資源簡介

1．電磁振蕩
2．電磁波
1．知道振蕩電流、振蕩電路及LC振蕩電路的概念；了解影響電磁振蕩的周期與頻率的因素。
2．了解麥克斯韋電磁理論的主要內容。
3．了解LC振蕩電路中振蕩電流的產生過程；會求LC振蕩電路的周期與頻率。
4．了解電磁波的基本特點及其發現過程，通過電磁波體會電磁場的物質性。
知識點一　LC振蕩電路和振蕩電流　無阻尼振蕩和阻尼振蕩
1．振蕩電流：大小和方向都隨時間做周期性迅速變化的電流。
2．振蕩電路：能夠產生振蕩電流的電路。
3．振蕩過程：如圖所示，將開關S擲向1，先給電容器充電，再將開關S擲向2，從此時起，電容器要對線圈放電。
(1)放電過程：由于線圈的自感作用，放電電流不能立刻達到最大值，而是由0逐漸增大，線圈產生的磁場逐漸增強，電容器里的電場逐漸減弱，放電完畢時，電場能全部轉化為磁場能。
(2)充電過程：電容器放電完畢，由于線圈的自感作用，電流并不會立即消失，仍保持原來的方向繼續流動，電容器被反向充電，極板上帶上相反電性的電荷，充電結束，極板上的電荷最多，磁場能又轉化為電容器的電場能。此后電容器再放電、再充電，周而復始，于是電路中就有了周期性變化的振蕩電流。
(3)電磁振蕩：電場和磁場周期性的相互轉變的過程也就是電場能和磁場能周期性相互轉化的過程。
4．無阻尼振蕩和阻尼振蕩
(1)阻尼振蕩：振蕩電路中的能量逐漸損耗，振蕩電流的振幅逐漸減小，直到停止振蕩。
(2)無阻尼振蕩：沒有能量損失，振蕩電流的振幅永遠保持不變的振蕩。
(3)實際的LC振蕩是阻尼振蕩：任何電路中都有電阻，電路中總會有一部分能量會轉化為內能，另外，還會有一部分能量以電磁波的形式輻射出去。如果要實現等幅振蕩，必須有能量補充到電路中。
　在電磁振蕩過程中，電場能與磁場能相互轉化，什么時候磁場能最大？什么時候電場能最大？
提示：放電結束時磁場能最大，充電結束時電場能最大。
知識點二　電磁振蕩的周期和頻率
1．周期：電磁振蕩完成一次周期性變化需要的時間。
2．頻率：1 s內完成周期性變化的次數。
3．固有周期和固有頻率：振蕩電路里發生無阻尼振蕩時的周期和頻率分別叫作固有周期和固有頻率，簡稱振蕩電路的周期和頻率。
4．周期和頻率公式：T＝2π，f＝。
　LC振蕩電路的周期和頻率只取決于電感線圈的自感系數L和電容器的電容C，與電容器所帶電荷量、極板間電壓及回路中的電流無關。
知識點三　電磁波
1．麥克斯韋電磁理論的兩個基本假設
(1)變化的磁場能夠在周圍空間產生電場。
(2)變化的電場能夠在周圍空間產生磁場。
2．電磁波
(1)電磁波的產生
變化的電場和磁場交替產生而形成的電磁場由近及遠傳播就形成了電磁波。
(2)電磁波是橫波
電磁波的電場和磁場的方向都與傳播方向垂直，因此電磁波是橫波。電磁波是電磁場的傳播，傳播過程不需要介質。
(3)電磁波的速度
真空中電磁波的速度等于光速。
3．赫茲實驗
(1)赫茲的實驗裝置
(2)實驗現象
當感應圈的兩個金屬球間有火花跳過時，檢波器的兩個小銅球間也跳過火花。
(3)現象分析
當感應圈使得與它相連的兩個金屬球間產生火花時，空間出現了電磁波并向外傳播。當電磁波到達檢波器時，檢波器的兩銅球間也產生了火花。
(4)實驗結論：證實了電磁波的存在。
4．麥克斯韋電磁場理論的意義
不僅預言了電磁波的存在，而且揭示了電、磁、光現象在本質上的統一性，建立了完整的電磁場理論。
　變化的磁場產生電場，如果電路閉合時產生感應電流，那么電路不閉合仍有感應電動勢和電場。
[預習體驗]
思考辨析(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
(1)LC振蕩電路的電容器放電完畢時，回路中磁場能最小。 (×)
(2)LC振蕩電路的電流為零時，線圈中的自感電動勢最大。 (√)
(3)LC振蕩電路線圈的自感系數增大為原來的4倍，振蕩周期增大為原來的2倍。 (√)
(4)提高充電電壓，極板上帶更多的電荷時，能使振蕩周期變大。 (×)
(5)變化的電場一定產生變化的磁場。 (×)
(6)只要有電場和磁場，就能產生電磁波。 (×)
如圖所示，將開關S擲向1，先給電容器充電，再將開關擲向2。
(1)電容器通過線圈放電過程中，線圈中的電流怎樣變化？電容器的電場能轉化為什么形式的能？
(2)在電容器反向充電過程中，線圈中的電流如何變化？電容器和線圈中的能量是如何轉化的？
(3)線圈中自感電動勢的作用是什么？
提示：(1)電容器放電過程中，線圈中的電流逐漸增大；電容器的電場能轉化為線圈中的磁場能。
(2)在電容器反向充電過程中，線圈中的電流逐漸減??；線圈中的磁場能轉化為電容器的電場能。
(3)線圈中電流變化時，產生的自感電動勢阻礙電流的變化。
考點1　電磁振蕩
1．各物理量變化情況一覽表
時刻(時間) 工作過程 q E i B 能量
0→ 放電過程 qm→0 Em→0 0→im 0→Bm E電→E磁
充電過程 0→qm 0→Em im→0 Bm→0 E磁→E電
放電過程 qm→0 Em→0 0→im 0→Bm E電→E磁
→T 充電過程 0→qm 0→Em im→0 Bm→0 E磁→E電
2．振蕩電流、極板帶電荷量隨時間的變化圖像(如圖所示)
3．分類分析
(1)同步關系
在LC振蕩電路發生電磁振蕩的過程中，電容器上的物理量：電荷量q、電場強度E、電場能EE是同步變化的，即：
q↓→E↓→EE↓(或q↑→E↑→EE↑)。
振蕩線圈上的物理量：振蕩電流i、磁感應強度B、磁場能EB也是同步變化的，即：
i↓→B↓→EB↓(或i↑→B↑→EB↑)。
(2)同步異變關系
在LC振蕩電路振蕩過程中，電容器上的三個物理量q、E、EE與線圈中的三個物理量i、B、EB是同步異向變化的，即q、E、EE同時減小時，i、B、EB同時增大，且它們的變化是同步的。
【典例1】　某時刻LC振蕩電路自感線圈L中電流產生的磁場的磁感應強度方向如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A．若磁場正在增強，則電容器正在放電
