2022-2023学年人教版高二 选择性必修二 第四章 电磁振荡 课件3（22张）

1、第四章 电磁振荡与电磁波4.1电磁振荡 水波是由机械振动形成的。一颗石子投入水面会激起一阵涟漪，但是要形成持续的水波，则需要不断地击打水面。 电视、广播接收的是电磁波，要产生持续的电磁波，需要持续变化的电流。怎样才能产生这样的电流呢？问题：？ 观察振荡电路中电压的波形观察 把线圈、电容器、电源和单刀双掷开关按照图甲连成电路。把电压传感器（或示波器）的两端连在电容器的两个极板上。先把开关置于电源一侧，为电容器充电；稍后再把开关置于线圈一侧，使电容器通过线圈放电。观察电脑显示器（或示波器）显示的电压的波形。一、电磁振荡的产生想一想与交流电有何区别？LC振荡电路：当开关置于线圈一侧时，由电感线圈L和

2、电容C组成的电路，就是最简单的振荡电路，称为LC振荡电路。在前面的实验中，电路的电压发生周期性的变化，电路中的电流也发生周期性的变化。像这样大小和方向都做周期性迅速变化的电流，叫作振荡电流，产生振荡电流的电路叫作振荡电路 振荡电流实际上就是交变电流，不过习惯上指频率很高的交变电流电容器充放电和线圈的自感现象共同作用产生的电容器具有充、放电作用线圈具有自感作用 L + + + +CUCULLC电磁振荡的产生原理一、电磁振荡的产生电容器刚要放电瞬间，电路中没有电流，两极板电荷量最大。电容器开始放电后，由于线圈的自感作用，放电电流不能立刻达到最大值，而是由0逐渐增大，同时电容器极板上的电荷逐渐减少。

3、LC电磁振荡的产生过程一、电磁振荡的产生到放电完毕时（如图b），放电电流达到最大值，电容器极板上没有电荷。LC电磁振荡的产生过程一、电磁振荡的产生电容器放电完毕时，由于线圈的自感作用，电流并不会立即减小为0，而要保持原来的方向继续流动，并逐渐减小。由于电流继续流动，电容器充电，电容器两极板带上与原来相反的电荷，并且电荷逐渐增多。充电完毕的瞬间，电流减小为0，电容器极板上的电荷最多（如图c）。LC电磁振荡的产生过程一、电磁振荡的产生此后电容器再放电充电完毕的瞬间，电流减小为0，电容器极板上的电荷最多（如图e）。到反向放电完毕时（如图d），放电电流达到最大值，电容器极板上没有电荷。再充电这样不断地

4、充电和放电，电路中就出现了大小、方向都在变化的电流，即出现了振荡电流。LC振荡电路电流的周期性变化一、电磁振荡的产生在整个过程中，电路中的电流i、线圈里的磁感应强度B都在周期性地变化着（如下图所示）电容器极板上电荷量的周期性变化一、电磁振荡的产生在整个过程中，电容器极板上的电荷量q、电容器里的电场强度E也都在周期性地变化着（如下图所示）一、电磁振荡的产生我们把这种电路中的电流i、线圈里的磁感应强度B，电容器极板上的电荷量q、电容器里的电场强度E都周期性地变化的现象叫做电磁振荡。1、LC电磁振荡过程中几个特殊时刻各参数的特征一、电磁振荡的产生LC回路工作过程具有对称性和周期性，可归结为：(1)、

5、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， i q(2)、两个特殊状态：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2、LC电磁振荡的特点：一、电磁振荡的产生3、LC电磁振荡的变化规律：(1)总能量守恒电场能磁场能恒量(2)电场能与磁场能交替转化电场能磁场能充电磁感强度B电容器带电量电路中电流同步变化同步变化步调相反两极间场强E一、电磁振荡的产生放电itotBot磁场能oqtoEto4、LC电磁振荡过程中各参数的变化规律图像电场能to一、电磁振荡的产生二、电磁振荡中的能量变化阻尼振

6、荡和无阻尼振荡 1无阻尼振荡：在电磁振荡中，如果没有能量损失，振荡可以永远持续下去，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。 二、电磁振荡中的能量变化阻尼振荡和无阻尼振荡 2阻尼振荡：但是，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（电阻产生焦耳热），还有一部能量以电磁波的形式辐射出去 （2）如果用振荡器不断适时地将能量补充到振荡电路中去，以补偿能量损耗，就可以得到振幅不变的等幅振荡。实际电路中由电源通过电子器件为LC 电路补充能量。三、电磁振荡的周期和频率1周期和频

7、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。随堂思考与讨论LC电路的周期（频率）与哪些因素有关？ 电容较大时，电容器充电、放电的时间长些还是短些？线圈的自感系数较大时，电容器充电、放电时间长些还是短些？ 根据上面的讨论结果，定性地讲，LC电路的周期（频率）与电容C、电感L的大小有什么关系？三、电磁振荡的周期和频率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