高二物理人教版選修3-4同課異構(gòu)課件：14.2 電磁振蕩

1、第十四章 電磁波 第二節(jié) 電磁振蕩人教版選修人教版選修3-4一、電磁振蕩的產(chǎn)生一、電磁振蕩的產(chǎn)生點(diǎn)擊下圖觀看實(shí)驗(yàn)點(diǎn)擊下圖觀看實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)表明，實(shí)驗(yàn)表明，LCLC回路里產(chǎn)生的振蕩電流是按正回路里產(chǎn)生的振蕩電流是按正弦規(guī)律變化的。弦規(guī)律變化的。1 1振蕩電流：振蕩電流：像這種由電路產(chǎn)生大小和方向都做像這種由電路產(chǎn)生大小和方向都做周期性變化的電流，叫做周期性變化的電流，叫做振蕩電流振蕩電流 2 2振蕩電路：振蕩電路：能夠產(chǎn)生振蕩電流的電路，叫做能夠產(chǎn)生振蕩電流的電路，叫做振振蕩電路蕩電路由自感線圈和電容器組成的振蕩電路叫做由自感線圈和電容器組成的振蕩電路叫做LCLC振蕩電路振蕩電路，它是一種簡(jiǎn)單的振蕩

2、電路，它是一種簡(jiǎn)單的振蕩電路 實(shí)際應(yīng)用的實(shí)際應(yīng)用的LCLC振蕩電路中振蕩電流的頻率很高振蕩電路中振蕩電流的頻率很高 （1 1）振蕩電流是頻率很高的交變電流）振蕩電流是頻率很高的交變電流 （2 2）振蕩電流跟正弦交變電流一樣，也按正弦規(guī)）振蕩電流跟正弦交變電流一樣，也按正弦規(guī)律變化律變化 LCLC回路振蕩過(guò)程回路振蕩過(guò)程點(diǎn)擊下圖觀看點(diǎn)擊下圖觀看LCLC回路振蕩過(guò)程回路振蕩過(guò)程（1 1）電磁振蕩：在振蕩電路里產(chǎn)生振蕩電流的）電磁振蕩：在振蕩電路里產(chǎn)生振蕩電流的過(guò)程中，電容器極板上的電荷，通過(guò)線圈的電流，過(guò)程中，電容器極板上的電荷，通過(guò)線圈的電流，以及跟電流和電荷相聯(lián)系的磁場(chǎng)和電場(chǎng)都發(fā)生周期以及跟電

3、流和電荷相聯(lián)系的磁場(chǎng)和電場(chǎng)都發(fā)生周期性變化的現(xiàn)象，叫做性變化的現(xiàn)象，叫做電磁振蕩電磁振蕩（2 2）機(jī)械振動(dòng)和電磁振蕩有本質(zhì)的不同，但它）機(jī)械振動(dòng)和電磁振蕩有本質(zhì)的不同，但它們具有共同的變化規(guī)律們具有共同的變化規(guī)律機(jī)械機(jī)械振動(dòng)振動(dòng)位移位移x x（或加（或加速度速度a a）速度速度v v勢(shì)能勢(shì)能動(dòng)能動(dòng)能電磁電磁振蕩振蕩帶電量帶電量q q（或（或U U、E E）電流電流i i（或（或B B）電場(chǎng)電場(chǎng)能能磁場(chǎng)磁場(chǎng)能能二、阻尼振蕩和無(wú)阻尼振蕩二、阻尼振蕩和無(wú)阻尼振蕩 點(diǎn)擊下圖觀看實(shí)驗(yàn)點(diǎn)擊下圖觀看實(shí)驗(yàn) 2 2阻尼振蕩：阻尼振蕩：任何電磁振蕩電路中，總存在能量任何電磁振蕩電路中，總存在能量損耗，使振蕩電流的

4、振幅逐漸減小，這種振蕩叫做損耗，使振蕩電流的振幅逐漸減小，這種振蕩叫做阻阻尼振蕩尼振蕩，或叫做，或叫做減幅振蕩減幅振蕩 （1 1）振蕩電路中的能量損耗有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能）振蕩電路中的能量損耗有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（產(chǎn)生焦耳熱），還有一部向外輻射出去而損失（產(chǎn)生焦耳熱），還有一部向外輻射出去而損失 （2 2）如果用振蕩器不斷地將電源的能量補(bǔ)充到振）如果用振蕩器不斷地將電源的能量補(bǔ)充到振蕩電路中去，就可以保持等幅振蕩蕩電路中去，就可以保持等幅振蕩 1 1無(wú)阻尼振蕩：無(wú)阻尼振蕩：在電磁振蕩中，如果沒(méi)有能量損在電磁振蕩中，如果沒(méi)有能量損失，振蕩電流的振幅保持不變，這種振蕩叫做失，振蕩電流的振幅保持不變，這

