《電磁場(chǎng)和電磁波》PPT課件.ppt

電磁場(chǎng)和電磁波,物理組：高廣源,第一節(jié) 電磁振蕩,1.電磁波與現(xiàn)代科技和人類(lèi)生活的密切關(guān)系。在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，電磁波對(duì)我們來(lái)說(shuō)越來(lái)越重要。,2.電磁波到底是什么？為什么它具有那么大的威力？它又是怎樣產(chǎn)生的呢？它有哪些性質(zhì)？是否具有波的共同特性？怎樣利用它來(lái)傳遞各種信號(hào)？,研究電磁波應(yīng)從電磁振蕩開(kāi)始。,返回,是什么,怎樣產(chǎn)生,特性,怎樣利用,為什么,性質(zhì),1、振蕩電流：,大小和方向都做周期性變化的電流叫做振蕩電流,能夠產(chǎn)生振蕩電流的電路叫做振蕩電路,2、振蕩電路：,一、振蕩電流與振蕩電路：,3、理想的LC振蕩電路：,(2)理想的LC振蕩電路:只考慮電感、電容的作用，而忽略能量損耗,(1)LC回路：由線(xiàn)圈L和電容C組成的最簡(jiǎn)單振蕩電路。,返回,演示,二、電磁振蕩的產(chǎn)生：,(1)與電場(chǎng)能有關(guān)的因素：,電場(chǎng)能,電場(chǎng)線(xiàn)密度,電容器帶電量q,電容器極板間電壓u,1、與電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能有關(guān)的因素：,電場(chǎng)強(qiáng)度E,(2)與磁場(chǎng)能有關(guān)的因素：,磁場(chǎng)能,磁感線(xiàn)密度,磁感強(qiáng)度B,線(xiàn)圈中電流 i,q u i ,2、電磁振蕩的產(chǎn)生過(guò)程：,電容器 具有充放 電 作 用,線(xiàn)圈 具有自 感作用,UCULL,UC,UL,L,q=Qm i=0,返回,(1)、兩個(gè)物理過(guò)程：,放電過(guò)程；電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能，q i,充電過(guò)程：磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能，q i,充電完畢狀態(tài)：磁場(chǎng)能向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化完畢，電場(chǎng)能最大，磁場(chǎng)能最小。,放電完畢狀態(tài)：電場(chǎng)能向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化完畢，磁場(chǎng)能最大，電場(chǎng)能最小。,LC回路工作過(guò)程具有對(duì)稱(chēng)性和周期性，可歸結(jié)為：,(2)、兩個(gè)特殊狀態(tài)：,1、電磁振蕩的特點(diǎn)：,三、電磁振蕩的變化規(guī)律：,(1)總能量守恒電場(chǎng)能磁場(chǎng)能恒量,電場(chǎng)能,磁場(chǎng)能,放電,充電,2、電磁振蕩的變化規(guī)律：,(2)電場(chǎng)能與磁場(chǎng)能交替轉(zhuǎn)化,電容器電壓,電容器帶電量,電路中電流,同步變化,同步變化,步調(diào)相反,(3)變化規(guī)律的圖象描述：,3、電磁振蕩：,在振蕩電路產(chǎn)生振蕩電流的過(guò)程中，電容器極板上的電荷、通過(guò)線(xiàn)圈的電流，以及跟電荷和電流相聯(lián)系的電場(chǎng)和磁場(chǎng)都發(fā)生周期性的變化，這種現(xiàn)象叫電磁振蕩。,充電：加在電容器兩端的電壓產(chǎn)生充電電流；線(xiàn)圈的電感阻礙充電電流的突變。 放電：線(xiàn)圈的電感維持放電電流不變；電容器兩端電壓阻礙放電電流。,加速：回復(fù)力使振子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化，慣性維持振子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變。 減速：慣性維持振子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，回復(fù)力使振子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變。,電容C 電感L（相當(dāng)于慣性） 電荷q 電流i 電場(chǎng)能E電場(chǎng)能 磁場(chǎng)能E磁場(chǎng)能,彈簧勁度系數(shù)k（或單擺擺長(zhǎng)L） 振子質(zhì)量m（慣性） 位移x 速度V 勢(shì)能Ep 動(dòng)能Ek,兩極間電勢(shì)差隨時(shí)間作正弦規(guī)律變化,振動(dòng)的位移隨時(shí)間作正弦規(guī)律變化,電場(chǎng)能與磁場(chǎng)能相互轉(zhuǎn)化，總能量守恒,動(dòng)能與勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，總能量守恒,振蕩電路中自由電子的電磁運(yùn)動(dòng),振子的機(jī)械運(yùn)動(dòng),4、電磁振蕩與簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的類(lèi)比,返回,1、無(wú)阻尼振蕩,振蕩電流的振幅保持不變，即作等幅振蕩。,2、阻尼振蕩,振蕩電流的振幅逐漸變小，即作減幅振蕩。,四、阻尼振蕩和無(wú)阻尼振蕩：,返回,例題1：如圖所示的LC振蕩電路正處在振蕩過(guò) 程中，某時(shí)刻L中的磁場(chǎng)和C中的電場(chǎng)如圖所示， 可知( ) A、電容器中的電場(chǎng)強(qiáng)度正在增大 B、線(xiàn)圈中磁感強(qiáng)度正在增大 C、該時(shí)刻電容器帶電量最多 D、該時(shí)刻振蕩電流達(dá)最大值,答案：A,課堂練習(xí)： 1、 LC振蕩電路中某時(shí)的狀態(tài)如 圖，試作出 qt 和it 圖線(xiàn)。,2、在LC振蕩電路中，在電容器充電完畢未開(kāi) 始放電時(shí)，正確的說(shuō)法是： A、電場(chǎng)能正向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化 B、磁場(chǎng)能正向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化 C、電路里的電場(chǎng)最強(qiáng) D、電路里的磁場(chǎng)最強(qiáng),C、電路里的電場(chǎng)最強(qiáng),返回,LC振蕩電路產(chǎn)生振蕩電流的物理原因是電容器的充放電作用和線(xiàn)圈的自感 作用；,LC振蕩電路產(chǎn)生振蕩電流的物理實(shí)質(zhì)是電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能的周期性轉(zhuǎn)換。,總結(jié)：,在解決振蕩電路問(wèn)題時(shí)