B．若電路中電流正在減弱，則電場能在增大
C．若電容器正在放電，則電容器上極板應帶正電
D．若電容器正在充電，則線圈中的磁感應強度也在增大
D　[若磁場正在增強，則電路中電流正在增大，電容器正在放電，故A正確；若電路中電流正在減弱，則電容器正在充電，電場能在增大，故B正確；由安培定則可知，電流由上極板流向下極板，若電容器正在放電，則電容器上極板應帶正電，故C正確；若電容器正在充電，電路中電流正在減弱，則線圈中的磁感應強度減小，故D錯誤。本題選不正確的，故選D。]
　LC振蕩電路充、放電過程的判斷方法
(1)根據電流流向判斷，當電流流向帶正電的極板時，處于充電過程；反之，處于放電過程。
(2)根據物理量的變化趨勢判斷：當電容器所帶電荷量q(U、E)增大時，處于充電過程；反之，處于放電過程。
(3)根據能量判斷：電場能增加時，充電；磁場能增加時，放電。
[跟進訓練]
1．(多選)如圖所示，在LC振蕩電路中，已知某時刻電流i的方向指向A板，且正在增大，則(　　)
A．B板帶正電
B．A、B兩板間的電壓在減小
C．電容器C正在充電
D．電場能正在轉化為磁場能
ABD　[電流i正在增大，磁場能增大，電容器在放電，電場能減小，電場能轉化為磁場能，選項C錯誤，D正確；由題圖中i方向可知B板帶正電，選項A正確；由于電容器放電，電荷量減少，兩板間的電壓在減小，選項B正確。]
考點2　電磁振蕩的周期和頻率
1．LC振蕩電路的周期T＝2π，頻率f＝，決定周期和頻率的是電路本身的電容C和自感系數L，與其他因素無關。
2．LC振蕩電路一個周期內充電、放電各兩次，對應的i、B、E的大小、方向也有兩次變化。
3．LC振蕩電路一個周期內電場能與磁場能的轉化各有兩次。
【典例2】　(多選)要增大LC振蕩電路的頻率，下列方法正確的是(　　)
A．將正對著的電容器的兩個極板錯開些
B．增大電容器的充電電荷量
C．減少自感線圈的匝數
D．抽出自感線圈中的鐵芯
ACD　[要使LC振蕩電路的頻率增大，根據公式f＝，可減小線圈的自感系數L或減小電容器的電容C；將正對著的電容器的兩個極板錯開些，正對面積減小，電容C減小，故選項A正確；增大電容器的充電電荷量，電容不變，故選項B錯誤；減少自感線圈的匝數，自感系數L減小，故選項C正確；抽出自感線圈中的鐵芯，自感系數L減小，故選項D正確。]
[跟進訓練]
2．為了測量儲罐中不導電液體的高度，將與儲罐外殼絕緣的兩塊平行金屬板構成的電容C置于儲罐中，電容C可通過開關S與電感L或電源相連。如圖所示，當S從a撥到b時，LC電路中產生振蕩電流。則(　　)
A．當儲罐中的液面上升時，電容器的電容減小
B．當儲罐中的液面上升時，振蕩電流的頻率減小
C．當S從a撥到b的瞬間，線圈中的電流最大
D．當S從a撥到b的瞬間，電容器中的電場能最小
B　[根據C＝，當儲罐中的液面上升時，相對電介質常數εr變大，則電容器的電容變大，故A錯誤；根據f＝，因C變大，故振蕩電流的頻率減小，故B正確；當S從a撥到b的瞬間，此時電容器的帶電量最大，則電容器中的電場能最大，此時是電場能向磁場能轉化的初始時刻，故磁場能為零，線圈中的電流最小，且為零，故C、D錯誤。故選B。]
考點3　電磁場
1．電磁場的產生
如果在空間某處有周期性變化的電場，那么這個變化的電場就在它周圍空間產生周期性變化的磁場，這個變化的磁場又在它周圍空間產生變化的電場——變化的電場和變化的磁場是相互聯系著的，形成不可分割的統一體，這就是電磁場。
2．對麥克斯韋電磁理論的理解
恒定的電場不產生磁場 恒定的磁場不產生電場
均勻變化的電場在周圍空間產生恒定的磁場 均勻變化的磁場在周圍空間產生恒定的電場
不均勻變化的電場在周圍空間產生變化的磁場 不均勻變化的磁場在周圍空間產生變化的電場
振蕩電場產生同頻率的振蕩磁場 振蕩磁場產生同頻率的振蕩電場
【典例3】　(多選)關于電磁場的理論，下列說法中正確的是(　　)
A．變化的電場周圍產生的磁場一定是變化的
B．變化的電場周圍產生的磁場不一定是變化的
C．均勻變化的磁場周圍產生的電場也是均勻變化的
D．振蕩電場在周圍空間產生同樣頻率的振蕩磁場
BD　[變化的電場產生磁場有兩層含義。①均勻變化的電場產生恒定的磁場，均勻變化的磁場產生恒定的電場；②非均勻變化的電場產生變化的磁場。振蕩電場產生同頻率的振蕩磁場。故B、D正確，A、C錯誤。]
　(1)變化的磁場所產生的電場的電場線是閉合的，而靜電場中的電場線是不閉合的。
(2)①振蕩電場(即周期性變化的電場)產生同頻率的振蕩磁場。
②振蕩磁場(即周期性變化的磁場)產生同頻率的振蕩電場。
[跟進訓練]
3．(多選)關于電磁場理論的敘述正確的是(　　)
A．變化的磁場周圍一定存在著電場，與是否有閉合電路無關
B．周期性變化的磁場產生同頻率的周期性變化的電場
C．變化的電場和變化的磁場相互關聯，形成一個統一的場，即電磁場
D．電場周圍不一定存在磁場，磁場周圍不一定存在電場
ABD　[變化的磁場周圍產生電場，當電場中有閉合回路時，回路中有電流，若無閉合回路，電場仍然存在，A正確；若形成電磁場，則必須有周期性變化的電場和磁場，B正確，C錯誤；電場(或磁場)周圍不一定存在磁場(或電場)，D正確。]
考點4　電磁波與機械波的比較
電磁波是電磁現象，機械波是力學現象，兩種波產生的機理不同，所以除具有波的共性外，還有不同之處。
機械波 電磁波
研究對象 力學現象 電磁現象
周期性變化的物理量 位移隨時間和空間做周期性變化 電場強度E和磁感應強度B隨時間和空間做周期性變化
傳播 傳播需要介質，波速與介質有關，與頻率無關 傳播無需介質，在真空中波速總是c，在介質中傳播時，波速與介質及頻率都有關系
產生 由質點(波源)的振動產生 由周期性變化的電流(電磁振蕩)激發
干涉 可以發生 可以發生
衍射 可以發生 可以發生
橫波 可以是 是
縱波 可以是 不是
【典例4】　(多選)關于機械波與電磁波，下列說法正確的是(　　)
A．電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率有關