5、種振蕩叫做無(wú)無(wú)阻尼振阻尼振蕩蕩，也叫做，也叫做等幅振蕩等幅振蕩 做一做做一做三、電磁振蕩的周期和頻率三、電磁振蕩的周期和頻率 1周期和頻率：電磁振蕩完成一次周期性變化所需的時(shí)間周期和頻率：電磁振蕩完成一次周期性變化所需的時(shí)間叫做叫做周期周期，一秒鐘內(nèi)完成周期變化的次數(shù)叫做，一秒鐘內(nèi)完成周期變化的次數(shù)叫做頻率頻率 LC回路的周期和頻率：回路的周期和頻率：由回路本身的特性決定這種由振蕩回路本身特性所決由回路本身的特性決定這種由振蕩回路本身特性所決定的振蕩周期（或頻率）叫做定的振蕩周期（或頻率）叫做振蕩電路的固有周期振蕩電路的固有周期（或（或固有頻率），簡(jiǎn)稱(chēng)固有頻率），簡(jiǎn)稱(chēng)振蕩電路的周期振蕩電路的周

6、期（或頻率）（或頻率） 2在一個(gè)周期內(nèi)，振蕩電流的方向改變兩次；電場(chǎng)能（或在一個(gè)周期內(nèi)，振蕩電流的方向改變兩次；電場(chǎng)能（或磁場(chǎng)能）完成兩次周期性變化磁場(chǎng)能）完成兩次周期性變化LC電路的周期（頻率）與哪些因素有關(guān)？電路的周期（頻率）與哪些因素有關(guān)？ 電容較大時(shí)，電容器充電、放電的時(shí)間長(zhǎng)些還是電容較大時(shí)，電容器充電、放電的時(shí)間長(zhǎng)些還是短些？線圈的自感系數(shù)較大時(shí)，電容器充電、放電時(shí)短些？線圈的自感系數(shù)較大時(shí)，電容器充電、放電時(shí)間長(zhǎng)些還是短些？間長(zhǎng)些還是短些？ 根據(jù)上面的討論結(jié)果，定性地講，根據(jù)上面的討論結(jié)果，定性地講，LCLC電路的周期電路的周期（頻率）與電容（頻率）與電容C C、電感、電感L L的

7、大小有什么關(guān)系？的大小有什么關(guān)系？思考與討論思考與討論 L L i uc +q -q K 0cLu 0)(CqdtdiL 0)(CqdtdqdtdL022LCqdtqd)cos(0tqq理論推導(dǎo)：LCwT22LC13 3、LCLC回路的周期和頻率公式回路的周期和頻率公式 （1）式中各物理量）式中各物理量T、L、C、f的單位分別是的單位分別是s、H、F、Hz（2）適當(dāng)?shù)剡x擇電容器和線圈，可使振蕩電路物周期和頻率符）適當(dāng)?shù)剡x擇電容器和線圈，可使振蕩電路物周期和頻率符合我們的需要合我們的需要 LCfLCT212例例1 1： 對(duì)振蕩電路，下列說(shuō)法正確的是（ ） B振蕩電路中，電場(chǎng)能與磁場(chǎng)能的轉(zhuǎn)化周期為

8、 LC2A振蕩電路中、電容器充電或放電一次所用的時(shí)間為 LC C振蕩過(guò)程中，電容器極板間電場(chǎng)強(qiáng)度的變化周期為 LC2D振蕩過(guò)程中，線圈內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化周期為 LC2解析：解析：在一個(gè)周期內(nèi)，電容器充電、放電各兩次，每次充電或放電所用的時(shí)間為振蕩周期的1/4電場(chǎng)能與電場(chǎng)強(qiáng)度的方向無(wú)關(guān)，磁場(chǎng)能與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向無(wú)關(guān)，因此在電磁振蕩的一個(gè)周期內(nèi)各出現(xiàn)兩次最大值，即電場(chǎng)能或磁場(chǎng)能的變化周期為電場(chǎng)、磁場(chǎng)、電荷的變化周期跟電流的變化周期相同均為L(zhǎng)C2LC所以，正確選項(xiàng)為CD 例例2：如圖所示的振蕩電路中，某時(shí)刻線圈中磁場(chǎng)方向如圖所示的振蕩電路中，某時(shí)刻線圈中磁場(chǎng)方向向上，且電路的電流正在增強(qiáng)則此時(shí)向上，且電路的電流正在增強(qiáng)則此時(shí) （ ）Aa點(diǎn)電勢(shì)比點(diǎn)電勢(shì)比b點(diǎn)低點(diǎn)低B電容器兩極板間場(chǎng)強(qiáng)正在減小電容器兩極板間場(chǎng)強(qiáng)正在減小C電路中電場(chǎng)能正在增大電路中電場(chǎng)能正在增大D線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)正在減小線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)正在減小 解析：解析：因?yàn)殡娐分须娏髡谠鰪?qiáng)，所以電容器處于放電過(guò)程，極板上的電荷不斷減少，兩板間的場(chǎng)強(qiáng)正不斷減小，電場(chǎng)能也不斷減小，由安培定則可判斷斷得此時(shí)電容器放電的電流方向由b經(jīng)線圈到a，電容器的下板帶正電、上極帶負(fù)電，所以b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)電勢(shì)，電流增大時(shí)