复习课件电磁振荡 电磁波 人教版..ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电磁振荡、电磁波,第一节、电磁振荡,（,1,）大小和方向都随时间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。自由感线圈和电容器组成的电路，是一种简单的振荡电路，简称,LC,回路。,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，通过线圈的电流以及跟电荷和电流相联系的电场和磁场都发生周期性变化的现象叫电磁振荡。,知识内容,1,振荡电流和振荡电路,知识内容,2,LC,电路的振荡过程,（,1,）如图所示的电路中，当开关从,1,位置拨向,2,位置开始，由于有电感存在，在,LC,电路中会产生振荡电流，电容器放电和充电，电路中的电流强度从小变大，再从大变小，振荡电流的变化符合正弦规律,（,2,）当电容器上的带电量变小时，电路中的电流变大，当电容器上带电量变大时，电路中的电流变小电容器上的带电量的变化也符合正弦规律,（,3,）在,LC,回路中，流过振荡线圈的电流、线圈中的磁场、电容器极板上的电量、电容器极板间的电场均按正弦或余弦规律变化。,(4),LC,回路中的电流图象和电荷图象总是互为余函数,知识内容,LC,回路中的电流图象和电荷图象总是互为余函数,C L,某时刻,LC,回路中电容器中的电场方向和线圈中的磁场方向如右图所示。则这时电容器正在,_,（充电还是放电），电流大小正在,_,（增大还是减小）。,解：用安培定则可知回路中的电流方向为逆时针方向，而上极板是正极板，所以这时电容器正在充电；因为充电过程电场能增大，所以磁场能减小，电流在减小。,例题分析,充电,减小,课堂,练习,如图所示的,4,个图中，开关先拨向位置,1,，然后拨向位置,2,时，电路中能够产生振荡电流的是,（,B,）,在,LC,电路发生电磁振荡的过程中，电容器极板上的电量,q,随时间,t,变化的图象如图所示，由图可知,A,、,t,1,、,t,3,两个时刻电路中电流最大，且方向相同；,B,、,t,1,、,t,3,两个时刻电路中电流最大，且方向相同,C,、,t,2,、,t,4,两个时刻电路中电流最大，且方向相同,D,t,2,、,t,4,两个时刻电路中电流最大，且方向相反,（,D,）,知识内容,3,LC,电路中能量的转化,（,1,）电磁振荡的过程是能量转化和守恒的过程电流变大时，电场能转化为磁场能，电流变小时，磁场能转化为电场能,（,2,）电容器充电结束时，电容器的极板上的电量最多，电场能最大，磁场能最小；电容器放电结束时，电容器的极板上的电量为零，电场能最小，磁场能最大,分析电磁振荡要掌握以下三个要点（突出能量守恒的观点）,理想的,LC,回路中电场能,E,电,和磁场能,E,磁,在转化过程中的总和不变。,回路中电流越大时，,L,中的磁场能越大（磁通量越大）。,极板上电荷量越大时，,C,中电场能越大（板间场强越大、两板间电压越高、磁通量变化率越大）,图所示为,LC,振荡电路中电容器极板上的电量,q,随时间,t,变化的曲线，由图可知,例题分析,分析：,在,LC,振荡电路中，,电容器极板上的电量与两板间电压、电场强,度成正比，电量,q,多的时候，两板间电场的,电场能也随之增多；电量,q,少的时候，两板间,电场弱，相应的电场能量也随之减少。忽略,LC,电路振荡过程中线圈电阻发热以及向空间辐射电磁波，那么线圈中的磁场能与电容器两极板之间的电场能互相转换过程中，总的电磁场能量应保持不变。,解：（,1,）在,t,1,时刻，电容器极板上电量,q,为最大值，两板间电场,能为最大，线圈中磁场能应是最小值。选项,A,正确。,（,2,）从,t,1,t,2,时刻，,电容器极板上电量,q,从正的峰值降为零值，,电场能正在不断地转变为磁场能，与磁场能相应的电路中的电流强度正在不断增强，选项,B,错误。,（,3,）从,t,2,t,3,时刻，,电容器极板上电量,q,又不断增大，表明,电容器正在反向充电。选项,C,正确。,（,4,）在,t,4,时刻，电容器放电结束，极板上电量为零，电场能也为零，已全部转化为磁场能。选项,D,正确。,答：本题选项,A,、,C,、,D,正确。