B．電磁波可以發生衍射現象和偏振現象
C．簡諧機械波在給定的介質中傳播時，振動的頻率越高，則波傳播速度越快
D．機械波不但能傳遞能量，而且能傳遞信息，其傳播方向就是能量或信息傳遞的方向
BD　[電磁波在真空中的傳播速度都等于光速，與電磁波的頻率無關，故A錯誤；衍射現象是波特有的現象，而偏振現象是橫波特有的現象，電磁波也是一種橫波，可以發生衍射現象和偏振現象，故B正確；機械波的傳播速度僅與介質有關，則在同一種介質中傳播時，簡諧機械波的傳播速度相等，故C錯誤；機械波不但能傳遞能量，而且能傳遞信息，其傳播方向就是能量或信息傳遞的方向，如聲波，故D正確。]
　電磁波與機械波的三點不同
(1)電磁波是電磁現象，由電磁振蕩產生；機械波是力學現象，由機械振動產生。
(2)機械波的傳播依賴于介質的存在，但電磁波的傳播不需要介質。
(3)不同頻率的機械波在同一介質中傳播速度相同，在不同介質中傳播速度不同；不同頻率的電磁波在真空中傳播速度相同，在同一介質中傳播速度不同。
[跟進訓練]
4．(多選)關于電磁波與聲波的說法，下列正確的是(　　)
A．電磁波是由電磁場發生的區域向遠處傳播，聲波是聲源的振動向遠處傳播
B．電磁波的傳播不需要介質，聲波的傳播有時也不需要介質
C．由空氣進入水中傳播時，電磁波的傳播速度變小，聲波的傳播速度變大
D．由空氣進入水中傳播時，電磁波的波長不變，聲波的波長變小
AC　[由電磁波和聲波的概念可知A正確；因為電磁波可以在真空中傳播，而聲波屬于機械波，它的傳播需要介質，在真空中不能傳播，故B錯誤；電磁波在空氣中的傳播速度近似等于真空中的速度，大于在水中的傳播速度；聲波在水中的傳播速度大于在空氣中的傳播速度，故C正確；無論是電磁波還是聲波，從一種介質進入另一種介質時頻率都不變，所以由波長λ＝及它們在不同介質中的傳播速度可知，由空氣進入水中時，電磁波的波長變短，聲波的波長變長，故D錯誤。]
1．根據麥克斯韋電磁理論，下列說法正確的是(　　)
A．有電場的空間一定存在磁場，有磁場的空間也一定能產生電場
B．在變化的電場周圍一定產生變化的磁場，在變化的磁場周圍一定產生變化的電場
C．均勻變化的電場周圍一定產生均勻變化的磁場
D．周期性變化的磁場周圍空間一定產生周期性變化的電場
D　[根據麥克斯韋電磁理論，只有變化的電場才能產生磁場，均勻變化的電場產生恒定的磁場，非均勻變化的電場產生變化的磁場，只有選項D正確。]
2．如圖所示，某瞬間回路中電流方向如箭頭所示，且此時電容器的極板A帶正電荷，則該瞬間(　　)
A．電流i正在增大，線圈L中的磁場能也正在增大
B．電容器兩極板間的電壓正在增大
C．電容器所帶電荷量正在減小
D．線圈中電流產生的磁感應強度正在增強
B　[根據電流方向可知電容器正處于充電狀態，電容器充電過程中，回路中電流減小，磁場能減小，電場能增大，電容器所帶電荷量正在增大，電壓正在增大，線圈中電流產生的磁場的磁感應強度正在減弱，故只有B正確。]
3．已知真空中的光速c＝3×108 m/s，有關電磁場和電磁波，下列說法中正確的是(　　)
A．麥克斯韋首先預言并證明了電磁波的存在
B．變化的電場一定產生變化的磁場
C．電磁波和機械波一樣只能依賴于介質傳播
D．頻率為750 kHz的電磁波在真空中傳播時，其波長為400 m
D　 [赫茲用實驗證明了電磁波的存在，A錯誤；均勻變化的電場產生恒定的磁場，B錯誤；電磁波可以在真空中傳播，C錯誤；λ＝ m＝400 m，D正確。]
4．如圖所示，LC振蕩電路中振蕩電流的周期為2×10-2 s，自振蕩電流沿逆時針方向達到最大值時開始計時，當t＝3.4×10-2 s時，電容器正處于________(選填“充電”“放電”“充電完畢”或“放電完畢”)狀態。這時電容器的上極板________(選填“帶正電”“帶負電”或“不帶電”)。
[解析]　根據題意畫出此LC回路的振蕩電流的變化圖像如圖所示。結合圖像，t＝3.4×10-2 s時刻設為圖像中的P點，則該時刻正處于反向電流減小過程，所以電容器正處于反向充電狀態，上極板帶正電。
[答案]　充電　帶正電
回歸本節知識，自我完成以下問題：
(1)LC振蕩電路中，充電過程哪些量的變化是一致的，哪些量的變化是相反的？
提示：充電過程電荷量、電壓、電場能變化一致，電流、磁場、磁場能與前三個量變化相反。
(2)電磁波是怎樣產生的？
提示：變化的電場和變化的磁場交替產生，向周圍空間傳播，由近及遠形成電磁波。
(3)電磁波有哪些特點？
提示：電磁波是橫波，是物質波，具有波的一切特性。
課時分層作業(十三)　電磁振蕩　電磁波
?題組一　電磁振蕩
1．如圖所示是電磁波發射的LC電磁振蕩電路，某時刻電路中正形成如圖所示方向的電流，此時電容器的上極板帶負電。則以下說法正確的是(　　)
A．線圈中的磁場向上且正在減弱
B．電容器中的電場向上且正在增強
C．該時刻電路中的電流減小
D．若在線圈中插入鐵芯，則發射電磁波的頻率變小
D　[由題圖可知電流由電容器的帶正電的下極板經過線圈到電容器的上極板，可得電容器正在放電，其所帶的電荷量減小，兩極板間電壓減小，電容器中的電場向上且正在減弱，故B錯誤；電場能轉化為磁場能，可知電路中的電流在增大，線圈中的磁場正在增強，由安培定則判斷線圈中的磁場向上，故A、C錯誤；在線圈中插入鐵芯，則線圈的自感系數變大，根據f＝，因L變大，故發射電磁波的頻率變小，故D正確。故選D。]
2．如圖甲所示的振蕩電路中，電容器極板間電壓隨時間的變化規律如圖乙所示，則電路中振蕩電流隨時間的變化圖像是(振蕩電流以電路中逆時針方向為正)(　　)
甲　　　　　乙
A　　　　　　　B
C　　　　　　　D
D　[電容器極板間的電壓U＝，隨電容器帶電荷量的增加而增大，隨電容器帶電荷量的減少而減少。從題圖乙可以看出，在0～這段時間內電容器充電，且UAB>0，即φA>φB，A板應帶正電，只有順時針方向的電流才能使A板被充電后帶正電，同時考慮到t＝0時刻電壓為零，電容器帶電荷量為零，電流最大，可知t＝0時刻，電流為負向最大，故選D。]
