选修3-4_电磁振荡.ppt

1、物理制作,电 磁 振 荡,本节预备知识： 示波器：用来观察电路中电信号波形的仪器。 电容器：充电后储存电荷，上下极板间储存了电场形式的电场能。 自感线圈：通电后里面形成磁场储存了磁场能。,卫星通过接收和发送电磁波传送声音、图象等信息。不同种类的卫星可以做军事侦察、探测矿藏、预报天气天文观测等，其用途不胜枚举。？,军事雷达通过接收和发送电磁波获取军事情报传达命令，瞬息万里。真可谓“运筹帷幄之中，决胜于千里之外。”,这是太阳在电磁波紫外线波段的照片。用来研究太阳的活动。,今天，电磁波与人们的生活息息相关， 它的发现使人类的信息传递发生了巨大的变革，在科技、军事、生活、等各个领域都有广泛的应用。没有

2、人能想到没有电磁波的世界会变成怎么样？那么电磁波是如何发现的呢？,气象雷达,LC回路振荡过程分析,电磁振荡,振荡电流的产生,LC回路中电场能和磁场能的分析,电磁振荡,判断LC回路处于充电过程还是放电过程的方法,小结,一、振荡电流的产生,1、演示实验：,3、这种电路产生的大小和方向都做周期性变化的电流，叫振荡电流。能够产生振荡电流的电路叫振荡电路（又叫LC回路）,结论：这表明电路中产生了大小和方向做周期性变化的电流。,说明：用示波器观察振荡电流时会发现它是按正弦规律变化的，只是它的频率要高得多。,2、现象：我们会看到电流表的指针左右摆动。,t = 0,0T/4,0T/4,0T/4,t =T/4,

3、T/4T/2,T/4T/2,T/4T/2,t = T/2,T/23T/4,T/23T/4,T/23T/4,t = 3T/4,3T/4T,3T/4T,3T/4T,t = T,最大,零,零,零,零,零,零,零,零,零,最大,最大,最大,最大,最大,最大,最大,最大,最大,零,I/A,B/T,T/S,T/S,T/S,T/S,O,T/4,T/2,3T/4,T,O,T/4,T/2,3T/4,T,三、电磁振荡,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，电路中的电流 I，电容器里电场的场强 E，线圈磁场磁感应强度 B，都发生，周期性的变化。这种现象叫电磁振荡。,无阻尼振荡：,阻尼振荡：,在电

4、磁振荡中，如果没有能量损失，振荡应该永远持续下去，振荡电流的振幅应该永远保持不变，这种振荡叫做无阻尼振荡。,振荡电路中若有能量损耗，振荡电流的振幅要逐渐减小，直到最后停止振荡，这种振荡叫阻尼振荡,四、LC回路中电场能和磁场能的分析,放电过程： (0T/4， T/2 3T/4）,充电过程： (T/4T/2， 3T/4 T）,整个过程：,电场能向磁场能转化,磁场能向电场能转化,若LC回路是没有能量损失，电场能和磁场能相互转化，总能量守恒。E磁+E电=恒量,电场能,磁场能,五、判断LC回路处于充电过程还是放电过程的方法,充电过程的特点：,电流流向带正极板，电量增加，磁场能向电场能转化，电场能增加，电

5、流减小，磁场能减少。,放电过程的特点：,电流流出带正电的极板，电量减小，电场能向磁场能转化，电场能减少，电流增大，磁场能增加。,练习:,1、在LC振荡电路中，当电容器上电量最大（充电完毕） 的瞬间（ ） A、 电场能正在向磁场能转化 B、 磁场能正在向电场能转化 C、电场能向磁场能转化刚好完毕 D、磁场能向电场能转化刚好完毕,D,思路：充电过程是磁场能向电场能转化的过程。,2、一个LC振荡电路，在如图所示过程中，对它 做出的判断正确的是（ ） A、电流在减小 B、电流在增大 C、电场能在转变为磁场能 D、磁场能在转变为电场能,t,AD,分析：电流流向正极板，表明是充电过程，电流减小，磁场能向电

6、场能转化。,3、如图，根据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 时刻电感线圈两端电压最小 B、在 t1 时刻电容器的带电量为零 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,ABC,分析：t1时刻放电完毕瞬间，电流最大，但电流变化率最小。电容器电量为零。 t2时刻充电完毕瞬间，电流最小，但电流变化率最大。电容器电量为最大。,小结：,磁场能（零） 电场能（最大） 电 量（最大） 电 流（零）,磁场能（最大） 电场能（零） 电 量 （零） 电 流（最大）,磁场能（零） 电场能（最大） 电 量（最大） 电 流（零）,磁场能（最大） 电场能（零

7、） 电 量 （零） 电 流（最大）,0T/4,T/4T/2,3T/4 T/2,3T/4T,小结：,LC振荡电路产生振荡电流的物理原因是电容器的充放电作用和线圈的自感作用物理实质是电场能和磁场能的周期性转换。,在解决振荡电路问题时，判断充放电过程是解决问题的线索和关键,电场能和磁场能相关的各量的变化规律是解决问题的依据;q-t,I-t 图象及其相互转化是解决问题的直观手段,4、LC回路中电容器两极板间的电压U随时间t变化的关系如图所示，则：（ ）,A、在时刻t1，电路中的电流最大 B、在时刻t2，电路中的磁场能最大 C、从时刻t2 t3，电路中的电场能不断增大 D、从时刻t3 t4，电容器的带电量不断增大,BC,分析：由电压变化确定场强的变化，在由