,例题分析,课堂,练习,在,LC,电路发生电磁振荡的过程中，在电容器放电结束的时刻,A,、电路中的电流为零,B,电容器极板间的场强为零,C,电场能全部转变为磁场能,D,磁场能全部转变为电场能,（,BC,）,LC,电路发生电磁振荡的过程中，当电感线圈无电流时,A,、电感线圈的磁场能达到最大,B,电容器内的电场能为零,C,电感线圈的磁场能为零,D,电容器所带电量为零,（,C,）,课堂,练习,在,LC,振荡电路中，当电容器的电量最大时,A,、电场能开始向磁场能转化,B,电场能正在向磁场能转化,C,电场能全部转化为磁场能,D,磁场能正在向电场能转化,（,A,）,如图所示，先把开关,S,拨到,b,，电容器充电，再把开关拨到,a,，在电磁振荡过程中下列说法中正确的是,A,、电容器开始放电时，电路中电流最大,B,电容器放电结束时，电路中电流为零,C,电路中电流最大时，磁场能最小,D,电容器开始充电时，磁场能最大,（,D,）,课堂,练习,如图所示，,LC,振荡电路的固有周期为,T,，现将开关,S,先接至,b,，待电容器充电后，再将,S,接至,a,，经,T/2,，则,A,、电容器内电场最强场强方向向下,B,线圈,L,内电流最强电流方向向下,C,电容器,C,内的电场能全部转化为,L,内的磁场能,D,若开始充电较多，则放电时间将变长,（,A,）,图为,LC,振荡电路中电容器极板上的电量,q,随时间,t,的变化图线，由图可知,A,、在,t1,时刻，电路中的磁场能最小,B,在,t1,到,t2,的时间内，电路中的电,流不断减小；,C,在,t2,到,t3,的时间内，电容器充电,D,在,t4,时刻，电容器的电场能最小,（,ACD,）,LC,回路的固有周期和固有频率，与电容器带电量、极板间电压及电路中电流都无关，只取决于线圈的自感系数,L,及电容器的电容,C,。,知识内容,4,LC,电路的周期公式及其应用,例题分析,一台收音机，把它的调谐电路中的可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出，仍然收不到某一较高频率的电台信号。要想收到该电台信号，应该,_,（增大还是减小）电感线圈的匝数。,解：调谐电路的频率和被接受电台的频率相同时，发生电谐振，才能收到电台信号。由公式,可知，,L,、,C,越小，,f,越大。当调节,C,达不到目的时，肯定是,L,太大，所以应减小,L,，因此要减小匝数。,课堂,练习,无线电发射机的,LC,振荡电路的电感,L,固定，当电容器的电容为,C,时，它产生的振荡电流的周期为,T,；当电容器的电容调为,4C,时，它产生的振荡电流的周期变为,A,、,4T,；,B,T/4,；,C,2T,；,D,T/2,（,C,）,在,LC,振荡电路中，以下可以使振荡频率增大一倍的办法是,A,、自感,L,和电容,C,都减小一半,B,自感,L,增大一倍，电容,C,减小一半,C,自感,L,和电容,C,都增大一倍,D,自感,L,减小一半，电容,C,增大一倍,（,A,）,一个可变电容器的电容变化范围是,5,250 PF,，用这个电容器和一定值电感组成振荡回路，其振荡频率的最大值约为最小值的,倍,7,课堂,练习,要增加,LC,振荡电路的固有周期,下列方法中可行的是,:,A,、增加电容器两板电压,B,减小振荡电路中的电容,C,减小振荡线圈的截面积,D,振荡线圈中插入铁芯,（,D,）,如图甲所示的,LC,振荡电路中，通过,P,点的电流变化规律如图乙所示，且把通过,P,点向右的电流规定为乙图中坐标轴,i,的正方向，下列说法中正确的是,A,、,0.5 s,至,1s,时间内，电容器正在充电,B,0.5s,至,1s,时间内，电容器的上板带正电荷,C,1s,至,1.5 s,时间内，电容器的下板带正电荷,D,1s,至,1.5s,时间内，磁场能正在转变成电场能,（,AC,）,麦克斯韦电磁理论,:,变化的磁场能够在周围空间产生电场,(,这个电场叫感应电场或涡旋场，与由电荷激发的电场不同，它的电场线是闭合的，它在空间的存在与空间有无导体无关,),，变化的电场能在周围空间产生磁场。,均匀变化,的磁场产生,稳定的,电场，,均匀变化,的电场产生,稳定,的磁场；,不均匀变化,的磁场产生,变化的,电场，,不均匀变化,的电场产生,变化,的磁场。,振荡的,(,即周期性变化的,),磁场产生,同频率的振荡,电场，,振荡的,电场产生,同频率的振荡,磁场。,变化的,电场和,变化的,磁场,总是相互联系,着、形成一个不可分离的,统一体,称为电磁场。,电场和磁场只是这个统一的电磁场的两种,具体表现,。,知识内容,第二节 电磁场、电磁波,变化的电场产生磁场,变化的磁场产生电场,知识内容,例题分析,如图所示，平行板电容器和电池组相连。