14.2光的波动性　电磁波与相对论（解析版）-2023年高考物理一轮复习提升核心素养

14.2光的波动性　电磁波与相对论

一、光的干涉、衍射和偏振

1．光的干涉

(1)定义：在两列光波叠加的区域，某些区域相互加强，出现亮条纹，某些区域相互减弱，出现暗条纹，且加强区域和减弱区域相互间隔的现象．

(2)条件：两束光的频率相同、相位差恒定．

(3)双缝干涉图样特点：单色光照射时，形成明暗相间的等间距的干涉条纹；白光照射时，中央为白色亮条纹，其余为彩色条纹．

2．光的衍射

发生明显衍射的条件：只有当障碍物的尺寸与光的波长相差不多，甚至比光的波长还小的时候，衍射现象才会明显．

3．光的偏振

(1)自然光：包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同．

(2)偏振光：在垂直于光的传播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动的光．

(3)偏振光的形成

①让自然光通过偏振片形成偏振光．

②让自然光在两种介质的界面发生反射和折射，反射光和折射光可以成为部分偏振光或完全偏振光．

(4)光的偏振现象说明光是一种横波．

二、电磁波和相对论

1．电磁场、电磁波、电磁波谱

(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的传播，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．

④v＝λf，f是电磁波的频率．

(3)电磁波的发射

①发射条件：开放电路和高频振荡信号，所以要对传输信号进行调制(调幅或调频)．

②调制方式

a．调幅：使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变．

b．调频：使高频电磁波的频率随信号的强弱而变．

(4)无线电波的接收

①当接收电路的固有频率跟接收到的无线电波的频率相等时，激起的振荡电流最强，这就是电谐振现象．

②使接收电路产生电谐振的过程叫做调谐，能够调谐的接收电路叫做调谐电路．

③从经过调制的高频振荡中“检”出调制信号的过程，叫做检波．检波是调制的逆过程，也叫做解调．

(5)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叫做电磁波谱．

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．

2．相对论

(1)狭义相对论的两个基本假设

①狭义相对性原理：在不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的．

②光速不变原理：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的，光速和光源、观测者间的相对运动没有关系．

(2)质速关系

①物体的质量随物体速度的增加而增大，物体以速度v运动时的质量m与静止时的质量m0之间有如下关系：

m＝.

②物体运动时的质量总要大于静止时的质量m0.

(3)质能关系

用m表示物体的质量，E表示它具有的能量，则爱因斯坦质能方程为：E＝mc2.

光的干涉现象

例题1.

如图所示，用频率为f的单色光(激光)垂直照射双缝，在光屏的P点出现第3条暗条纹，已知光速为c，则P到双缝S1、S2的距离之差|r1－r2|应为(　　)

A.  B.  C.  D.

【答案】　D

【解析】

出现第3条暗条纹，说明S1、S2到P点距离之差为(2n－1)＝(2×3－1)＝λ，而λ＝，所以|r1－r2|＝λ＝，故D正确．

(多选)(2021·浙江6月选考·16)肥皂膜的干涉条纹如图所示，条纹间距上面宽、下面窄．下列说法正确的是(　　)

A. 过肥皂膜最高和最低点的截面一定不是梯形

B．肥皂膜上的条纹是前后表面反射光形成的干涉条纹

C．肥皂膜从形成到破裂，条纹的宽度和间距不会发生变化

D．将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90°，条纹也会跟着转动90°

【答案】AB

【解析】

　肥皂膜因为自重会上面薄而下面厚，因表面张力的原因其截面应是一个圆滑的曲面而不是梯形，A正确；薄膜干涉是等厚干涉，干涉条纹是前后表面反射光形成的，B正确；形成条纹的原因是前后表面的反射光叠加出现了振动加强点和振动减弱点，从形成到破裂的过程中上面越来越薄，下面越来越厚，因此会出现加强点和减弱点的位置发生变化，条纹宽度和间距发生变化，C错误；将肥皂膜外金属环左侧的把柄向上转动90°，由于重力、表面张力和粘滞力的作用，肥皂膜的形状和厚度会重新分布，因此条纹并不会跟着旋转90°，D错误．

以下现象不属于干涉的是(　　)

A．白光经过杨氏双缝得到彩色图样

B．白光照射肥皂膜呈现彩色图样

C．白光经过三棱镜得到彩色图样

D．白光照射水面油膜呈现彩色图样

【答案】C

【解析】

　选项A是双缝干涉，选项B是薄膜干涉，选项C是光的色散，选项D是薄膜干涉．故选C.