3．無線話筒是LC振蕩電路的一個典型應用，在LC振蕩電路中，某時刻磁場方向如圖所示，且電容器的上極板帶正電，下列說法正確的是(　　)
A．電流沿a流向b
B．電場能正在向磁場能轉化
C．振蕩電流正在增大
D．電容器正在充電
D　[由題圖可知線圈中的磁場方向向上，由安培定則判斷線圈中的電流是由下端流向上端，電流沿b流向a，故A錯誤；電流沿b流向a，且電容器的上極板帶正電，可知電容器正在充電，磁場能正在轉化為電場能，可知電流正在減小，故B、C錯誤，D正確。故選D。]
?題組二　電磁振蕩的周期和頻率
4．如圖所示，LC振蕩電路的L不變，C可調，要使振蕩的頻率從700 Hz變為 1 400 Hz，則可以采用的辦法有(　　)
A．把電容增大到原來的4倍
B．把電容增大到原來的2倍
C．把電容減小到原來的
D．把電容減小到原來的
D　[由題意，頻率變為原來的2倍，則周期就變為原來的，由T＝及L不變知，當C＝C0時符合要求，其中C0為原電容，D正確，A、B、C錯誤。]
5．如圖所示，LC振蕩電路中電容器的電容為C，線圈的自感系數為L，電容器在圖示時刻所帶的電荷量為Q。若圖示時刻電容器正在放電，至放電完畢所需時間為π；若圖示時刻電容器正在充電，則充電至電容器所帶電荷量最大所需時間為(　　)
A．π 　 B．π
C．π 　 D．π
C　[LC振蕩電路在一個周期內電容器會充電兩次、放電兩次，每次充電或放電的時間均為根據題意，電容器所帶的電荷量由Q減小到零所需時間為πT，說明電容器所帶的電荷量由最大放電到Q所需時間為π，則電容器所帶電荷量由Q充電至最大所需時間同樣為π，故選C。]
?題組三　電磁場
6．(多選)如圖為某系列手機無線充電的原理圖，由與充電底座相連的送電線圈和與手機電池相連的受電線圈構成。當送電線圈通入周期性變化的電流時，就會在受電線圈中感應出電流，從而實現為手機充電。在充電過程中(　　)
A．送電線圈中產生均勻變化的磁場
B．送電線圈中產生周期性變化的磁場
C．無線充電的原理是互感現象
D．手機電池是直流電源，所以受電線圈輸出的是恒定電流
BC　[由于送電線圈中通入周期性變化的電流時，根據麥克斯韋電磁理論可知送電線圈中電流產生的磁場呈周期性變化，A錯誤，B正確；無線充電利用的是電磁感應原理，所以送電線圈和受電線圈通過互感現象實現能量傳遞，C正確；周期性變化的磁場會產生周期性變化的電場，輸出的不是恒定電流，D錯誤。]
7．(多選)各磁場的磁感應強度B隨時間t變化的情況如圖所示，其中能產生持續電磁波的是(　　)
A　　　　　　　B
C　　　　　　　D
BD　[根據麥克斯韋的電磁理論，恒定的磁場不能產生電場，更不能產生電磁波，故A錯誤；根據麥克斯韋的電磁理論，周期性變化的磁場可以產生周期性變化的電場，周期性變化的電場又可以產生周期性變化的磁場，因而可以產生持續的電磁波，故B正確；均勻變化的磁場產生恒定的電場，而恒定的電場不能再產生磁場，因此不能產生持續的電磁波，C錯誤；由題圖D可知，磁場是周期性變化的，能產生周期性變化的電場，周期性變化的電場又能產生周期性變化的磁場，所以能產生持續的電磁波，故D正確。]
8．(多選)關于電磁波和機械波，下列說法正確的是(　　)
A．電磁波和機械波的傳播都需要借助于介質
B．電磁波在任何介質中傳播的速度都相同，而機械波的波速大小與介質密切相關
C．電磁波和機械波都能產生干涉和衍射現象
D．根據麥克斯韋的電磁理論，變化的電場產生磁場
CD　[機械波的傳播需要借助于介質，但電磁波的傳播不需要借助介質，選項A錯誤；電磁波和機械波的傳播速度都與介質有關，選項B錯誤；電磁波和機械波都能產生干涉和衍射現象，選項C正確；根據麥克斯韋的電磁場理論，變化的電場產生磁場，變化的磁場產生電場，選項D正確。]
9．甲坐在人民大會堂臺前60 m處聽報告，乙坐在家里離電視機 5 m 處看電視直播，已知乙所在處與人民大會堂相距 1 000 km，不考慮其他因素，則(空氣中聲速為340 m/s)(　　)
A．甲先聽到聲音 　 B．乙先聽到聲音
C．甲、乙同時聽到聲音 　 D．不能確定
B　[聲音傳到甲所需時間為t1＝≈0.176 s，傳到乙所需時間為t2＝≈0.018 s10．圖1為某超聲波發生器中的核心元件——壓電陶瓷片。為使得壓電陶瓷片發生超聲振動，需要給它通入同頻率的高頻電信號。圖2為高頻電信號發生原理圖，已知某時刻電流i的方向指向A極板，且正在增大，下列說法正確的是(　　)
A．A極板帶負電
B．線圈L兩端的電壓在增大
C．磁場能正在轉化為電場能
D．減小自感系數L，超聲振動的頻率不變
A　[電流i的方向指向A極板，且正在增大，可得電場能正在向磁場能轉化，電容器正在放電，故A極板帶負電，故A正確，C錯誤；電容器正在放電，電壓減小，線圈L兩端的電壓也隨之在減小，故B錯誤；減小線圈的自感系數L，根據f＝可知電磁振蕩的頻率變大，超聲振動的頻率也隨之變大，故D錯誤。故選A。]
11．圖甲為車輛智能道閘系統的簡化原理圖：預埋在地面下的地感線圈L和電容器C構成LC振蕩電路，當車輛靠近地感線圈時，線圈自感系數變大，使得振蕩電流頻率發生變化，檢測器將該信號發送至車牌識別器，從而向閘機發送起桿或落桿指令。某段時間振蕩電路中的電流如圖乙所示，則下列有關說法正確的是(　　)
A．t1時刻電容器間的電場強度為最大值
B．t1～t2時間內，電容器處于放電過程
C．汽車靠近線圈時，振蕩電流頻率變大
D．從圖乙波形可判斷汽車正遠離地感線圈
D　[t1時刻電流最大，磁場能最大，電容器間的電場強度為最小值，故A錯誤；t1～t2時間內，電流減小，電容器處于充電過程，故B錯誤；當車輛靠近地感線圈時，線圈自感系數變大，根據f＝可知頻率減小，故C錯誤；從題圖乙的波形可知頻率越來越大，則線圈自感系數變小，汽車正遠離地感線圈，故D正確。故選D。]
12．如圖所示，電源電動勢為E，電容器的電容為C，線圈的電感為L。將開關S從a撥向b，經過一段時間后電容器放電完畢。求電容器的放電時間和放電電流的平均值是多少？
[解析]　電容器放電時間為T，與電源電動勢無關，即t＝×2ππ。
在T內電流平均值為。
[答案]　π
