电磁振荡电路ppt课件

电磁波的发现 一 麦克斯韦电磁场理论 1 变化的磁场可以产生电场 在变化的磁场中所产生的电场线是闭合的 2 变化的电场可以产生磁场 对麦克斯韦电磁场理论的理解 1 恒定的电场不产生磁场2 恒定的磁场不产生电场3 均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场4 均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场5 振荡的电场产生同频率振荡磁场6 振荡的磁场产生同频率振荡电场 4 电磁场 1 周期性变化电场和周期性变化的磁场总是相互联系着的 形成一个不可分割的统一体 这就是电磁场 二 电磁波空间中某处电场交变变化就在周围空间产生交变磁场 交变磁场又在周围空间产生交变电场 电场和磁场就这样交替变化逐渐由变化的区域传播出去形成电磁波 电磁场由近及远地传播 就形成电磁波 麦克斯韦电磁场理论的这个预言已为赫兹实验证实 不同频率的电磁波在真空中传播的速度相同 都等于c 3 00 108m s 在介质中电磁波的传播速度v小于c 若介质折射率为n 则v c n 电磁波的传播速度v与频率f 波长 的关系是v f电磁波由一种媒质进入另一种媒质时频率不变 传播速度和波长会发生变化 电磁波的波长 电磁波是横波 14 2 电磁振荡 演示 LC振荡实验 演示 LC振荡实验 正向放电 正向放电 正向充电 反向放电 正向放电 正向充电 反向放电 反向充电 正向放电 正向充电 一 电磁振荡的产生 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 一 电磁振荡的产生 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 一 电磁振荡的产生 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 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 电磁振荡与机械振动类比 振荡电路 单摆 电磁振荡与机械振动类比 i vq u hE磁 EkE电 Ep 振荡电路 单摆 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q 通过线圈的电流i 以及跟电流和电荷相联系的磁场B和电场E等都发生周期性的变化 这种现象叫做电磁振荡 电磁振荡 两类量 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 两类量 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 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 二 阻尼振荡和无阻尼振荡 1 无阻尼振荡 理想 二 阻尼振荡和无阻尼振荡 1 无阻尼振荡 理想 二 阻尼振荡和无阻尼振荡 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 1 无阻尼振荡 理想 2 阻尼振荡 实际 3 等幅振荡 实际应用 二 阻尼振荡和无阻尼振荡 小结 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 小结 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 小结 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 小结 D 磁场能正在向电场能转化 1 某时刻LC回路的状态如图所示 则此时刻 A 振荡电流i正在减小 B 振荡电流i正在增大 C 电场能正在向磁场能转化 随堂练习 D 磁场能正在向电场能转化 1 某时刻LC回路的状态如图所示 则此时刻 A 振荡电流i正在减小 B 振荡电流i正在增大 C 电场能正在向磁场能转化 由电流方向和电容器上电量可判断电路中正在充电 随堂练习 D 磁场能正在向电场能转化 1 某时刻LC回路的状态如图所示 则此时刻 A 振荡电流i正在减小 B 振荡电流i正在增大 C 电场能正在向磁场能转化 由电流方向和电容器上电量可判断电路中正在充电 AD 随堂练习 2 LC回路中电容器两端的电压随时间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 在时刻t2至t3 电路中电场能不断增大 D 在时刻t3至t4 电容的带电量不断增大 2 LC回路中电容器两端的电压随时间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 在时刻t2至t3 电路中电场能不断增大 D 在时刻t3至t4 电容的带电量不断增大 BC 3 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 3 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 A 电磁振荡的周期和频率 电磁振荡与简谐运动有很多相似之处 它们的运动都有周期性 我们知道自由振动的周期只与振动系统本身的特性有关 那么电磁振荡的周期或频率是由什么因素决定的呢 本节我们将研究这个问题 一 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 定性解释 电容越大 电容器容纳电荷就越多 充电和放电所需的时间就越长 因此周期越长 频率越低 自感越大 线圈阻碍电流变化的作用就越大 使电流的变化越缓慢 因此周期越长 频率越低 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