光的衍射和偏振现象

例题2.

如图所示的4种明暗相间的条纹分别是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮条纹)．在下面的4幅图中从左往右排列，亮条纹的颜色依次是(　　)

A．红黄蓝紫   B．红紫蓝黄

C．蓝紫红黄   D．蓝黄红紫

【答案】B

【解析】

双缝干涉条纹是等间距的，而单缝衍射条纹除中央亮条纹最宽、最亮之外，两侧条纹亮度、宽度都逐渐减小，因此1、3为双缝干涉条纹，2、4为单缝衍射条纹．相邻亮条纹间距Δx＝λ，红光波长比蓝光波长长，则红光干涉条纹间距大于蓝光干涉条纹间距，即1、3分别对应红光和蓝光．而在单缝衍射中，当单缝宽度一定时，波长越长，衍射越明显，即中央条纹越宽越亮，黄光波长比紫光波长长，即2、4分别对应紫光和黄光．综上所述，1、2、3、4四个图中亮条纹的颜色依次是：红、紫、蓝、黄，B正确．

奶粉的碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量．偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了．如图所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间．

(1)偏振片A的作用是_______________________________________．

(2)偏振现象证明了光是一种________．

(3)以下说法中正确的是________．

A．到达O处光的强度会减弱

B．到达O处光的强度不会减弱

C．将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片B转过的角度等于α

D．将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最强，偏振片A转过的角度等于α

【答案】(1)把自然光变成偏振光　(2)横波　(3)ACD

【解析】

　(1)自然光通过偏振片后变为偏振光．

(2)偏振现象证明光是一种横波．

(3)偏振片只能让一定偏振方向的光通过，没有样品时，要使到达O处的光最强，偏振片A、B的透光方向应相同；当放入样品时，由于样品的“旋光度”是α，即偏振方向不再与B的透光方向平行，到达O处光的强度会减弱，A正确，B错误；偏振片B转过的角度等于α，并与偏振光的方向平行时，光到达O处的强度将再次最大，C正确；同理，D正确．

用如图甲所示装置做圆孔衍射实验，在屏上得到的衍射图样如图乙所示，实验发现，光绕过孔的边缘，传播到了相当大的范围．下列说法正确的是(　　)

A．此实验说明了光沿直线传播

B．圆孔变小，衍射图样的范围反而变大

C．圆孔变小，中央亮斑和亮纹的亮度反而变大

D．用不同波长的光做实验，衍射图样完全相同

【答案】B

【解析】

此实验说明了光的衍射现象，故A错误；圆孔变小，衍射现象更明显，透光强度变小，中央亮斑和亮纹的亮度变弱，衍射图样的范围反而变大，故B正确，C错误；用不同波长的光做实验，衍射图样并不相同，因为波长越长，对同一圆孔而言，衍射现象越明显，故D错误．

电磁振荡　电磁波

例题3.