13．如圖所示，LC電路中C是帶有電荷的平行板電容器，兩極板水平放置。開關S斷開時，極板間灰塵恰好靜止。當開關S閉合時，灰塵在電容器內運動。若C＝0.4 μF，L＝1 mH，重力加速度為g，求：
(1)從S閉合開始計時，經2π×10-5 s時，電容器內灰塵的加速度大小為多少？
(2)當灰塵的加速度為多大時，線圈中電流最大？
[解析]　(1)開關S斷開時，極板間灰塵處于靜止狀態，則有mg＝q·(式中m為灰塵質量，Q為電容器所帶的電荷量，d為板間距離)，由T＝代入數據解得T＝4π×10-5 s
當t＝2π×10-5 s即t＝時，振蕩電路中電流為零，電容器極板間場強方向跟t＝0時刻方向相反，則此時灰塵所受的合力為F合＝mg＋q·＝2mg
又因為F合＝ma，所以a＝2g。
(2)當線圈中電流最大時，電容器所帶的電荷量為零，此時灰塵僅受重力，灰塵的加速度為g，方向豎直向下。故當加速度為g且方向豎直向下時，線圈中電流最大。
[答案]　(1)2g　(2)加速度為g且方向豎直向下時(共72張PPT)
1．電磁振蕩
2．電磁波
第四章　電磁振蕩與電磁波
必備知識·自主預習儲備
知識點一　LC振蕩電路和振蕩電流　無阻尼振蕩和阻尼振蕩
1．振蕩電流：大小和方向都隨時間做______迅速變化的電流。
2．振蕩電路：能夠產生________的電路。
3．振蕩過程：如圖所示，將開關S擲向1，先給電容器充電，再將開關S擲向2，從此時起，電容器要對線圈放電。
周期性
振蕩電流
(1)放電過程：由于線圈的____作用，放電電流不能立刻達到最大值，而是由0逐漸增大，線圈產生的____逐漸增強，電容器里的____逐漸減弱，放電完畢時，______全部轉化為______。
(2)充電過程：電容器放電完畢，由于線圈的____作用，電流并不會立即消失，仍保持原來的方向繼續流動，電容器被反向____，極板上帶上相反電性的電荷，充電結束，極板上的電荷最多，______又轉化為電容器的______。此后電容器再放電、再充電，周而復始，于是電路中就有了周期性變化的振蕩電流。
(3)電磁振蕩：電場和磁場周期性的相互轉變的過程也就是______和______周期性相互轉化的過程。
自感
磁場
電場
電場能
磁場能
自感
充電
磁場能
電場能
電場能
磁場能
4．無阻尼振蕩和阻尼振蕩
(1)阻尼振蕩：振蕩電路中的能量逐漸損耗，振蕩電流的____逐漸減小，直到停止振蕩。
(2)無阻尼振蕩：沒有能量損失，振蕩電流的_____永遠保持不變的振蕩。
(3)實際的LC振蕩是阻尼振蕩：任何電路中都有電阻，電路中總會有一部分能量會轉化為____，另外，還會有一部分能量以______的形式輻射出去。如果要實現等幅振蕩，必須有能量補充到電路中。
振幅
振幅
內能
電磁波
思考　在電磁振蕩過程中，電場能與磁場能相互轉化，什么時候磁場能最大？什么時候電場能最大？
提示：放電結束時磁場能最大，充電結束時電場能最大。
知識點二　電磁振蕩的周期和頻率
1．周期：電磁振蕩完成一次周期性變化需要的____。
2．頻率：1 s內完成周期性變化的____。
3．固有周期和固有頻率：振蕩電路里發生無阻尼振蕩時的周期和頻率分別叫作____周期和____頻率，簡稱振蕩電路的周期和頻率。
4．周期和頻率公式：T＝_______，f＝______。
提醒　LC振蕩電路的周期和頻率只取決于電感線圈的自感系數L和電容器的電容C，與電容器所帶電荷量、極板間電壓及回路中的電流無關。
時間
次數
固有
固有

知識點三　電磁波
1．麥克斯韋電磁理論的兩個基本假設
(1)變化的磁場能夠在周圍空間產生電場。
(2)變化的電場能夠在周圍空間產生磁場。
2．電磁波
(1)電磁波的產生
變化的電場和磁場交替產生而形成的電磁場由近及遠傳播就形成了______。
電磁波
(2)電磁波是橫波
電磁波的電場和磁場的方向都與傳播方向____，因此電磁波是__波。電磁波是電磁場的傳播，傳播過程______介質。
(3)電磁波的速度
真空中電磁波的速度等于____。
3．赫茲實驗
(1)赫茲的實驗裝置
垂直
橫
不需要
光速
(2)實驗現象
當感應圈的兩個金屬球間有火花跳過時，檢波器的兩個小銅球間也跳過火花。
(3)現象分析
當感應圈使得與它相連的兩個金屬球間產生火花時，空間出現了______并向外傳播。當電磁波到達檢波器時，檢波器的兩銅球間也產生了火花。
(4)實驗結論：證實了______的存在。
電磁波
電磁波
4．麥克斯韋電磁場理論的意義
不僅預言了______的存在，而且揭示了電、磁、光現象在本質上的______，建立了完整的電磁場理論。
提醒　變化的磁場產生電場，如果電路閉合時產生感應電流，那么電路不閉合仍有感應電動勢和電場。
電磁波
統一性
[預習體驗]
思考辨析(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
(1)LC振蕩電路的電容器放電完畢時，回路中磁場能最小。 (　)
(2)LC振蕩電路的電流為零時，線圈中的自感電動勢最大。 (　)
(3)LC振蕩電路線圈的自感系數增大為原來的4倍，振蕩周期增大為原來的2倍。 (　)
(4)提高充電電壓，極板上帶更多的電荷時，能使振蕩周期變大。 (　)
(5)變化的電場一定產生變化的磁場。 (　)
(6)只要有電場和磁場，就能產生電磁波。 (　)
×
√
√
×
×
×
關鍵能力·情境探究達成
如圖所示，將開關S擲向1，先給電容器充電，再將開關擲向2。
(1)電容器通過線圈放電過程中，線圈中的電流怎樣變化？電容器的電場能轉化為什么形式的能？
(2)在電容器反向充電過程中，線圈中的電流如何變
化？電容器和線圈中的能量是如何轉化的？
(3)線圈中自感電動勢的作用是什么？
提示：(1)電容器放電過程中，線圈中的電流逐漸增大；電容器的電場能轉化為線圈中的磁場能。
(2)在電容器反向充電過程中，線圈中的電流逐漸減??；線圈中的磁場能轉化為電容器的電場能。
(3)線圈中電流變化時，產生的自感電動勢阻礙電流的變化。
考點1　電磁振蕩
