图13—1—14
(1)UＣ的大小为多少??
(2)求U0为何值时，才能使通过与间断时间之比Δt1∶Δt2＝2∶1？? 【解析】 (1)电子通过平行极板所用时间t=
lv≈10-9 s，而交变电压的周期T=10-2 s.由于
lvT,故对于通
过极板的电子来说，可认为板间电压及场强是稳定不变的，每个电子均做类平抛运动，水平方向匀速，场强方向匀变速.设电子经过平行板的时间为t,所受电场力为F，则：a=板间时有：
12Fm?eUCmd,t=
lv,电子束不能通过两极
at2＝y≥
mvdel22d22,由以上三式可得：
UＣ≥＝91 V?
(2)画图分析：UＣ＝U0sin(π/3)，? 所以U0＝UＣ／sin(π/3)=
91 V32＝105 V.?
【答案】 (1) 91 V （2）105 V?
第Ⅱ单元 电磁场和电磁波?
●知识聚焦?
一、振荡电流和振荡电路?
大小和方向都做周期性变化的电流叫做振荡电流.能产生振荡电流的电路叫振荡电路，LC电路是最简单的振荡电路.?
二、电磁振荡及其周期、频率?
振荡电路中产生振荡电流的过程中，线圈中的电流、电容器极板上的电量及其与之相联系的磁场能、电场能也都作周期性变化，这种现象叫做电磁振荡.?
1.振荡原理：利用电容器的充放电和线圈的自感作用产生振荡电流，形成电场能和磁场能的周期性相互转化.?
2.振荡过程：电容器放电时，电容器所带电量和电场能均减少，直到零；电路中的电流和磁场能均增大，直到最大值.充电时，情况相反.电容器正反向充放电一次，便完成一次
振荡的全过程.图13—2—1表示振荡过程中有关物理量的变化.?
图13—2—1
3.周期和频率：电磁振荡完成一次周期性变化所用的时间叫做电磁振荡的周期.1 s内完成电磁振荡的次数叫做电磁振荡的频率.对LC电路产生的电磁振荡，其周期和频率由电路本身性质决定：?
T＝2?LC f＝
12?LC
三、电磁场和电磁波? 1.麦克斯韦电磁场理论?
（1）不仅电荷能够产生电场，变化的磁场也能产生电场.? (2)不仅电流能够产生磁场，变化的电场也能产生磁场.? 2.电磁场和电磁波?
变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一体，即为电磁场，电磁场由近及远的传播就形成电磁波.?
3.电磁波的波速?
在真空中，任何频率的电磁波的传播速度都等于光速c=3.00×108 m/s.其波速、波长、周期频率间关系?为：c==fλ.?
T复习时注意以下的几个方面：?
（1）麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，赫兹用实验成功的证实了电磁波的存在.
（2）在电磁波中，电场强度和磁感应强度是互相垂直的，且都和电磁波的传播方向垂直，所以电磁波为横波.?
（3）电磁波的传播过程，也是电磁能的传播过程.? （4）电磁波的传播不需要介质.? 四、无线电波的发射?
1.调制：在无线电应用技术中，首先将声音、图象等信息通过声电转换、光电转换等方式转为电信号，这种电信号频率很低，不能用来直接发射电磁波.把要传递的低频率电信号“加”到高频电磁波上，使电磁波随各种信号而改变叫调制.?
调幅和调频：使高频振荡的振幅随信号而改变叫做调幅.使高频振荡的频率随信号而改变叫做调频.? 五、无线电波的接收?
1.电谐振：当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，这种现象叫做电谐振.?
2.调谐：调谐电路的固有频率可以在一定范围内连续改变，将调谐电路的频率调节到与需要接收的某个频率的电磁波相同，即，使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐.?
3.检波：从接收到的高频振荡中分离出所携带的信号的过程叫做检波.检波是调制的逆过程，也叫解调.?
4.无线电的接收：天线接收到所有的电磁波，经调谐选择出所需要的电磁波，再经检波取出携带的信号，放大后再还原成声音或图象的过程.?
六、电视的基本原理?
电视系统主要由摄像机和接收机组成.把图象各个部位分成一系列小点，称为像素，每幅图象至少要有几十万个像素.摄像机将画面上各个部分的光点，根据明暗情况逐点逐行逐帧地变为强弱不同的信号电流，随电磁波发射出去.?
电视机接收到电磁波后，经调谐、检波得到电信号，按原来的次序在显像管的荧光屏上汇成图象.? 中国电视广播标准采用每1 s传送25帧画面，每帧由625条线组成.? 七、雷达的基本原理?
雷达是利用无线电波来测定物体位置的无线电设备，一般由天线系统、发射装置、接收装置、输出装置（显示器）、电源、用于控制雷达工作和处理信号的计算机以及防干扰设备等构成.?
●疑难辨析?
麦克斯韦电磁理论是理解电磁场和电磁波的关键所在，应注意领会以下内容：变化的磁
场可产生电场，产生的电场的性质是由磁场的变化情况决定的，均匀变化的磁场产生稳定的电场，非均匀变化的磁场产生变化的电场，振荡的磁场产生同频率振荡的电场；反之亦然.?
●典例剖析?
