学教科版选修34 3.1电磁振荡 课件（2）（29张）.ppt

第二节电磁振荡 一 电磁振荡的产生 点击下图观看实验 一 电磁振荡的产生 实验表明 lc回路里产生的振荡电流是按正弦规律变化的 1 振荡电流 这种电路产生的大小和方向做周期性变化的电流 叫振荡电流 2 能够产生振荡电流的电路叫振荡电路 如图示是一种简单的振荡电路 称lc振荡电路 3 lc回路产生的振荡电流按正弦规律变化 一 电磁振荡的产生 1 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 通过线圈的电流 以及跟电流和电荷相联系的磁场和电场都发生周期性变化的现象 叫做电磁振荡 2 机械振动和电磁振荡有本质的不同 但它们具有共同的变化规律 lc回路振荡过程 点击下图观看lc回路振荡过程 电容器具有充 放电作用 线圈具有自感作用 q qmi 0 第一类 电容器的电荷q 电压u 电场e 电场能e电 线圈的自感电动势e自 第二类 线圈的电流i 磁场b 磁场能e磁 两类量的变化规律相反 即第一类增大时第二类减小 第一类达最大时第二类为零 两类量 3 变化规律的图象描述 l c l c 电源 用电器 用电器 放电 电场能 磁场能 磁场能 电场能 充电 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 3 电磁振荡的特点 二 阻尼振荡和无阻尼振荡 点击下图观看实验 2 阻尼振荡 任何电磁振荡电路中 总存在能量损耗 使振荡电流的振幅逐渐减小 这种振荡叫做阻尼振荡 或叫做减幅振荡 1 振荡电路中的能量损耗有一部分转化为内能 产生焦耳热 还有一部向外辐射出去而损失 2 如果用振荡器不断地将电源的能量补充到振荡电路中去 就可以保持等幅振荡 1 无阻尼振荡 在电磁振荡中 如果没有能量损失 振荡电流的振幅保持不变 这种振荡叫做无阻尼振荡 也叫做等幅振荡 1 无阻尼振荡 理想 2 阻尼振荡 实际 二 阻尼振荡和无阻尼振荡 三 电磁振荡的周期和频率 1 周期和频率 电磁振荡完成一次周期性变化所需的时间叫做周期 一秒钟内完成周期变化的次数叫做频率 lc回路的周期和频率 由回路本身的特性决定 这种由振荡回路本身特性所决定的振荡周期 或频率 叫做振荡电路的固有周期 或固有频率 简称振荡电路的周期 或频率 2 在一个周期内 振荡电流的方向改变两次 电场能 或磁场能 完成两次周期性变化 大量实验表明 1 电容增大时 周期变长 频率变低 2 电感增大时 周期变长 频率变低 3 电压升高时 周期不变 频率不变 结果表明 lc回路的周期和频率只与电容c和自感l有关 跟电容器的带电多少和回路电流大小无关 3 lc回路的周期和频率公式 1 式中各物理量t l c f的单位分别是s h f hz 2 适当地选择电容器和线圈 可使振荡电路物周期和频率符合我们的需要 例 对振荡电路 下列说法正确的是 b 振荡电路中 电场能与磁场能的转化周期为 a 振荡电路中 电容器充电或放电一次所用的时间为 c 振荡过程中 电容器极板间电场强度的变化周期为 d 振荡过程中 线圈内磁感应强度的变化周期为 解析 在一个周期内 电容器充电 放电各两次 每次充电或放电所用的时间为振荡周期的1 4 电场能与电场强度的方向无关 磁场能与磁感应强度的方向无关 因此在电磁振荡的一个周期内各出现两次最大值 即电场能或磁场能的变化周期为 电场 磁场 电荷的变化周期跟电流的变化周期相同 均为 所以 正确选项为c d 例 如图所示的振荡电路中 某时刻线圈中磁场方向向上 且电路的电流正在增强则此时 a a点电势比b点低b 电容器两极板间场强正在减小c 电路中电场能正在增大d 线圈中感应电动势正在减小 解析 因为电路中电流正在增强 所以电容器处于放电过程 极板上的电荷不断减少 两板间的场强正不断减小 电场能也不断减小 由安培定则可判断断得此时电容器放电的电流方向由b经线圈到a 电容器的下板带正电 上极带负电 所以b点电势高于a点电势 电流增大时 电流的变化率 磁通量的变化率 减小 所以线圈中的自感电动势在减小 正确选项为a b d 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 1 如图所示为振荡电路在某一时刻的电容器情况和电感线圈中的磁感线方向情况 由图可知 以下说法正确得是 c l ac a 电容器正在充电b 电感线圈的电流正在增大c 电感线圈中的磁场能正在转变为电容器的电场能d 自感电动势正在阻碍电流增加 2 如图所示 l是电阻可以不计的纯电感线圈 开关s闭合后电路中有恒定电流通过 今将开关s断开 同时开始计时 则电容器上极板a的电量q随时间变化的图象是下图中的哪一项 3 c l a b 0 a 0 b 0 c d t t t q q q q s 注 上极板带负电荷为正 3 如图所示 lc电路中电流随时间变化的曲线做出的判断正确的是a 在时刻电容器两端电压最小b 在时刻电容器带的电量为零c 在时刻电路中只有电场能d 在时刻电路中只有磁场能 t