1．各物理量變化情況一覽表
時刻(時間) 工作過程 q E i B 能量
放電過程 qm→0 Em→0 0→im 0→Bm E電→E磁
充電過程 0→qm 0→Em im→0 Bm→0 E磁→E電
放電過程 qm→0 Em→0 0→im 0→Bm E電→E磁
充電過程 0→qm 0→Em im→0 Bm→0 E磁→E電
2．振蕩電流、極板帶電荷量隨時間的變化圖像(如圖所示)
3．分類分析
(1)同步關系
在LC振蕩電路發生電磁振蕩的過程中，電容器上的物理量：電荷量q、電場強度E、電場能EE是同步變化的，即：
q↓→E↓→EE↓(或q↑→E↑→EE↑)。
振蕩線圈上的物理量：振蕩電流i、磁感應強度B、磁場能EB也是同步變化的，即：
i↓→B↓→EB↓(或i↑→B↑→EB↑)。
(2)同步異變關系
在LC振蕩電路振蕩過程中，電容器上的三個物理量q、E、EE與線圈中的三個物理量i、B、EB是同步異向變化的，即q、E、EE同時減小時，i、B、EB同時增大，且它們的變化是同步的。
【典例1】　某時刻LC振蕩電路自感線圈L中電流產生的磁場的磁感應強度方向如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A．若磁場正在增強，則電容器正在放電
B．若電路中電流正在減弱，則電場能在增大
C．若電容器正在放電，則電容器上極板應帶正電
D．若電容器正在充電，則線圈中的磁感應強度也在增大
√
D　[若磁場正在增強，則電路中電流正在增大，電容器正在放電，故A正確；若電路中電流正在減弱，則電容器正在充電，電場能在增大，故B正確；由安培定則可知，電流由上極板流向下極板，若電容器正在放電，則電容器上極板應帶正電，故C正確；若電容器正在充電，電路中電流正在減弱，則線圈中的磁感應強度減小，故D錯誤。本題選不正確的，故選D。]
規律方法　LC振蕩電路充、放電過程的判斷方法
(1)根據電流流向判斷，當電流流向帶正電的極板時，處于充電過程；反之，處于放電過程。
(2)根據物理量的變化趨勢判斷：當電容器所帶電荷量q(U、E)增大時，處于充電過程；反之，處于放電過程。
(3)根據能量判斷：電場能增加時，充電；磁場能增加時，放電。
√
[跟進訓練]
1．(多選)如圖所示，在LC振蕩電路中，已知某時刻電流i的方向指向A板，且正在增大，則(　　)
A．B板帶正電
B．A、B兩板間的電壓在減小
C．電容器C正在充電
D．電場能正在轉化為磁場能
√
√
ABD　[電流i正在增大，磁場能增大，電容器在放電，電場能減小，電場能轉化為磁場能，選項C錯誤，D正確；由題圖中i方向可知B板帶正電，選項A正確；由于電容器放電，電荷量減少，兩板間的電壓在減小，選項B正確。]
【典例2】　(多選)要增大LC振蕩電路的頻率，下列方法正確的是(　　)
A．將正對著的電容器的兩個極板錯開些
B．增大電容器的充電電荷量
C．減少自感線圈的匝數
D．抽出自感線圈中的鐵芯
√
√
√
[跟進訓練]
2．為了測量儲罐中不導電液體的高度，將與儲罐外殼絕緣的兩塊平行金屬板構成的電容C置于儲罐中，電容C可通過開關S與電感L或電源相連。如圖所示，當S從a撥到b時，LC電路中產生振蕩電流。則(　　)
A．當儲罐中的液面上升時，電容器的電容減小
B．當儲罐中的液面上升時，振蕩電流的頻率減小
C．當S從a撥到b的瞬間，線圈中的電流最大
D．當S從a撥到b的瞬間，電容器中的電場能最小
√
考點3　電磁場
1．電磁場的產生
如果在空間某處有周期性變化的電場，那么這個變化的電場就在它周圍空間產生周期性變化的磁場，這個變化的磁場又在它周圍空間產生變化的電場——變化的電場和變化的磁場是相互聯系著的，形成不可分割的統一體，這就是電磁場。
2．對麥克斯韋電磁理論的理解
恒定的電場不產生磁場 恒定的磁場不產生電場
均勻變化的電場在周圍空間產生恒定的磁場 均勻變化的磁場在周圍空間產生恒定的電場
不均勻變化的電場在周圍空間產生變化的磁場 不均勻變化的磁場在周圍空間產生變化的電場
振蕩電場產生同頻率的振蕩磁場 振蕩磁場產生同頻率的振蕩電場
【典例3】　(多選)關于電磁場的理論，下列說法中正確的是(　　)
A．變化的電場周圍產生的磁場一定是變化的
B．變化的電場周圍產生的磁場不一定是變化的
C．均勻變化的磁場周圍產生的電場也是均勻變化的
D．振蕩電場在周圍空間產生同樣頻率的振蕩磁場
BD　[變化的電場產生磁場有兩層含義。①均勻變化的電場產生恒定的磁場，均勻變化的磁場產生恒定的電場；②非均勻變化的電場產生變化的磁場。振蕩電場產生同頻率的振蕩磁場。故B、D正確，A、C錯誤。]
√
√
規律方法　(1)變化的磁場所產生的電場的電場線是閉合的，而靜電場中的電場線是不閉合的。
(2)①振蕩電場(即周期性變化的電場)產生同頻率的振蕩磁場。
②振蕩磁場(即周期性變化的磁場)產生同頻率的振蕩電場。
[跟進訓練]
3．(多選)關于電磁場理論的敘述正確的是(　　)
A．變化的磁場周圍一定存在著電場，與是否有閉合電路無關
B．周期性變化的磁場產生同頻率的周期性變化的電場
C．變化的電場和變化的磁場相互關聯，形成一個統一的場，即電磁場
D．電場周圍不一定存在磁場，磁場周圍不一定存在電場
√
√
√
ABD　[變化的磁場周圍產生電場，當電場中有閉合回路時，回路中有電流，若無閉合回路，電場仍然存在，A正確；若形成電磁場，則必須有周期性變化的電場和磁場，B正確，C錯誤；電場(或磁場)周圍不一定存在磁場(或電場)，D正確。]
考點4　電磁波與機械波的比較
電磁波是電磁現象，機械波是力學現象，兩種波產生的機理不同，所以除具有波的共性外，還有不同之處。
機械波 電磁波
研究對象 力學現象 電磁現象
周期性變化的物理量 位移隨時間和空間做周期性變化 電場強度E和磁感應強度B隨時間和空間做周期性變化
機械波 電磁波
傳播 傳播需要介質，波速與介質有關，與頻率無關 傳播無需介質，在真空中波速總是c，在介質中傳播時，波速與介質及頻率都有關系
產生 由質點(波源)的振動產生 由周期性變化的電流(電磁振蕩)激發
機械波 電磁波