［例1］LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图13—2—2所示，则下列说法错误的是
图13—2—2
A.若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电? B.若电容器正在放电，则电容器上极板带负电? C.若电容器上极板带正电，则线圈中电流正在增大?
D.若电容器正在放电，则自感电动势正在阻碍电流增大?
【解析】 先根据安培定则判断出电流的方向，若该时刻电容器上极板带正电，则可知电容器处于充电阶段，电流应正在减小，知A叙述正确.?
若该时刻电容器上极板带负电，则可知电容器正在放电，电流正在增强，知B叙述正确，由楞次定律知D叙述亦正确.因而错误选项只有C.?
【思考】 (1)若磁场正在增强，则电场能和磁场能是如何转化的?电容器是充电还是放电?线圈两端的电压是增大还是减小??
(2)若此时磁场最强(t＝0)，试画出振荡电流ｉ和电容器上板带电量q随时间t变化的图象?
(3)若使该振荡电路产生的电磁波的波长更短些，可采取什么措施?(包括：线圈匝数、铁芯、电介质、正对面积、板间距离等)?
【思考提示】 （1）磁场增强，磁场能增大，电场能减小，电容器放电，电容器两端电压降低，线圈两端电压降低.?
(2)?
（3）根据λ=cT和T=2π
LC,为减小λ,需减小L或C.?
【设计意图】 通过本例说明分析电磁振荡过程中各量变化的方法.?
［例2］某电路中电场随时间变化的图象如图13—2—3所示，能发射电磁波的电场是?
图13—2—3
【解析】 变化的电场可产生磁场，产生的磁场的性质是由电场的变化情况决定的.均匀变化的电场产生稳定的磁场，非均匀变化的电场产生变化的磁场，振荡的电场产生同频率振荡的磁场.?
图A中电场不随时间变化，不会产生磁场.图B和图C中电场都随时间做均匀的变化，在周围空间产生稳定的磁场，这个磁场不能再激发电场，所以不能激起电磁波.图D中电场随时间做不均匀的变化,能在周围空间产生变化的磁场，而这磁场的变化也是不均匀的，又能产生变化的电场，从而交织成一个不可分割的统一体，即形成电磁场，才能发射电磁波.?
【设计意图】 通过本例说明形成电磁波的条件.? ●反馈练习?
1.建立电磁场理论的科学家是_______.用实验证明电磁波存在的科学家是_______.? 【答案】 麦克斯韦 赫兹?
2.关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是?? A.电场和磁场总是相互联系着，统称为电磁场? B.电磁场由发生区域向远处传播就是电磁波? C.电磁场是一种物质，不能在真空中传播? D.电磁波的传播速度总是3.0×108 m/s? 【答案】 B?
3.某电磁波从真空进入介质后，发生变化的物理量有? A.波长和频率 B.波速和频率? C.波长和波速 D.频率和能量? 【答案】 C?
4.电磁波和机械波相比较?
①电磁波传播不需要介质，机械波传播需要介质?
②电磁波在任何物质中传播速度都相同，机械波波速大小决定于介质? ③电磁波、机械波都会发生衍射?
④机械波会发生干涉，电磁波不会发生干涉? 以上说法正确的是?
A.①③ B.②④? C.①④ D.②③? 【答案】 A?
5.关于电磁波，下列说法中正确的是
A.在真空中，频率高的电磁波速度较大?
B.在真空中，电磁波的能量越大，传播速度越大? C.电磁波由真空进入介质，速度变小，频率不变?
D.只要发射电路的电磁振荡一停止，产生的电磁波立即消失?
【解析】 任何频率的电磁波在真空中的传播速度都是c，故AB都错.
电磁波由真空进入介质，波速变小，而频率不变，Ｃ对.变化的电场、磁场由变化区域向外传播就形成电磁波，发射电路的电磁振荡一停止，就不再发射电磁波，但已产生的电磁波并不消失，故Ｄ错.?
【答案】 C?
6.无线电广播的中波段波长的范围是187 m~560 m，为了避免邻近电台的干扰，两个电台的频率范围至少应差104 Hz，则在此波段中最多能容纳的电台数约为多少个？?
【解析】 中波段的频率范围为?
fmax=
c?3?101873?1056088?minc Hz=1.6×106 Hz?
fmin=
?max?Hz=0.54×106 Hz?
在此波段最多容纳的电台数? n=
fmax?fmin?1.6?106?0.54?101046?f=106?
【答案】 106?
7.某收音机接收电磁波的波长范围在577 m到182 m之间，求该收音机接收到的电磁波的频率范围.?
【解析】 根据c=λf? f1＝
c?3?105778?1cHz=5.20×105 Hz?
f2＝
?2?3?101828Hz=1.65×106 Hz?
所以，频率范围为5.20×105 Hz～1.65×106 Hz? 【答案】 5.20×105 Hz～1.65×106 Hz?
8.关于LC振荡电路中的振荡电流，下列说法中正确的是? A.振荡电流最大时，电容器两极板间的场强最大? B.振荡电流为零时，线圈中自感电动势为零?
C.振荡电流增大的过程中，线圈中磁场能转化成电场能? D.振荡电流减小的过程中，线圈中自感电动势增大? 【答案】 Ｄ? 9.LC振荡电路中，某时刻的电流方向如图13—2—4所示，则下确的是
列说法中正
图13—2—4