电磁振荡课件-高二下学期物理人教版选修3-4

第十四章电磁波14.2电磁振荡学习目标：1、体会LC振荡电路中电荷、电场、电流、磁场的动态变化过程及电磁波的产生过程；2、了解LC振荡电流及其相关物理量的变化情况；3、知道阻尼振荡和无阻尼振荡；4、了解固有周期、固有频率公式。重点难点：1、电磁振荡过程中相关物理量的动态分析。1、振荡电流：CSLA3、LC振荡电路：一、电磁振荡的产生2、振荡电路：1、振荡电流是交流吗？大小和方向都做周期性变化的电流理想的LC振荡电路:是。振荡电流实际上就是交变电流，振荡电流跟正弦交变电流一样，也按正弦规律变化．

由于频率很高，习惯上称为振荡电流。能够产生振荡电流的电路由线圈L和电容器C组成的最简单的振荡电路。只考虑电感、电容的作用，而忽略能量损耗2、振荡电流怎样形成？LCLC电源 用电器用电器放电：电场能磁场能磁场能电场能充电：+++___+++___整体感知二、电磁振荡1、放电开始2、正向放电规定电流逆时针为正3、反向充电规定电流逆时针为正4、反向放电规定电流逆时针为正规定电流逆时针为正5、正向充电

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、电容器里的电场强度E、线圈里的磁感应强度B和电场能E电、磁场能E磁等都发生周期性的变化,这种现象叫做电磁振荡.LC电路中各量间的变化规律及对应关系(3)自感电动势E自与i－t图像的关系由E自＝L·Δi/Δt知，E自∝Δi/Δt是i－t图像上某处曲线切线的斜率k的绝对值。所以，利用图像可分析自感电动势随时间的变化和极值。三、阻尼振荡和无阻尼振荡1)无阻尼振荡：在电磁振荡中，若没有能量损失，则振荡电流的振幅不变，永远振荡下去。2)阻尼振荡：在电磁振荡中，若能量逐渐损失，则振荡电流的振幅逐渐减少，直到最后停止振荡。（电路中的能量有一部分要转化为内能，还有一部分能量以电磁波的形式辐射到周围空间中去）itoito四、电磁振荡的周期和频率

电容较大时,电容器充电、放电的时间长些还是短些?提示：长些.电容器的电容越大，电容器每次容纳的电荷越多，则其每次充放电的时间就越长.

线圈的自感系数较大时,电容器充电、放电的时间长些还是短些?提示：长些.线圈的自感系数越大，对电流变化的阻碍作用就越强，则电流发生变化所用的时间就越长.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．如果没有能量损失，也不受外界干扰量，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、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．也可以用可变的电容器和可变电感的线圈组成电路,可以通过改变电容或电感来改变振荡电路的周期和频率.（3）现代实际电路中使用的振荡器多数是晶体振荡器,其工作原理与LC振荡电路的原理相似.

典例1：如图所示为某时刻LC振荡电路中电容器电场的方向和电流的方向，则下列说法中正确的是解答本类题应把握以下三点：（1）由电流方向判断电容器的充放电及电流大小变化.（2）由电容器的充放电判断电场能的变化.（3）由电场能的变化判断磁场能的变化.变式备选：LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，则下列说法正确的是（）A.若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电B.若电容器正在充电，则电容器下极板带正电C.若电容器上极板带正电，则线圈中的电流正在减小D.若电容器正在放电，则自感电动势正在阻碍电流增大振荡电流方向电流的磁场方向和安培定则逆时针（1）若该时刻电容器上极板带正电，可知电容器处于放电阶段，电流在增大，（2）若该时刻电容器下极板带正电，可知电容器处于充电阶段，电流在减小，分类讨论典例2：下图为LC振荡电路中电容器板上的电量q随时间t变化的图线，由图可知（）。1时刻，电路中的磁场最小1到t2，电路中的电流值不断变小2到t3，电容器不断充电4时刻，电容器的电场能最小变式备选：如图甲中通过P点电流（向右为正）的变化规律如图乙所示，则（）A.0.5～1s内，电容器C正在充电B.0.5～1s内，电容器C上板带正电C.1～1.5s内，Q点电势比P点高D.1～1.5s内，磁场能转化为电场能典例3：在LC振荡电路中,线圈的自感系数L=2.5mH,电容C=4μF.(1)该电路的周期为多大?(2)设t=0时,电容器上电压最大,在t=9.0×10-3s时,通过线圈的电流是增大还是减小,这时电容器是处于充电过程还是放电过程?（2）在t=9.0×10-3s时,相当于14.33个周期,因此时LC回路中的电磁振荡正处于第二个的变化过程中,所以线圈中的电流减小,电容器处于反向充电过程.（1）解决这类问题可按以下步骤:（1）根据所给时间和周期判断在该时间内经过多少个周期.（2）不考虑整数周期，判断该时刻处于哪个时间段.（3）根据振荡电路振荡过程中的电流、极板上的电荷量、电压、电场能和磁场能等物理量随时间的变化规律来判断各物理量的变化情况.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期变式备选：回旋加速器的高频电源是一个LC振荡器，加速器的