電磁振蕩課件高二下學(xué)期物理人教版選擇性4

電磁振蕩在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，電磁波對我們來說越來越重要。從移動電話到廣播電視，從互聯(lián)網(wǎng)到航空導(dǎo)航，從衛(wèi)星遙感到宇宙探測，它們的工作和運(yùn)行都要利用電磁波。要產(chǎn)生持續(xù)的電磁波，需要持續(xù)變化的電流。怎樣才能產(chǎn)生這樣的電流呢？LC振蕩電路和振蕩電流PART01一、電磁振蕩的產(chǎn)生要產(chǎn)生持續(xù)的電磁波，需要持續(xù)變化的電流，我們可以通過線圈和電容器組成的電路實(shí)現(xiàn)。線圈電容器我們把如圖所示的電路叫做LC振蕩電路。ECSL觀察思考

把線圈、電容器、電源和單刀雙擲開關(guān)按照圖連成電路。把電壓傳感器（或示波器）的兩端連在電容器的兩個極板上。

先把開關(guān)置于電源一側(cè)，為電容器充電;稍后再把開關(guān)置于線圈一側(cè)，使電容器通過線圈放電。觀察電腦顯器顯示的電壓波形。ECSL現(xiàn)象：電路中的電壓發(fā)生周期性的變化，且逐漸減小1、振蕩電流：大小和方向都做周期性迅速變化的電流，叫作振蕩電流。ECSL3、LC振蕩電路：當(dāng)開關(guān)置于線圈一側(cè)時，由電感線圈L和電容C組成的電路，就是最簡單的振蕩電路，稱為LC振蕩電路。2、振蕩電路：產(chǎn)生振蕩電流的電路叫作振蕩電路。4、振蕩電路的工作原理（1）電容器充電結(jié)束電路里沒有電流，電容器兩極板上的電荷最多，電場E最強(qiáng)，磁場B為0。－LC＋E①電容器開始放電，由于線圈的自感作用，電流從0開始逐漸增大，兩極板電荷量減少，電場E減弱，磁場B增強(qiáng)。電場能轉(zhuǎn)化為磁場能。（2）電容器放電過程LC②電容器放電結(jié)束電場能完全轉(zhuǎn)化為磁場能，磁場能最大，電場能最小，電流最大，電流由正極板流向負(fù)極板。＋－（3）充電過程LC－＋①自感線圈給電容器反向充電，電容器兩極板帶上與原來相反的電荷，并且電荷逐漸增多，電流減小，電流由負(fù)極板流向正極板。反向充電的過程中，磁場能轉(zhuǎn)化為電場能。反向充電②充電完畢自感線圈給電容器反向充電結(jié)束，回路中電流為0，兩極板電荷量最大。電場E最強(qiáng)，磁場B為0。（4）放電過程①電容器開始放電，回路中電流開始逐漸增大，兩極板電荷量減少，電場E減弱，電流增大，電流由正極板流向負(fù)極板，磁場B增強(qiáng)，電場能轉(zhuǎn)化為磁場能。LC②放電完畢電量為0，電場為0，電流最大，電流正極板流向負(fù)極板，磁場B最強(qiáng)。（5）充電過程－LC＋①自感線圈再次給電容器反向充電，電量增大，電場E增強(qiáng)，電流減小，電流由負(fù)極板流向正極板磁場B減弱，磁場能轉(zhuǎn)化為電場能。②充電結(jié)束，回路中電流為0，兩極板電荷量最大的狀態(tài)，此后電容器再放電、再充電。－－－－LC＋＋＋＋i＝0qmimq＝0q＝0im＋＋＋＋－－－－i＝0qm放電q↓

i↑放電q↓

i↑反向充電q↑i↓充電q↑i↓周期性的變化

電磁振蕩的圖象分析電流I0t+-電容器電量Q0t+-+-+-+-正向放電正向充電反向放電反向充電q最大，u最大i最小，B最小q最小，u最小i最大，B最大q最大，u最大i最小，B最小q最小，u最小i最大，B最大q最大，u最大i最小，B最小i0t0tQ0tE