干涉 可以發生 可以發生
衍射 可以發生 可以發生
橫波 可以是 是
縱波 可以是 不是
【典例4】　(多選)關于機械波與電磁波，下列說法正確的是(　　)
A．電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率有關
B．電磁波可以發生衍射現象和偏振現象
C．簡諧機械波在給定的介質中傳播時，振動的頻率越高，則波傳播速度越快
D．機械波不但能傳遞能量，而且能傳遞信息，其傳播方向就是能量或信息傳遞的方向
√
√
BD　[電磁波在真空中的傳播速度都等于光速，與電磁波的頻率無關，故A錯誤；衍射現象是波特有的現象，而偏振現象是橫波特有的現象，電磁波也是一種橫波，可以發生衍射現象和偏振現象，故B正確；機械波的傳播速度僅與介質有關，則在同一種介質中傳播時，簡諧機械波的傳播速度相等，故C錯誤；機械波不但能傳遞能量，而且能傳遞信息，其傳播方向就是能量或信息傳遞的方向，如聲波，故D正確。]
規律方法　電磁波與機械波的三點不同
(1)電磁波是電磁現象，由電磁振蕩產生；機械波是力學現象，由機械振動產生。
(2)機械波的傳播依賴于介質的存在，但電磁波的傳播不需要介質。
(3)不同頻率的機械波在同一介質中傳播速度相同，在不同介質中傳播速度不同；不同頻率的電磁波在真空中傳播速度相同，在同一介質中傳播速度不同。
[跟進訓練]
4．(多選)關于電磁波與聲波的說法，下列正確的是(　　)
A．電磁波是由電磁場發生的區域向遠處傳播，聲波是聲源的振動向遠處傳播
B．電磁波的傳播不需要介質，聲波的傳播有時也不需要介質
C．由空氣進入水中傳播時，電磁波的傳播速度變小，聲波的傳播速度變大
D．由空氣進入水中傳播時，電磁波的波長不變，聲波的波長變小
√
√
學習效果·隨堂評估自測
2
4
3
題號
1
√
1．根據麥克斯韋電磁理論，下列說法正確的是(　　)
A．有電場的空間一定存在磁場，有磁場的空間也一定能產生電場
B．在變化的電場周圍一定產生變化的磁場，在變化的磁場周圍一定產生變化的電場
C．均勻變化的電場周圍一定產生均勻變化的磁場
D．周期性變化的磁場周圍空間一定產生周期性變化的電場
D　[根據麥克斯韋電磁理論，只有變化的電場才能產生磁場，均勻變化的電場產生恒定的磁場，非均勻變化的電場產生變化的磁場，只有選項D正確。]
2
3
題號
1
4
√
2．如圖所示，某瞬間回路中電流方向如箭頭所示，且此時電容器的極板A帶正電荷，則該瞬間(　　)
A．電流i正在增大，線圈L中的磁場能也正在增大
B．電容器兩極板間的電壓正在增大
C．電容器所帶電荷量正在減小
D．線圈中電流產生的磁感應強度正在增強
2
3
題號
1
4
B　[根據電流方向可知電容器正處于充電狀態，電容器充電過程中，回路中電流減小，磁場能減小，電場能增大，電容器所帶電荷量正在增大，電壓正在增大，線圈中電流產生的磁場的磁感應強度正在減弱，故只有B正確。]
2
3
題號
4
1
√
3．已知真空中的光速c＝3×108 m/s，有關電磁場和電磁波，下列說法中正確的是(　　)
A．麥克斯韋首先預言并證明了電磁波的存在
B．變化的電場一定產生變化的磁場
C．電磁波和機械波一樣只能依賴于介質傳播
D．頻率為750 kHz的電磁波在真空中傳播時，其波長為400 m
2
4
3
題號
1
4．如圖所示，LC振蕩電路中振蕩電流的周期為2×10-2 s，自振蕩電流沿逆時針方向達到最大值時開始計時，當t＝3.4×10-2 s時，電容器正處于________(選填“充電”“放電”“充電完畢”或“放電完畢”)狀態。這時電容器的上極板________(選填“帶正電”“帶負電”或“不帶電”)。
充電
帶正電
2
4
3
題號
1
[解析]　根據題意畫出此LC回路的振蕩電流的變化圖像如圖所示。結合圖像，t＝3.4×10-2 s時刻設為圖像中的P點，則該時刻正處于反向電流減小過程，所以電容器正處于反向充電狀態，上極板帶正電。
回歸本節知識，自我完成以下問題：
(1)LC振蕩電路中，充電過程哪些量的變化是一致的，哪些量的變化是相反的？
提示：充電過程電荷量、電壓、電場能變化一致，電流、磁場、磁場能與前三個量變化相反。
(2)電磁波是怎樣產生的？
提示：變化的電場和變化的磁場交替產生，向周圍空間傳播，由近及遠形成電磁波。
(3)電磁波有哪些特點？
提示：電磁波是橫波，是物質波，具有波的一切特性。
題號
課時分層作業(十三)　電磁振蕩　電磁波
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√
?題組一　電磁振蕩
1．如圖所示是電磁波發射的LC電磁振蕩電路，某時刻電路中正形成如圖所示方向的電流，此時電容器的上極板帶負電。則以下說法正確的是(　　)
A．線圈中的磁場向上且正在減弱
B．電容器中的電場向上且正在增強
C．該時刻電路中的電流減小
D．若在線圈中插入鐵芯，則發射電磁波的頻率變小
題號
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題號
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√
2．如圖甲所示的振蕩電路中，電容器極板間電壓隨時間的變化規律如圖乙所示，則電路中振蕩電流隨時間的變化圖像是(振蕩電流以電路中逆時針方向為正)(　　)
A　　　　　B
C　　　　　D
甲　　　　乙
題號
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3．無線話筒是LC振蕩電路的一個典型應用，在LC振蕩電路中，某時刻磁場方向如圖所示，且電容器的上極板帶正電，下列說法正確的是(　　)
A．電流沿a流向b
B．電場能正在向磁場能轉化
C．振蕩電流正在增大
D．電容器正在充電
題號
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D　[由題圖可知線圈中的磁場方向向上，由安培定則判斷線圈中的電流是由下端流向上端，電流沿b流向a，故A錯誤；電流沿b流向a，且電容器的上極板帶正電，可知電容器正在充電，磁場能正在轉化為電場能，可知電流正在減小，故B、C錯誤，D正確。故選D。]
