高中物理 第十四章 电磁波 14.2 电磁振荡 新人教版选修3-4

1、要产生持续的电磁波，需要变化的电磁场，怎样产生变化的电磁场，就是我们今天要研究的内容,电磁振荡,第十四章 电磁波,一、知识与能力 1.认识LC回路产生电磁振荡的现象。 2.了解LC回路工作电流、电量变化的规律。 3.知道振荡电路的周期和频率,二、过程与方法 通过电磁振荡的观察和分析，培养学生的推理能力、观察能力和超常思维能力，使学生逐步掌握研究物理问题的科学方法,三、情感、态度与价值观 通过本节课的学习，激发学生的学习兴趣，培养他们严谨的科学态度,教学重点 LC回路工作过程及相关物理量变化的规律,教学难点 理解电磁振荡一个周期内电流的变化规律,一、电磁振荡的产生 二、电磁振荡的周期和频率,电磁

2、振荡的产生,1)电路构成,1、LC振荡电路的构成,2)实验现象,2、振荡电流,大小和方向都做周期性变化的电流；振荡电流是一种频率很高的交变电流,3、振荡电路,能够产生振荡电流的电路叫做振荡电路。常见的是由线圈L和电容C组成的LC振荡电路； LC回路里产生的振荡电流是按正弦规律变化的,4、振荡的过程分析,电源给电容器充电,电容器放电阶段: q减少,E减弱,电场能减少,i增大,B增强,磁场能增加。放电结束间,q=0,E=0,i最大,B最强,电场能全部转化为磁场能,- - + + +,电容器反向充电阶段:q增加,E增强,电场能增加,i减小,B减弱,磁场能减少。当反向充电结束瞬间,q最大,E最强,i=

3、0,B=0,磁场能全部转化为电场能,L,C,K,G,电容器的反向放电阶段:q减少,E减弱,电场能减少,i增大,B增强,磁场能增加。放电结束瞬间,q=0,E=0,i最大,B最强,电场能全部转化为磁场能,_ _,t,5、振荡的种类,无阻尼振荡,阻尼振荡,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,1、电磁振荡的周期和频率,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

4、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,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,实验电路图,2、LC 回路的周期和频率公式,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

5、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,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,例： 对振荡电路，下列说法正确的是（,1.LC回路的工作具有对称性和周期性，归结如下,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,2)、两个特殊状

6、态,充电完毕：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：电场能向磁场能转化完毕，磁场能最大，电场能最小,2 .LC回路的周期和频率,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，当电容器被充电时，电容器上的电量_,线圈中的电流_,电容器两极间的场强_,线圈中的磁场_.在此过程中_能转化为_能.电容器充电完毕时，电量_电流_,增大,减小,增大,减小,磁场,电场,最大,最少,3.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,A C,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

7、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,A,4.如图所示，表示LC振荡电路某一时刻的情况，以下说法中正确的是：（ ） A.电感线圈中的磁场能正在减小 B.电容器在放电 C.电感线圈中的电流正在增大 D.此时线圈中的自感电动势 正在阻碍电流增大,5.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t1时刻电容器两端电压最小 B、在t1时刻电容器带的电量为零 C、在t2时刻电路中只有电场能 D、在t2时刻电路中只有磁场能,I,t,1,t,ABC,AC,6.如图所示的LC振荡电路中，通过P点的电流变化规律如图所示，且把通过P点向右的电流规定为坐标轴i 的正方向。（ ） A、0.5秒至1秒时间内，电容器C在充电 B、0.5秒至1秒时间内，电容器C的上板带正电 C、1秒至1.5秒时间内，磁感应强