0t時間t電流I電量Q電場能磁場能0零最大最大最大零零零零零零零最大最大最大最大最大最大最大零零B

5、電磁振蕩中的能量變化在電磁振蕩中，能量是如何轉(zhuǎn)化的?電磁振蕩的過程中，電場能和磁場能發(fā)生周期性的轉(zhuǎn)化0tt0磁場能

電場能

電場能磁場能放電Q、B、i、E變化周期T電場能、磁場能變化周期(1)兩個物理過程：①放電過程:電場能轉(zhuǎn)化為磁場能②充電過程:磁場能轉(zhuǎn)化為電場能①充電完畢:磁場能向電場能轉(zhuǎn)化完畢,電場能最大,磁場能最小.②放電完畢:電場能向磁場能轉(zhuǎn)化完畢,磁場能最大,電場能最小.(2)兩個特殊狀態(tài)：6、電磁振蕩中的特點(diǎn)電場能磁場能充電磁感強(qiáng)度B電容器帶電量ｑ電路中電流ｉ步調(diào)相反兩極間場強(qiáng)E(3)兩個對應(yīng)關(guān)系：放電無阻尼振蕩和阻尼振蕩PART02（2）阻尼振蕩產(chǎn)生的原因這是由于電路都有電阻，電路中就會有一部分能量會轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。另外，還會有一部分能量以電磁波的形式輻射出去。1、阻尼振蕩（1）任何電磁振蕩電路中，總存在能量損耗，使振蕩電流的振幅逐漸減小，這種振蕩叫做阻尼振蕩，或叫做減幅振蕩。ti02、無阻尼振蕩在電磁振蕩中，如果沒有能量損失，振蕩電流的振幅保持不變，這種振蕩叫做無阻尼振蕩，也叫做等幅振蕩。ti0說明：如果能夠適時地把能量補(bǔ)充到振蕩電路中，以補(bǔ)償能量損耗，就可以得到振幅不變的無阻尼振蕩。電磁振蕩的周期和頻率PART031、周期和頻率：（1）周期：電磁振蕩完成一次周期性變化需要的時間。（2）頻率：1s內(nèi)完成的周期性變化的次數(shù)。（3）振蕩電路里在不受其他外界條件影響下發(fā)生無阻尼振蕩時的周期和頻

率叫振蕩電路的固有周期和固有頻率，簡稱振蕩電路的周期和頻率。2、在一個周期內(nèi)，振蕩電流的方向改變兩次；電場能（或磁場能）完成

兩次周期性變化．3、LC回路的周期和頻率公式式中的周期T、頻率f、電感L、電容C的單位分別是秒（s）、赫茲（Hz）、亨利（H）、法拉（F）。注意：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。（1）LC回路的周期（2）LC回路的頻率改變周期的方法：L：線圈的大小、形狀、匝數(shù)、鐵芯。課堂練習(xí)PART041、振蕩電路在測量、自動控制、無線電通訊及遙控等許多領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。在如圖甲所示LC振蕩電路中，電容器C極板上的電荷量隨時間變化的圖線如圖乙所示，則在1×10-6s—2×10-6s內(nèi)，下列說法正確的是（

）A．電容器C正在放電 B．電容器C正在充電C．電場能正在向磁場能轉(zhuǎn)化 D．回路中振蕩電流正在逐漸增大B2、如圖所示為LC振蕩電路中電容器的極板帶電荷量隨時間變化曲線，則下列判斷中錯誤的是（

）A．在b和d時刻，電路中電流最大 B．在a→b時間內(nèi)，電場能轉(zhuǎn)變?yōu)榇艌瞿蹸．a(chǎn)和c時刻，磁場能為零 D．在O→a和c→d時間內(nèi)，電容器被充電D3、在LC振蕩電路中,用以下哪種辦法可以使振蕩頻率增大一倍(

)A.自感L和電容C都增大一倍B.自感L增大一倍,電容C減小到原來的一半C.自感L減小到原來的一半,電容C增大一倍D.自感L和電容C都減小到原來的一半D4、如圖所示，某LC振蕩電路中，L是電阻不計(jì)的電感線圖，C是電容器。該振蕩電路在某一時刻的電場和磁場方向如圖所示。不計(jì)電磁波的輻射損失，