(2020·浙江1月选考·8)如图所示，单刀双掷开关S先打到a端让电容器充满电．t＝0时开关S打到b端，t＝0.02 s时LC回路中电容器下极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值．则(　　)

A．LC回路的周期为0.02 s

B．LC回路的电流最大时电容器中电场能最大

C．t＝1.01 s时线圈中磁场能最大

D．t＝1.01 s时回路中电流沿顺时针方向

【答案】　C

例7　(多选)关于电磁波，下列说法正确的是(　　)

A．电磁波在真空中的传播速度与电磁波的频率无关

B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波

C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直

D．利用电磁波传递信号可以实现无线通信，但电磁波不能通过电缆、光缆传输

【答案】　ABC

【解析】

　电磁波在真空中的传播速度等于光速，与频率无关，A正确；电磁波是周期性变化的电场和磁场互相激发得到的，B正确；电磁波传播方向与电场方向、磁场方向均垂直，C正确；光是一种电磁波，光可在光导纤维中传播，D错误．

(多选)关于物理知识在生活中的应用，下列说法正确的是(　　)

A．机场、车站所用的测量人体温度的测温仪应用的是紫外线

B．雷达是利用无线电波中的微波来测定物体位置的无线电设备

C．γ射线可以用来治疗某些癌症

D．医院给病人做的脑部CT应用的是X射线的穿透本领较强

【答案】BCD

【解析】

　一切物体均发出红外线，温度不同，辐射强度不同，测量人体温度的测温仪应用的是红外线，A错误；雷达是利用无线电波中的微波来测定物体位置的，B正确；γ射线可以摧毁病变的细胞，用来治疗某些癌症，C正确；给病人做的脑部CT应用的是X射线的穿透本领较强，D正确．

雪深雷达是2020珠峰高程测量主力设备之一，该系统主要利用天线发射和接收高频电磁波来探测珠峰峰顶冰雪层厚度，如图所示．下列说法正确的是(　　)

A．雷达利用电磁波的干涉特性工作

B．电磁波发射时需要进行调谐和解调

C．电磁波从空气进入雪地，频率减小，波长增大

D．在电磁波中，电场和磁场随时间和空间做周期性变化

【答案】　D

【解析】

　电磁波同声波一样，遇到障碍物反射，雷达利用电磁波的反射特性工作，故A错误；电磁波发射时需要调制，接收时需要调谐和解调，故B错误；电磁波的频率由波源决定，与介质无关，故C错误；电磁波电场和磁场随时间和空间做周期性变化，故D正确．

狭义相对论

例题4. 如图所示，两艘飞船A、B沿同一直线同向飞行，相对地面的速度均为v(v接近光速c)．地面上的人测得它们相距为L，则飞船A上的人测得两飞船间的距离________(选填“大于”“等于”或“小于”)L.当B向A发出一光信号，飞船A上的人测得该信号的速度为________．

【答案】大于　c(或光速)

【解析】

　　　狭义相对论的两个基本原理之一就是光速不变原理，因此飞船A上的人测得信号的速度仍等于c(或光速)，以地面为参考系，在运动方向有尺缩效应现象，而B相对A是静止的，没有尺缩效应现象，则飞船A上的人测得两飞船距离应大于L.

1905年到1915年，爱因斯坦先后发表的狭义相对论和广义相对论在20世纪改变了理论物理学和天文学，取代了主要由牛顿创立的有200年历史的力学理论。狭义相对论适用于基本粒子及其相互作用，描述了除引力以外的所有物理现象。广义相对论解释了引力定律及其与其他自然力的关系，适用于宇宙学和天体物理学领域，包括天文学。下列有关相对论的内容，说法正确的是（　　）

A．狭义相对论的两条基本假设是不确定关系与光速不变原理

B．飞船以的速度航行，若飞船向正前方的某一星球发射激光，则该星球上的观察者测量到的激光速度为

C．由于相对论的提出，牛顿力学已经失去了它的应用价值

D．已知子低速运动时的平均寿命是。当它以的速度飞行，若以地面为参考系，此时子的平均寿命变长

【答案】D

【解析】A．狭义相对论的两条基本假设是狭义相对性原理与光速不变原理，故A项错误；

B．根据狭义相对论的假设，真空中光速相对于不同的惯性参考系是相同的，即在任何地方的光速都是c，故B项错误；

C．在微观高速领域，要用量子力学和相对论理论来解释，但是并不会因为相对论和量子力学的出现就否定了牛顿力学，牛顿力学仍然是正确的，故不会过时也不会失去价值，故C项错误；

