电磁振荡课件高二下学期物理人教版选择性4

电磁振荡在信息技术高速发展的今天，电磁波对我们来说越来越重要。从移动电话到广播电视，从互联网到航空导航，从卫星遥感到宇宙探测，它们的工作和运行都要利用电磁波。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？LC振荡电路和振荡电流PART01一、电磁振荡的产生要产生持续的电磁波，需要持续变化的电流，我们可以通过线圈和电容器组成的电路实现。线圈电容器我们把如图所示的电路叫做LC振荡电路。ECSL观察思考

把线圈、电容器、电源和单刀双掷开关按照图连成电路。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。观察电脑显器显示的电压波形。ECSL现象：电路中的电压发生周期性的变化，且逐渐减小1、振荡电流：大小和方向都做周期性迅速变化的电流，叫作振荡电流。ECSL3、LC振荡电路：当开关置于线圈一侧时，由电感线圈L和电容C组成的电路，就是最简单的振荡电路，称为LC振荡电路。2、振荡电路：产生振荡电流的电路叫作振荡电路。4、振荡电路的工作原理（1）电容器充电结束电路里没有电流，电容器两极板上的电荷最多，电场E最强，磁场B为0。－LC＋E①电容器开始放电，由于线圈的自感作用，电流从0开始逐渐增大，两极板电荷量减少，电场E减弱，磁场B增强。电场能转化为磁场能。（2）电容器放电过程LC②电容器放电结束电场能完全转化为磁场能，磁场能最大，电场能最小，电流最大，电流由正极板流向负极板。＋－（3）充电过程LC－＋①自感线圈给电容器反向充电，电容器两极板带上与原来相反的电荷，并且电荷逐渐增多，电流减小，电流由负极板流向正极板。反向充电的过程中，磁场能转化为电场能。反向充电②充电完毕自感线圈给电容器反向充电结束，回路中电流为0，两极板电荷量最大。电场E最强，磁场B为0。（4）放电过程①电容器开始放电，回路中电流开始逐渐增大，两极板电荷量减少，电场E减弱，电流增大，电流由正极板流向负极板，磁场B增强，电场能转化为磁场能。LC②放电完毕电量为0，电场为0，电流最大，电流正极板流向负极板，磁场B最强。（5）充电过程－LC＋①自感线圈再次给电容器反向充电，电量增大，电场E增强，电流减小，电流由负极板流向正极板磁场B减弱，磁场能转化为电场能。②充电结束，回路中电流为0，两极板电荷量最大的状态，此后电容器再放电、再充电。－－－－LC＋＋＋＋i＝0qmimq＝0q＝0im＋＋＋＋－－－－i＝0qm放电q↓

i↑放电q↓

i↑反向充电q↑i↓充电q↑i↓周期性的变化

电磁振荡的图象分析电流I0t+-电容器电量Q0t+-+-+-+-正向放电正向充电反向放电反向充电q最大，u最大i最小，B最小q最小，u最小i最大，B最大q最大，u最大i最小，B最小q最小，u最小i最大，B最大q最大，u最大i最小，B最小i0t0tQ0tE

0t时间t电流I电量Q电场能磁场能0零最大最大最大零零零零零零零最大最大最大最大最大最大最大零零B

5、电磁振荡中的能量变化在电磁振荡中，能量是如何转化的?电磁振荡的过程中，电场能和磁场能发生周期性的转化0tt0磁场能

电场能

电场能磁场能放电Q、B、i、E变化周期T电场能、磁场能变化周期(1)两个物理过程：①放电过程:电场能转化为磁场能②充电过程:磁场能转化为电场能①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.②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)两个特殊状态：6、电磁振荡中的特点电场能磁场能充电磁感强度B电容器带电量ｑ电路中电流ｉ步调相反两极间场强E(3)两个对应关系：放电无阻尼振荡和阻尼振荡PART02（2）阻尼振荡产生的原因这是由于电路都有电阻，电路中就会有一部分能量会转化为内能。另外，还会有一部分能量以电磁波的形式辐射出去。1、阻尼振荡（1）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。ti02、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。ti0说明：如果能够适时地把能量补充到振荡电路中，以补偿能量损耗，就可以得到振幅不变的无阻尼振荡。电磁振荡的周期和频率PART031、周期和频率：（1）周期：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间。（2）频率：1s内完成的周期性变化的次数。（3）振荡电路里在不受其他外界条件影响下发生无阻尼振荡时的周期和频

率叫振荡电路的固有周期和固有频率，简称振荡电路的周期和频率。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．3、LC回路的周期和频率公式式中的周期T、频率f、电感L、电容C的单位分别是秒（s）、赫兹（Hz）、亨利（H）、法拉（F）。注意：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。（1）LC回路的周期（2）LC回路的频率改变周期的方法：L：线圈的大小、形状、匝数、铁芯。课堂练习PART041、振荡电路在测量、自动控制、无线电通讯及遥控等许多领域有广泛应用。在如图甲所示LC振荡电路中，电容器C极板上的电荷量随时间变化的图线如图乙所示，则在1×10-6s—2×10-6s内，下列说法正确的是（

）A．电容器C正在放电 B．电容器C正在充电C．电场能正在向磁场能转化 D．回路中振荡电流正在逐渐增大B2、如图所示为LC振荡电路中电容器的极板带电荷量随时间变化曲线，则下列判断中错误的是（

）A．在b和d时刻，电路中电流最大 B．在a→b时间内，电场能转变为磁场能C．a和c时刻，磁场能为零 D．在O→a和c→d时间内，电容器被充电D3、在LC振荡电路中,用以下哪种办法可以使振荡频率增大一倍(

)A.自感L和电容C都增大一倍B.自感L增大一倍,电容C减小到原来的一半C.自感L减小到原来的一半,电容C增大一倍D.自感L和电容C都减小到原来的一半D4、如图所示，某LC振荡电路中，L是电阻不计的电感线图，C是电容器。该振荡电路在某一时刻的电场和磁场方向如图所示。不计电磁波的辐射损失，