第3章 电磁振荡与电磁波 一、电磁振荡的三个“两”电磁振荡在近年来的高考中出现的频率较高．学习中若能抓住三个“两”，就可把握好本章的知识要点，从而使知识系统化．1．两类物理量考题大部分是围绕某些物理量在电磁振荡中的变化规律而设计的，因此，分析各物理量的变化规律就显得尤为重要．这些物理量可分为两类： 图3－1一类是电流(i)．振荡电流i在电感线圈中形成磁场，因此，线圈中的磁感应强度B、磁通量Φ和磁场能E磁具有与之相同的变化规律．另一类是电压(u)．电容器极板上所带的电荷量q、两极板间的场强E、电场能E电、线圈的自感电动势E的变化规律与u的相同．电流i和电压u的变化不同步，规律如图3－1.2．两个过程电磁振荡过程按电容器的电荷量变化可分为充、放电过程．当电容器的电荷量增加时为充电过程，这个过程中电路的电流减小；电荷量减小时为放电过程，这个过程中电路的电流增加，变化如图3－1.在任意两个过程的分界点对应的时刻，各物理量取特殊值(零或最大)．3．两类初始条件图3－2中的电路甲和乙，表示了电磁振荡的两类不同初始条件．图甲中开关S从1合向2时，振荡的初始条件为电容器开始放电，图乙中S从1合向2时，振荡的初始条件为电容器开始充电，学习中应注意区分这两类初始条件，否则会得出相反的结论． 图3－2 如图3－3所示的LC振荡回路，当开关S转向右边发生振荡后，下列说法中正确的是( ) 图3－3A．振荡电流达到最大值时，电容器上的带电荷量为零B．振荡电流达到最大值时，磁场能最大C．振荡电流为零时，电场能为零D．振荡电流相邻两次为零的时间间隔等于振荡周期的一半【解析】 由LC电路电磁振荡的规律知，振荡电流最大时，即是放电刚结束时，电容器上电荷量为0，A对．回路中电流最大时螺线管中磁场最强，磁场能最大，B对．振荡电流为0时充电结束，极板上电荷量最大、电场能最大，C错．电流相邻两次为零的时间间隔恰好等于半个周期，D对．【答案】 ABD二、有关电磁场与电磁波问题1．麦克斯韦电磁场理论认为：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，变化的电场和变化的磁场交替产生，形成电磁场，电磁场在空间中的传播，叫电磁波．麦克斯韦预言了电磁波的存在，揭示了电、磁、光现象在本质上的统一性．2．解答问题的关键是明确怎样变化的电场(磁场)产生怎样变化的磁场(电场)．(1)不变化的电场(磁场)不产生磁场(电场)．(2)均匀变化的电场(磁场)产生恒定的磁场(电场)．(3)周期性变化的电场(磁场)产生同频率的周期性变化的磁场(电场)． 关于麦克斯韦电磁场理论，下列说法正确的是( )A．稳定的电场产生稳定的磁场B．均匀变化的电场产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场产生均匀变化的电场C．变化的电场产生的磁场一定是变化的D．振荡电场周围空间产生的磁场也是振荡的【思路点拨】 正确理解麦克斯韦电磁场理论的两个要点．【解析】 麦克斯韦电磁场理论要点是：变化的磁场(电场)要在周围空间产生电场(磁场)，若磁场(电场)的变化是均匀的，产生的电场(磁场)是稳定的，若磁场(电场)的变化是振荡的，产生的电场(磁场)也是振荡的，由此可判定正确答案为D项，A、B、C错．故选D.【答案】 D三、电磁波与机械波电磁波与机械波都是波，但又各有自己的特点，如能正确比较电磁波和机械波的异同，就能全面、透彻理解这两个知识点．1．电磁波和机械波的共同点(1)二者都能发生干涉和衍射．(2)介质决定二者的传播速度．(3)二者在不同介质中传播时频率不变．2．电磁波和机械波的区别(1)二者本质不同电磁波是电磁场的传播，机械波是质点机械振动的传播．(2)传播机理不同电磁波的传播机理是电磁场交替感应，机械波的传播机理是质点间的机械作用．(3)电磁波传播不需介质，而机械波传播需要介质．(4)电磁波是横波．机械波既有横波又有纵波，甚至有的机械波同时有横波和纵波，例如地震波． 对于机械波和电磁波的比较，下列说法中正确的是( )A．机械波能发生反射、折射、干涉及衍射等现象，电磁波不能B．它们的本质是相同的，只是频率不同C．机械波的传播速度和电磁波的传播速度都与介质有关，与频率无关D．机械波的传播需要介质，而电磁波的传播不需要介质【解析】 机械波与电磁波都具有波的特性：反射、折射、干涉和衍射等现象，A项错；电磁波研究的是电磁现象，而机械波研究的是力学现象，故本质不同，B项错，机械波的传播速度只与介质有关，而电磁波的传播速度既与介质有关还与频率有关，C选项错误．【答案】 D
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