D．当子低速运动时的平均寿命是。当它以的速度飞行，若以地面为参考系，此时子的平均寿命变长，故D项正确。

故选D。

如图所示,地面上A、B两处的中点处有一点光源S，甲观察者站在光源旁,乙观察者乘坐速度为v（接近光速）的光火箭沿AB方向飞行.两观察者身边各有一只事先在地面校准了的相同的时钟.下列对相关现象的描述中，正确的是（      ）

A．甲测得的AB间的距离大于乙测得的AB间的距离

B．甲认为飞船中的钟变慢了，乙认为甲身边的钟变快了

C．甲测得光速为c，乙测得的光速为c-v

D．当光源S发生一次闪光后，甲认为A、B两处同时接收到闪光，乙则认为A先接收到闪光

【答案】A

【解析】A．由爱因斯坦的长度收缩原理，可知运动的速度v越大，测出的距离越短，则乙测得的AB间的距离小于甲测得的AB间的距离；故A正确.

B．由时间变慢假说，可知运动的速度v越大，时间变慢，即乙测得的时间变长；故B错误.

C．根据爱因斯坦的光速不变原理，可知甲乙在两种不同的参考系里测出的光速都为c；故C错误.

D．甲乙在两种不同的参考系里测出的光速都为c,距离恒定，则AB两处都是同时接收到闪光；故D错误.

故选A.

一、单选题

1．如图所示，凸透镜的弯曲表面是个球面，球面的半径叫作这个曲面的曲率半径。把一个凸透镜压在一块平面玻璃上，让单色光从上方射入，从上往下看凸透镜，可以看到亮暗相间的圆环状条纹。这个现象是牛顿首先发现的，这些环状条纹叫作牛顿环。下列说法正确的是（　　）

A．圆环状条纹是由于凸透镜上、下表面的反射光发生干涉形成的

B．圆环状条纹的间距不相等，从圆心向外条纹越来越稀疏

C．如果改用一个表面曲率半径更大的凸透镜，观察到的圆环状条纹间距将变小

D．如果改用波长更长的单色光照射，观察到的圆环状条纹间距将变大

【答案】D

【解析】A．当光垂直照射到凸透镜上时，光的传播方向不变，而当光从玻璃射入空气时一部分光发生反射，另一部分光透射进入空气，当该部分光从空气进入下面的平面玻璃时又有一部分光发生反射，这样两列反射光是相干光，它们在凸透镜的下表面相遇，当光程差为波长的整数倍时是亮条纹，当光程差为半个波长的奇数倍时是暗条纹，故出现亮暗相间的圆环状干涉条纹，故A错误；

B．圆环状条纹的间距不相等，从圆心向外条纹越来越密集，故B错误；

C．若换一个曲率半径更大的凸透镜，仍然相同的水平距离但空气层的厚度变小，所观察到的圆环状条纹间距变大，故C错误；

D．如果改用波长更长的单色光照射而其他条件保持不变，则观察到的圆环状条纹间距变大，故D正确。

故选D。

2．如图所示，一束复色光经玻璃三棱镜后分开成a、b、c和d四种单色光。用这四种单色光分别作为双缝干涉实验的光源。下列说法正确的是（　　）

A．d光的频率最高 B．a光在棱镜中的速度最大

C．d光产生的干涉条纹宽度最大 D．a光产生的干涉条纹宽度最大

【答案】C

【解析】A．根据光路图可知，a光的偏折角最大，d光的偏折角最小，则a光的折射率最大，d光的折射率最小，a光的频率最大，d光的频率最小，故A错误；

B．根据

可知，a光在棱镜中的速度最小，故B错误；

CD．根据

可知，d光频率最小，波长最长，干涉条纹宽度最大，故C正确，D错误。

故选C。

3．如图甲所示为研究光的干涉现象的实验装置，狭缝S1、S2的间距d可调，狭缝到屏的距离为L。同一单色光垂直照射在狭缝上，实验中在屏上得到了图乙所示图样（图中阴影部分表示暗条纹）。下列说法正确的是（　　）