用绝缘工具将电容器两板间的距离逐渐增大的过程中，关于电容器两极板间的电场和磁场，下列说法中正确的是,A.,两极板间的电压和场强都将逐渐减小,B.,两极板间的电压不变，场强逐渐减小,C.,两极板间将产生顺时针方向的磁场,D.,两极板间将产生逆时针方向的磁场,解：,由于极板和电源保持连接，因此两极板间电压不变。两极板间距离增大，因此场强,E,=,U,/,d,将减小。由于电容器带电量,Q,=,UC,，,d,增大时，电容,C,减小，因此电容器带电量减小，即电容器放电。放电电流方向为逆时针。在引线周围的磁场方向为逆时针方向，因此在两极板间的磁场方向也是逆时针方向。选,BD,。,课堂,练习,根据麦克斯韦电磁理论，以下说法正确的是,A,、在电场周围一定产生磁场，在磁场周围一定产生电场,B,在变化的电场周围一定产生变化的磁场，在变化的磁场周围一定产生变化电场,C,在均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场，在均匀变化的磁场周围一定产生均匀变化的电场,D,在振荡的电场周围，一定产生同频率的振荡的磁场，在振荡的磁场周围一定产生同频率的振荡的电场,（,D,）,关于电磁场理论，下列说法正确的是,A,、在任何变化的电场周围一定能产生变化的磁场,B,在任何电场的周围空间一定存在磁场,C,均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场,D,振荡电场的周围空间产生周期性变化的磁场,（,D,）,（,2,）振荡电路发射电磁波的过程，同时也是向外辐射能量的过程,二、电磁波,变化的电场和变化的磁场不断地互相转化，并且由近及远地传播出去。这种变化的电磁场在空间以一定的速度传播的过程叫做电磁波。,知识内容,1,电磁波概念,（,1,）电磁波是横波。,E,与,B,的方向彼此垂直，而且都跟波的传播方向垂直，因此电磁波是横波。电磁波的传播不需要靠别的物质作介质，在真空中也能传播。在真空中的波速为,c,=3.010,8,m/s,。,2,、电磁波的特点,、电磁波是横波,A,、,电磁波中的电场和磁场互相垂直，电磁波在与二者均垂直的方向传播,B,、,相邻两个波峰或波谷之间的距离等于电磁波的波长,C,、,在传播方向上的任一点，,E,和,B,都随时间按正弦规律变化,2,、电磁波具有波的一切特性,3,、电磁波可以在真空中传播,c=3.010,8,m/s,知识内容,4,、三个特征量的关系：,v,=,f,例题分析,无线电广播中波段的波长范围为,187560,米，为了避免邻台干扰，两个相邻电台的频率至少相差,10,4,赫，则在此波段中，最多能容纳的电台数约：,A,、,500,个,B,、,100,个,C,、,187,个,D,、,20,个。,解：,由,v,=,f,可先得出整个频率范围，,f,min,=C/,max,=310,8,/560=5.35710,5,Hz,f,max,=C/,min,=310,8,/187=16.04310,5,Hz,故可容纳电台数,N=(,f,max,f,min,)/10,4,=108,个,故答案,:B,课堂练习,建立完整的电磁场理论并首先预言电磁波存在的科学家是,A,、法拉第；,B,奥斯特；,C,麦克斯韦；,D,楞次；,（,C,）,关于电磁场和电磁波，下列说法中正确的是,A,、磁场在它周围空间能产生电场，电场也能在它周围空间产生磁场,B,电磁波必须依靠介质来传播,C,发射电磁波的两个重要条件是采用高频和开放性,LC,电路,D,只有非均匀变化的电场，才能产生变化的磁场；只有非均匀变化的磁场，才能产生变化的电场,（,CD,）,课堂,练习,任何电磁波在真空中都具有相同的,A,、频率；,B,波长；,C,波速；,D,能量；,（,C,）,电磁波在真空中的传播速度是,A,频率越高，传播速度越大,B,波长越长，传播速度越大,C,电磁波能量越大，传播速度越大,D,频率、波长、能量都不影响电磁波在真空中的传播速度,（,D,）,为使发射的电磁波的波长增加为原来的两倍，可以将振荡电路的电容,A,、变为原来的两倍；,B,变为原来的一半,C,变为原来的四倍；,D,变为原来的四分之一,（,C,）,(3),发射电磁波的条件：,A,、要有足够高的振荡频率（,单位时间内辐射出的能量,P,f,4,）,B,、振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间,（,4,）三种电路的特点,A,、,闭合电路,B,、,半开放电路,知识内容,三、电视和雷达,1,电视发射、接收的基本原理,(1,）发射：把摄取的图像信号和录制的伴音信号转换为电信号，天线把带有这些信号的电磁波发射出去,(2),接收：天线接收到电磁波后产生感应电流，经过调谐、解调等处理，将得到的图像信号和伴音信号送到显像管和扬声器,持续有效地发射电磁波必须具备,3,个条件,(1),电路必须是开放的；,(2),振荡的频率必须足够地高；,(3),必须不断地补充能量。