高中物理(新教材)选修二课件3：4-1-电磁振荡 人教版

第四章电磁振荡与电磁波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?不断地击打水面新课导入课堂探究观察振荡电路中电压的波形

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演示一、电磁振荡的产生①振荡电流：大小和方向都做周期性迅速变化的电流②振荡电路：能够产生振荡电流的电路。③LC振荡电路：想一想与交流电有何区别？ECSL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。1.概念2.振荡电路的工作原理a.电容器充电结束，两极板上的电荷最多。b.电容器开始放电,回路中电流从0开始逐渐增到最大。两极板电荷量从最大减为0。c.自感线圈给电容器反向充电结束，回路中电流从最大减为0，两极板电荷量从0变回最大。e.自感线圈给电容器反向充电，于是整个电路回到最开始状态。d.电容开始反向放电3.电流、电量的变化图像+-tqotio正向放电正向充电反向充电反向充电一个周期内两次充放电在整个过程中，电路中的电流i、电荷量q、电场强度E、磁感应强度B，都在周期性地变化着。这种现象就是电磁振荡。电磁振荡与机械振动虽然有着本质的不同，但它们还是具有一些共同的特点。在机械振动中，例如在单摆的振动中，位移x、速度v、加速度a这几个物理量周期性地变化。在电磁振荡中，电荷量q、电流i、电场强度E、磁感应强度B这几个物理量也在周期性地变化。在机械振动中，动能与势能周期性地相互转化。那么，在电磁振荡中，能量是如何转化的?思考与讨论二、电磁震荡中的能量变化电场能所以，在电磁振荡的过程中，电场能和磁场能会发生周期性的转化。磁场能电场能磁场能电场能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同步变化同步变化步调相反两极间场强E理想情况能量有损耗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。内能电磁波理想情况能量有损耗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。内能电磁波周期：电磁振荡完成一次周期性变化所需的时间。三、电磁振荡的周期和频率频率：一秒钟内完成周期变化的次数叫做频率。电容较大时，电容器充电、放电的时间会长些还是短些?线圈的自感系数较大时，电容器充电、放电的时间会长些还是短些？根据讨论结果，定性分析LC电路的周期（频率）与电容C、电感L的关系。思考与讨论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。③增大周期的方法：L：线圈的大小、形状、匝数、铁芯。注意：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。④由振荡回路本身特性所决定的振荡周期和频率，叫做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。典例精析例1在LC振荡电路中，线圈L的自感系数为30μH，可调电容器C的可调范围为1.7-270pF。求振荡电路的频率范围。解：根据LC振荡电路的频率公式此振荡电路的频率范围是1.77×106~2.65×107Hz。例2（多选）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CD例2（多选）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CD1.振荡电流：大小和方向都做周期性迅速变化的电流2.振荡电路：能够产生振荡电流的电路。3.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。4.在整个过程中，电路中的电流i、电荷量q、电场强度E、磁感应强度B，都在周期性地变化着。这种现象就是电磁振荡。5.电磁振荡的周期和频率课堂小结备用工具&资料例2（多选）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CD④由振荡回路本身特性所决定的振荡周期和频率，叫做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。课堂探究观察振荡电路中电压的波形

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演示3.电流、电量的变化图像+-tqotio正向放电正向充电反向充电反向充电一个周期内两次充放电在整个过程中，电路中的电流i、电荷量q、电场强度E、磁感应强度B，都在周期性地变化着。这种现象就是电磁振荡。电磁振荡与机械振动虽然有着本质的不同，但它们还是具有一些共同的特点。在机械振动中，例如在单摆的振动中，位移x、速度v、加速度a这几个物理量周期性地变化。在电磁振荡中，电荷量q、电流i、电场强度E、磁感应强度B这几个物理量也在周期性地变