A．图乙中双缝干涉图样的亮条纹，经过半个周期后变成暗条纹

B．仅减小狭缝S1、S2的间距d，图乙中相邻亮条纹的中心间距增大

C．仅增加L，图乙中相邻亮条纹的中心间距减小

D．若S1、S2到屏上P点的距离差为半波长的奇数倍，P点处是亮条纹

【答案】B

【解析】A．频率或波长相同，相位相差恒定的两列波叠加，使某些区域的振动加强，某些区域振动减弱，并且振动加强和振动减弱的区域互相间隔，形成稳定的干涉图样，故图乙中双缝干涉图样的亮条纹，经过半个周期后仍是亮条纹，故A错误；

BC．根据双缝干涉公式

可知仅减小狭缝S1、S2的间距d乙中相邻亮条纹的中心间距增大，仅增加L时，图乙中相邻亮条纹的中心间距也增大，故B正确，C错误；

D．照射双缝时，若S1、S2到屏上P点的距离差为半波长的奇数倍，则两束光波发生相互削弱，即P点处为暗条纹，故D错误。

故选B。

4．a光经过某干涉仪形成的光的干涉图样如图甲所示，若只将a光换成b光照射同一干涉仪，形成的光的干涉图样如图乙所示，则下列叙述正确的是（　　）

A．a光的频率较大 B．b光的频率较小

C．a光的波长较大 D．b光的波长较大

【答案】C

【解析】由图可知，a光的干涉条纹间距大于b光的条纹间距，同样的干涉装置，根据公式

Δx＝ λ

可知，波长越大，间距越大，所以a光的波长较大，b光的波长较小；根据公式

f＝

可知，光速相同，波长越大，频率越小，所以a光的频率较小，b光的频率较大。

故选C。

5．如图所示是杨氏双缝干涉实验示意图，其中S1、S2为双缝，D为光屏，实验中观察到屏上O点为中央亮条纹的中心，P1为第一级亮条纹的中心，若将双缝间的距离变小，其他条件不变，则（　　）

A．屏上的干涉条纹的间距将变大

B．屏上的O点可能出现暗条纹

C．屏上P1位置仍然可能为亮条纹的中心

D．屏上P1位置不可能为暗条纹的中心

【答案】A

【解析】A．由

知，d变小，Δx变大，A正确；

B．O点到S1、S2光程差仍然为零，仍为中央亮条纹，B错误；

CD．Δx变大，第一级亮条纹的中心一定上移，P1不可能仍然是亮条纹的中心，但可能为暗条纹的中心，故CD错误。

故选A。

6．对于以下的光学现象说法中正确的是（　　）

A．图甲是双缝干涉示意图，若只增大两个狭缝、间的距离d，相邻亮条纹间距离将减小

B．图乙是单色光单缝衍射实验现象，若在狭缝宽度相同情况下，上图对应光的波长较短

C．图丙是用干涉法检测工件表面平整程度时得到的干涉图样，弯曲的干涉条纹说明被检测的平面在此处是凹下的

D．图丁中的P、Q是偏振片，当P固定不动，缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化，此现象表明光波是纵波

【答案】A

【解析】A．根据

可知只增大两个狭缝的距离d，相邻亮条纹间距离将减小，A正确；

B．由图可知，上图的衍射现象比下图更明显，可知在狭缝宽度相同情况下，下图对应的光波长较短，B错误；

C．由图可知，条纹向空气薄膜较厚处发生弯曲，说明弯曲处的光程差变短，空气薄膜间距变小，则被检测的平面在此处是凸起的，C错误；

D．缓慢转动Q时，光屏上的光亮度将一明一暗交替变化，表明光波是横波，D错误。

故选A。

7．如图所示，一束激光照在一个很小的不透明的圆盘上，在影的中心有一个亮斑，这就是著名的“泊松亮斑”。“泊松亮斑”的形成说明光（　　）

A．能发生衍射 B．能发生干涉

C．能发生偏振 D．能沿直线传播

【答案】A

【解析】当用激光照射直径小于激光束的不透明圆盘时，在圆盘后屏上的阴影中心出现了一个亮斑，亮斑的周围是明暗相间的环状条纹，这就是泊松亮斑。说明光线偏离原来的直线方向传播，是激光绕过不透光的圆盘发生衍射形成的，故A正确，BCD错误。

