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* 电磁波习题解析 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 例1 07年1月海淀区期末练习2 07年1月广东省汕尾市调研测试1 电磁波 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. LC振荡过程中规律的表达 2． 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，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。 0 t i t1 t4 t2 t3 （a） 0 t u t1 t3 t4 t2 （b） LC振荡过程一个周期内的几个特殊状态 3． 零 最大 零 最大 零 磁 场 能 最大 零 最大 零 最大 电 场 能 i=0 反向最大 i=0 正向最大 i=0 振荡电流i 最大 零 最大 零 最大 电容器极板上的电量 t=T t=0 时 刻 振荡电路的状 态 i=0 i=0 i=0 i=Im i=Im LC振荡电路的周期公式 4． （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。 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。 （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。 电磁波 2、 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： 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: 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. 电磁波的特点： 3. （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）电磁波与物质相互作用时，能发生反射、吸收、折射现象. （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. 例1、 如图（甲）电路中，L是电阻不计的电感器, C是电容器，闭合电键S，待电路达到稳定状态后，再打开电键S，LC电路中将产生电磁振荡，如果规定电感器L中的电流方向从a到b为正，打开电键的时刻为t=0，那么图（乙）中能正确表示电 感器中的电流随时间t变化规律的是 图（甲） L C S a b t 0 t i T 0 t i T B A 0 t i T D 0 i T C 图（乙） 图（甲） L C S a b 分析： 要正确理解电磁振荡过程中线圈中电流和两端电压（即电容器电极板间电压）的变化关系，一定要注意克服由欧姆定律所形成的电阻中 电流和其两端电压成正比的思维定势。 解答：从下面几点考虑： （1）S断开前ab段短路，电容器不带电； （2）S断开时， ab中产生自感电动势，阻碍电流减小给电容C充电，此时电流正向最大； （3）给电容器充电过程，电容器充电量最大时，ab中电流减为零。此后LC发生电磁振荡形成交变电流. 综上所述：应选B。 07年1月海淀区期末练习2 2．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是