电时，电容器两板间的电压在增大，故D错误。
故选B。
【必备知识】对麦克斯韦电磁场理论的理解
名称
项目
电磁波
机械波
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
传播介质
不需要介质(在真空中仍可传播)
必须有介质(真空中不能传播)
波的种类
横波
既有横波也有纵波
速度特点
由介质和频率决定，在真空中等于光速(c＝3×108 m/s)
仅由介质决定
能量
都能携带能量并传播能量
速度公式
v＝λf
遵循规律
都能发生反射、折射、干涉、衍射等现象