故选A。

8．科学家早在1966年就研究发现蓝光可引起视网膜细胞的损伤，其中波长400~450纳米的蓝光对视网膜危害程度最大，生活中的电视、电脑、手机等各类LED发光屏为了画面靓丽却往往会提升蓝光强度。如图所示，人们可用防蓝光眼镜减小蓝光对眼睛的损害，关于防蓝光镜片制作的原理可能正确的是（　　）

A．用偏振片作为镜片，利用光的偏振将蓝光过滤

B．把镜片制作得很薄，利用光的衍射将蓝光过滤

C．在镜片上涂一层膜，利用光的干涉将蓝光过滤

D．用折射率较大的材料做镜片，利用光的全返射将蓝光过滤

【答案】C

【解析】A．从电视、电脑、手机等各类LED中发出的光是自然光，包含着垂直于传播方向上沿一切方向的振动的光，无法通过偏振片只滤过蓝光，故A错误；

B．把镜片制作得很薄，蓝光也可以从镜片中透射，且镜片尺寸远大于蓝光波长，几乎不会发生衍射现象，故B错误；

C．在镜片上涂一层特定厚度的膜，使蓝光在膜的前表面和镜片前表面的反射光发生干涉增强，使蓝光的反射增强，透射减弱，即可以过滤蓝光，故C正确；

D．用折射率较大的材料做镜片，蓝光在从镜片内射入空气时不可能满足在各点的入射角都大于临界角，无法利用光的全发射将蓝光过滤，故D错误。

故选C。

9．如图所示，P是一偏振片，它的透振方向为竖直方向（图中用带箭头的实线表示）。现用四种入射光束分别照射P时，不能在P的另一侧观察到透射光的是（　　）

A．太阳光

B．沿竖直方向振动的光

C．沿水平方向振动的光

D．沿与竖直方向成45°角振动的光

【答案】C

【解析】A．太阳光包含在垂直传播方向沿各个方向振动的光，当太阳光照射P时能在P的另一侧观察到偏振光，A不符合题意；

B．沿竖直方向振动的光能通过偏振片，B不符合题意；

C．沿水平方向振动的光不能通过偏振片，C符合题意；

D．沿与竖直方向成45°角振动的光能部分通过偏振片，D不符合题意。

故选C。

10．如图所示，电源电动势为3 V，单刀双掷开关S先置于a端使电路稳定。在t=0时刻开关S置于b端，若经检测发现，t=0.02 s时刻，自感线圈两端的电势差第一次为1.5 V。如果不计振荡过程的能量损失，下列说法正确的是（　　）

A．0.04s时回路中的电流为零

B．0.08s时电感线圈中的自感电动势值最大为3V

C．0.07s~0.08s时间内，电容器极板间电场方向竖直向上且逐渐减小

D．0.04s~0.05s时间内，线圈中的磁场能逐渐增大

【答案】C

【解析】AB．由题意知S置于b端后，自感线圈两端的电势差呈余弦规律变化，由于t=0时刻电容器电压为3V，故此时自感线圈两端的电势差也为3 V，然后开始减小，当第一次为1.5 V时，则可知经历时间为六分之一周期，故振荡周期为0.12s。所以0.04s时回路中的电流不为零，0.03s时回路中的电流才为零，0.06s时电感线圈中的自感电动势值达到最大，为3 V，故AB错误；

C．经分析，0.07s~0. 08s时间内，电容器极板间电场方向竖直向上且逐渐减小，故C正确；

D．0.04s~0.05s时间内，线圈两端的电势差增大即电容器极板间电场增大，电场能增大，则磁场能逐渐减小，故D错误。

故选C。