电磁振荡.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,*,一、伟大的预言,1,麦克斯韦电磁场理论,英国物理学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象成果的基础上，建立了完整的电磁场理论可定性表述为：,_,的磁场产生电场，,_,的电场产生磁场,变化,变化,2,麦克斯韦对电磁波的预言,(,电磁波的产生,),如果在空间某区域中有,_,变化的电场，那么它就在空间引起,_,变化的磁场；这个变化的磁场又引起新的,_,的电场,于是，变化的,_,和变化的,_,交替产生，由近及远地向周围传播，形成了,_,周期性,周期性,变化,电场,磁场,电磁波,二、电磁波,1,电磁波中的电场强度与磁感应强度互相,_,，而且二者均与波的传播方向,_,，因此电磁波是,_,2,电磁波的速度等于,_,，光的本质是,_,垂直,垂直,横波,光速,电磁波,图,14,1,1,(2011,年北京海淀区高二检测,),关于电磁场和电磁波，下列叙述中正确的是,(,),A,恒定的电场能够产生电磁波,B,电磁波的传播需要介质,C,电磁波从一种介质进入另一种介质，频率不变,D,电磁波在传播过程中也传递了能量,类型三,对电磁波特性的认识,例,3,变式训练,3,下列关于电磁波的说法正确的是,(,),A,电磁波必须依赖介质传播,B,电磁波可以发生衍射现象,C,电磁波不会发生偏振现象,D,电磁波无法携带信息传播,解析：,选,B.,电磁波具有波的共性，可以发生衍射现象，故,B,正确电磁波是横波，能发生偏振现象，故,C,错电磁波能携带信息传播，且传播不依赖介质，在真空中也可以传播，故,A,、,D,错,三、赫兹的电火花,1,赫兹利用如图,14,1,1,的实验装置，证实了,_,的存在,2,赫兹的其他实验成果：赫兹通过一系列的实验，观察到了电磁波的反射、折射、干涉、衍射和偏振现象，并通过测量证明，电磁波在真空中具有与光相同的,_,，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论,速度,电磁波,一、电磁振荡的产生,点击下图观看实验,1振荡电流：,像这种由电路产生大小和方向都做周期性变化的电流，叫做,振荡电流,2振荡电路：,能够产生振荡电流的电路，叫做,振荡电路,由自感线圈和电容器组成的振荡电路叫做,LC,振荡电路,，它是一种简单的振荡电路,实际应用的,LC,振荡电路中振荡电流的频率很高,（1）振荡电流是频率很高的交变电流,（2）振荡电流跟正弦交变电流一样，也按正弦规律变化,两组同步变化的物理量,在,LC,振荡回路发生电磁振荡的过程中，电容器上的物理量：电量,q,、电场强度,E,、电场能,E,E,是同步变化的，即：,q,E,E,E,(,或,q,E,E,E,),振荡线圈上的物理量：振荡电流,i,、磁感应强度,B,、磁场能,E,B,也是同步变化的，即：,i,B,E,B,(,或,i,B,E,B,),两个过程,电磁振荡中电流,i,、极板间的电压,u,、极板上的电量,q,、电场能和磁场能之间的对应关系,3,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，通过线圈的电流，以及跟电流和电荷相联系的磁场和电场都发生周期性变化的现象，叫做,电磁振荡,机械振动和电磁振荡有本质的不同，但它们具有共同的变化规律,机械振动,位移,x,（,或加速度,a,）,速度,v,势能,动能,电磁振荡,带电量,q,（,或,U,、,E,）,电流,i,（,或,B,）,电场能,磁场能,例,:1,此图正处充电过程还是放电过程？,+,_ _ _,此图正处充电过程还是放电过程？,答,:,放电,例,2,：,此图是处充电过程，则电容器上极板带正电还是负电？,答：正电,变式训练,4,如图,14,1,10,表示,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,图,14,1,10,二、阻尼振荡和无阻尼振荡,点击下图观看实验,i,t,i,t,（,1,）,（,2,）,B,、,阻尼振荡,任何振荡电路中,总存在能量损耗,使振荡电流,i,的振幅逐渐减小,这种振荡叫阻尼振荡,.,如图,(2),A,、,振荡电路中，若没有能量损耗，则振荡电流的振幅将不变,，,这种振荡叫无阻尼振荡。如图：,(1),无阻尼振荡和阻尼振荡,2,阻尼振荡：,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,（,1,）振荡电路中的能量损耗有一部分转化为内能（产生焦耳热），还有一部向外辐射出去而损失,（,2,）如果用振荡器不断地将电源的能量补充到振荡电路中去，就可以保持等幅振荡,1,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,三、电磁振荡的周期和频率,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,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,LC,电路的周期（频率）与哪些因素有关？,电容较大时，电容器充电、放电的时间长些还是短些？线圈的自感系数较大时，电容器充电、放电时间长些还是短些？,根据上面的讨论结果，定性地讲，,LC,电路的周期（频率）与电容,C,、电感,L,的大小有什么关系？,思考与讨论,3,、,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,在,LC,振荡电路中，线圈的自感系数,L,2.5 mH,，电容,C,4 F.,(1),该回路的周期多大？,(2),设,t,0,时，电容器上电压最大，在,t,9.010,3,s,时，通过线圈的电流是增大还是减小，这时电容器是处在充电过程还是放电过程？,类型四,电磁振荡过程的分析与计算,例,4,例：,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,解析：,在一个周期内，电容器充电、放电各两次，每次充电或放电所用的时间为振荡周期的1/4电场能与电场强度的方向无关，磁场能与磁感应强度的方向无关，因此在电磁振荡的一个周期内各出现两次最大值，即电场能或磁场能的变化周期为电场、磁场、电荷的变化周期跟电流的变化周期相同均为,所以，正确选项为,CD,2,、如图所示，,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,t,1,时刻电容器两端电压最小,B,、,在,t,1,时刻电容器带的电量为零,C,、,在,t,2,时刻电路中只有电场能,D,、,在,t,2,时刻电路中只有磁场能,1,i,0,t,t,1,t,2,答：,ABC,3.,已知,LC,振荡电路中电容器极板,1,上的电量随时间变化的曲线如图所示则（）,A.a,、,c,两时刻电路中电流最大，方向相同,B.a,、,c,两时刻电路中电流最大，方向相反,C.b,、,d,两时刻电路中电流最大，方向相同,D.b,、,d,两时刻电路中电流最大，方向相反,4.,当,LC,振荡电路中电流达到最大值时，下列叙述中正确的是（）。,A.,磁感应强度和电场强度都达到最大值,B.,磁感应强度和电场强度都为零,C.,磁感应强度最大而电场强度为零,D.,磁感应强度是零而电场强度最大,小结：,LC,振荡电路中的振荡电流按正弦规律变化，电路的状态与相应的物理量对应.,电磁振荡分阻尼振荡和无阻尼振荡,LC,振荡电路中电磁振荡的固有周期回路的周期,固有频率,