物理：14.2《电磁振荡》课件(新人教版选修3-4)

手机 电视 收音机的信号都要依靠电磁波传送 电磁波是利用电磁振荡而产生的 产生振荡电流的电路如图所示 什么是电磁振荡 它具有怎样的规律 1 大小和方向都做性迅速变化的电流 叫做振荡电流 振荡电流属于 2 电磁振荡的周期公式T 频率公式f 两者都决定于振荡电路本身 3 由周期和频率公式可知 适当地选择和 就可以使振荡电路的周期和频率符合我们的需要 电容器 线圈 周期 交流电 1 振荡电流的产生 振荡电流 实验电路中产生的大小和方向都做周期性变化的电流 振荡电路 能够产生振荡电流的电路 2 电磁振荡在振荡电路里产生振荡电流的过程中 电容器极板上的电荷量 通过线圈的电流以及跟电流和电荷量相联系的磁场和电场都发生周期性的变化 这种现象叫电磁振荡 振荡过程中的充放电过程如下图所示 3 阻尼振荡和无阻尼振荡 无阻尼振荡 没有能量损耗的电磁振荡 无阻尼振荡必是等幅振荡 如图甲所示 阻尼振荡 有能量损耗的振荡 若能量得不到补充 振幅会逐渐减小 如图乙所示 在LC振荡电路中 电压u与i之间的关系及变化是否遵循欧姆定律 为什么 答案 不遵循欧姆定律 因为LC振荡电路是非纯电阻电路 分析振荡过程可知 当电容器两极电压最大时 回路中的电流反而是零 1 周期与频率 周期 电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间 用T表示 频率 一秒钟内电磁振荡完成周期性变化的次数 用f表示 2 LC回路的周期和频率 影响因素 实验表明 电容或电感增加时 周期变长 频率变低 电容或电感减小时 周期变短 频率变高 特别提醒 LC回路的周期 频率都由电路本身的特性 L和C的值 决定 与电容器极板上电荷量的多少 板间电压的高低 是否接入电路中等因素无关 所以称为LC电路的固有周期或固有频率 使用周期公式时 一定要注意单位 T L C f的单位分别是秒 s 亨 H 法 F 赫 Hz LC回路电容器两端的电压U随时间t变化的关系如图所示 则 A 在时刻t1 电路中的电流最大B 在时刻t2 电路中的磁场能最大C 从时刻t2至t3 电路的电场能不断增大D 从时刻t3至t4 电容器的带电量不断增大 解析 本题考查对LC振荡电路中各物理量振荡规律的理解 由前所述可知 t1时刻电容两端电压最高时 电路中振荡电流为零 t2时刻电容两端电压为零 电路中振荡电流最强 磁场能量多 选项A错误 B正确 在t2至t3的过程中 从图可知 电容器两板电压增大 必有电场能增加 选项C正确 而在t3至t4的过程中 电容器两板电压减小 带电量同时减少 选项D错误 答案 BC 点评 电流跟磁场对应 电量跟电场对应 而电压跟电量变化趋向一致 故据图示电压的变化可得到磁场能的变化 由能量守恒得电场能的变化 再据电流与电场能的对应关系得电流的变化 2010 河北衡水中学高二检测 如图所示 在LC振荡电路中 当振荡电流为零时 下列说法中正确的是 A C充电完毕 C的电量达到最大 场强也最大B 磁场能开始向电场能转化C 穿过线圈的磁通量最大D 线圈中产生的自感电动势最大答案 AD 为了增大LC振荡电路的固有频率 下列办法中可采取的是 A 增大电容器两极板的正对面积并在线圈中放入铁芯B 减小电容器两极板的距离并增加线圈的匝数C 减小电容器两极板的距离并在线圈中放入铁芯D 减小电容器两极板的正对面积并减小线圈的匝数 答案 D 点评 1 LC振荡回路的周期和频率由回路自身决定的 即由回路中电容器的电容值 自感线圈的自感系数决定 要改变LC振荡回路的周期和频率则需改变电容器的电容值或自感线圈的自感系数 如图所示 LC电路的L不变 C可调 要使振荡的频率从700Hz变为1400Hz 则可以采用的办法有 A 电容增大到原来的4倍B 把电容增大到原来的2倍答案 D 答案 1000r min注意 本题在求解过程中 只要运算数字不是最后结果 都保留了分数或无理数 到最后结果时才化简 这样可避免不必要的运算和避免产生误差 一台电子钟 是利用LC振