《电磁场和电磁波》PPT课件.ppt

电磁场和电磁波,物理组：高广源,第一节 电磁振荡,1.电磁波与现代科技和人类生活的密切关系。在信息技术高速发展的今天，电磁波对我们来说越来越重要。,2.电磁波到底是什么？为什么它具有那么大的威力？它又是怎样产生的呢？它有哪些性质？是否具有波的共同特性？怎样利用它来传递各种信号？,研究电磁波应从电磁振荡开始。,返回,是什么,怎样产生,特性,怎样利用,为什么,性质,1、振荡电流：,大小和方向都做周期性变化的电流叫做振荡电流,能够产生振荡电流的电路叫做振荡电路,2、振荡电路：,一、振荡电流与振荡电路：,3、理想的LC振荡电路：,(2)理想的LC振荡电路:只考虑电感、电容的作用，而忽略能量损耗,(1)LC回路：由线圈L和电容C组成的最简单振荡电路。,返回,演示,二、电磁振荡的产生：,(1)与电场能有关的因素：,电场能,电场线密度,电容器带电量q,电容器极板间电压u,1、与电场能和磁场能有关的因素：,电场强度E,(2)与磁场能有关的因素：,磁场能,磁感线密度,磁感强度B,线圈中电流 i,q u i ,2、电磁振荡的产生过程：,电容器 具有充放 电 作 用,线圈 具有自 感作用,UCULL,UC,UL,L,q=Qm i=0,返回,(1)、两个物理过程：,放电过程；电场能转化为磁场能，q i,充电过程：磁场能转化为电场能，q i,充电完毕状态：磁场能向电场能转化完毕，电场能最大，磁场能最小。,放电完毕状态：电场能向磁场能转化完毕，磁场能最大，电场能最小。,LC回路工作过程具有对称性和周期性，可归结为：,(2)、两个特殊状态：,1、电磁振荡的特点：,三、电磁振荡的变化规律：,(1)总能量守恒电场能磁场能恒量,电场能,磁场能,放电,充电,2、电磁振荡的变化规律：,(2)电场能与磁场能交替转化,电容器电压,电容器带电量,电路中电流,同步变化,同步变化,步调相反,(3)变化规律的图象描述：,3、电磁振荡：,在振荡电路产生振荡电流的过程中，电容器极板上的电荷、通过线圈的电流，以及跟电荷和电流相联系的电场和磁场都发生周期性的变化，这种现象叫电磁振荡。,充电：加在电容器两端的电压产生充电电流；线圈的电感阻碍充电电流的突变。 放电：线圈的电感维持放电电流不变；电容器两端电压阻碍放电电流。,加速：回复力使振子运动状态变化，惯性维持振子运动状态不变。 减速：惯性维持振子运动状态不变，回复力使振子运动状态改变。,电容C 电感L（相当于惯性） 电荷q 电流i 电场能E电场能 磁场能E磁场能,弹簧劲度系数k（或单摆摆长L） 振子质量m（惯性） 位移x 速度V 势能Ep 动能Ek,两极间电势差随时间作正弦规律变化,振动的位移随时间作正弦规律变化,电场能与磁场能相互转化，总能量守恒,动能与势能相互转化，总能量守恒,振荡电路中自由电子的电磁运动,振子的机械运动,4、电磁振荡与简谐运动的类比,返回,1、无阻尼振荡,振荡电流的振幅保持不变，即作等幅振荡。,2、阻尼振荡,振荡电流的振幅逐渐变小，即作减幅振荡。,四、阻尼振荡和无阻尼振荡：,返回,例题1：如图所示的LC振荡电路正处在振荡过 程中，某时刻L中的磁场和C中的电场如图所示， 可知( ) A、电容器中的电场强度正在增大 B、线圈中磁感强度正在增大 C、该时刻电容器带电量最多 D、该时刻振荡电流达最大值,答案：A,课堂练习： 1、 LC振荡电路中某时的状态如 图，试作出 qt 和it 图线。,2、在LC振荡电路中，在电容器充电完毕未开 始放电时，正确的说法是： A、电场能正向磁场能转化 B、磁场能正向电场能转化 C、电路里的电场最强 D、电路里的磁场最强,C、电路里的电场最强,返回,LC振荡电路产生振荡电流的物理原因是电容器的充放电作用和线圈的自感 作用；,LC振荡电路产生振荡电流的物理实质是电场能和磁场能的周期性转换。,总结：,在解决振荡电路问题时