題號
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√
?題組三　電磁場
6．(多選)如圖為某系列手機無線充電的原理圖，由與充電底座相連的送電線圈和與手機電池相連的受電線圈構成。當送電線圈通入周期性變化的電流時，就會在受電線圈中感應出電流，從而實現為手機充電。在充電過程中(　　)
A．送電線圈中產生均勻變化的磁場
B．送電線圈中產生周期性變化的磁場
C．無線充電的原理是互感現象
D．手機電池是直流電源，所以受電線圈輸出的是恒定電流
√
題號
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BC　[由于送電線圈中通入周期性變化的電流時，根據麥克斯韋電磁理論可知送電線圈中電流產生的磁場呈周期性變化，A錯誤，B正確；無線充電利用的是電磁感應原理，所以送電線圈和受電線圈通過互感現象實現能量傳遞，C正確；周期性變化的磁場會產生周期性變化的電場，輸出的不是恒定電流，D錯誤。]
題號
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7．(多選)各磁場的磁感應強度B隨時間t變化的情況如圖所示，其中能產生持續電磁波的是(　　)
A　　　　　B
C　　　　　D
√
√
題號
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BD　[根據麥克斯韋的電磁理論，恒定的磁場不能產生電場，更不能產生電磁波，故A錯誤；根據麥克斯韋的電磁理論，周期性變化的磁場可以產生周期性變化的電場，周期性變化的電場又可以產生周期性變化的磁場，因而可以產生持續的電磁波，故B正確；均勻變化的磁場產生恒定的電場，而恒定的電場不能再產生磁場，因此不能產生持續的電磁波，C錯誤；由題圖D可知，磁場是周期性變化的，能產生周期性變化的電場，周期性變化的電場又能產生周期性變化的磁場，所以能產生持續的電磁波，故D正確。]
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√
8．(多選)關于電磁波和機械波，下列說法正確的是(　　)
A．電磁波和機械波的傳播都需要借助于介質
B．電磁波在任何介質中傳播的速度都相同，而機械波的波速大小與介質密切相關
C．電磁波和機械波都能產生干涉和衍射現象
D．根據麥克斯韋的電磁理論，變化的電場產生磁場
√
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CD　[機械波的傳播需要借助于介質，但電磁波的傳播不需要借助介質，選項A錯誤；電磁波和機械波的傳播速度都與介質有關，選項B錯誤；電磁波和機械波都能產生干涉和衍射現象，選項C正確；根據麥克斯韋的電磁場理論，變化的電場產生磁場，變化的磁場產生電場，選項D正確。]
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9．甲坐在人民大會堂臺前60 m處聽報告，乙坐在家里離電視機 5 m 處看電視直播，已知乙所在處與人民大會堂相距 1 000 km，不考慮其他因素，則(空氣中聲速為340 m/s)(　　)
A．甲先聽到聲音 　 B．乙先聽到聲音
C．甲、乙同時聽到聲音 　 D．不能確定
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√
10．圖1為某超聲波發生器中的核心元件——壓電陶瓷片。為使得壓電陶瓷片發生超聲振動，需要給它通入同頻率的高頻電信號。圖2為高頻電信號發生原理圖，已知某時刻電流i的方向指向A極板，且正在增大，下列說法正確的是(　　)
A．A極板帶負電
B．線圈L兩端的電壓在增大
C．磁場能正在轉化為電場能
D．減小自感系數L，超聲振動的頻率不變
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11．圖甲為車輛智能道閘系統的簡化原理圖：預埋在地面下的地感線圈L和電容器C構成LC振蕩電路，當車輛靠近地感線圈時，線圈自感系數變大，使得振蕩電流頻率發生變化，檢測器將該信號發送至車牌識別器，從而向閘機發送起桿或落桿指令。某段時間振蕩電路中的電流如圖乙所示，則下列有關說法正確的是(　　)
A．t1時刻電容器間的電場強度為最大值
B．t1～t2時間內，電容器處于放電過程
C．汽車靠近線圈時，振蕩電流頻率變大
D．從圖乙波形可判斷汽車正遠離地感線圈
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12．如圖所示，電源電動勢為E，電容器的電容為C，線圈的電感為L。將開關S從a撥向b，經過一段時間后電容器放電完畢。求電容器的放電時間和放電電流的平均值是多少？
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13．如圖所示，LC電路中C是帶有電荷的平行板電容器，兩極板水平放置。開關S斷開時，極板間灰塵恰好靜止。當開關S閉合時，灰塵在電容器內運動。若C＝0.4 μF，L＝1 mH，重力加速度為g，求：


(1)從S閉合開始計時，經2π×10-5 s時，電容器內灰塵的加速度大小為多少？
(2)當灰塵的加速度為多大時，線圈中電流最大？
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(2)當線圈中電流最大時，電容器所帶的電荷量為零，此時灰塵僅受重力，灰塵的加速度為g，方向豎直向下。故當加速度為g且方向豎直向下時，線圈中電流最大。
[答案]　(1)2g　(2)加速度為g且方向豎直向下時

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