,（,2,）特点：,a.,由于电路中的,L,和,C,都足够小，因此频率很大,.,b.,由于电容器的极板间距很大，因此电场足够分散，能分散到很大的空间中,.,C,、,开放电路,（,1,）构造：,知识内容,知识内容,2,雷达的基本工作原理,(1,）雷达是利用定向发射和接收不连续的无线电波，根据时间间隔测量距离的,（,2,）雷达发射的无线电波是微波，波长短、直线性好、反射性能强,例题分析,某防空雷达发射的电磁波频率为,f,=310,3,MHz,，屏幕上尖形波显示，从发射到接受经历时间,t,=,0.4ms,，那么被监视的目标到雷达的距离为,_km,。该雷达发出的电磁波的波长为,_m,。,解：,由,s,=,ct,=1.210,5,m=120km,。这是电磁波往返的路程，所以目标到雷达的距离为,60km,。由,c,=,f,可得,=0.1m,课堂,练习,下列关于电视发射原理的说法正确的是,A,电视节目的光信号是通过电子枪扫描而转换成电信号,B,电视节目的声信号是通过电子枪扫描而转换成电信号,C,电视发射天线发射的是包括声、光信号的电磁波,D,电视发射天线发射的电磁波只包括光信号,（,AC,）,下列说法正确的是,A,雷达是利用微波无线电脉冲测定物体位置或测距的无线电设备,B,雷达测量遥远物体的时候，发射的是长波无线电脉冲,C,雷达是利用物体对于无线电波的反射来测得物体距离和方位的,D,雷达可以探测飞机、舰艇、导弹、台风、雷雨云和不明飞行物等,（,ACD,）,课堂,练习,（,AC,）,下列关于电视接收原理的说法，正确的是,A,电视接收天线接收到的电磁波中包括有图像信号和伴音信号,B,电视接收天线接收到电磁波经过处理还原成图像，无线上并不产生感应电流,C,电视接收机通过电子枪的扫描显示电视节目的图像信号,D,电视接收机通过电子枪的扫描后，经扬声器得到电视节目的伴音信号,1,根据麦克斯韦电磁理论，下列说法中正确的是,A,变化的电场一定产生变化的磁场,B,均匀变化的电场一定产生均匀变化的磁场,C,稳定的电场一定产生稳定的磁场,D,振荡的电场一定产生同频率的振荡磁场。,答案,:,D,反馈练习,2,在,LC,振荡电路中，电容器上的带电量从最大值变化到零所需的最短时间是,答案,B,3,要使,LC,振荡电路的周期增大一倍，可采用的办法是,A,自感系数,L,和电容,C,都增大一倍,B,自感系数,L,和电容,C,都减小一半,C,自感系数,L,增大一倍，而电容,C,减小一半,D,自感系数,L,减小一半，而电容,C,增大一倍,答案,:,A,反馈练习,4,由自感系数为,L,的线圈和可变电容器,C,构成收音机的调谐电路，为使收音机能接收到,f1=550KHz,至,f2=1650kHz,范围内的所有电台的广播,则可变电容器与,f1,对应的电容,C1,和与,f2,对应的电容,C2,之比为,C19 D91,答案,:,D,5,在,LC,振荡电路中，在电容器放电完毕的瞬间,A,电场能正向磁场能转化,B,磁场能正向电场能转化,C,电场能刚好向磁场能转化完毕,D,磁场能刚好向电场能转化完毕,答案,:,C,反馈练习,6,如图，为,LC,振荡电路中电容器极板上的电量,q,随时间,t,变化的图线，由图可知,答案,:,ACD,7,如图，所示的,LC,振荡电路，当电键,K,打向右边发生振荡后，下列说法中正确的是,A,振荡电流达到最大值时，电容器上的带电量为零,B,振荡电流达到最大值时，磁场能最大,C,振荡电流为零时，电场能为零,D,振荡电流相邻两次为零的时间间隔等于振荡周期的一半,答案,:,ABD,反馈练习,8,如图所示，,LC,振荡电路某时刻的情况，以下说法正确的是,A,电容器正在充电,B,电感线圈中的磁场能正在增加,C,电感线圈中的电流正在增大,D,此时刻自感电动势正在阻碍电流增大。,答案,:,BCD,反馈练习,9,由,LC,振荡电路发射的电磁波的波长为,，,为了使其发射的电磁波的波长变为,2,，,可使,A,电容器的电容变为原来的,2,倍,B,电容器的电容变为原来的,1/2,倍,C,线圈的电感变为原来的,1/4,倍,D,电容器的电容和线圈的电感均变为原来的,2,倍,答案,:,D,