4-01电磁振荡-2022-2023学年高二物理精编动态课件（人教版2019选择性必修第二册）

第21章电磁振荡与电磁波 旅行者1号探测器是目前离地球最远的人造天体，它给我们发回了上万张神秘宇宙的照片。1990年2月14日，已经完成主要任务的旅行者1号在距离地球60亿千米之外接到了来自地球的指示，调转照相机，朝着地球的方向拍摄了一组照片。在传回地球的照片中，我们的地球是一个极小的暗淡蓝点，看不出与其他星球的区别。时至今日，我们仍然能够接收到200亿千米之外旅行者1号发来的信息。 电磁波的发现和使用带来了通信技术的发展，极大地改变了人们的生活，开阔了我们的视野。 01.电磁振荡 图片区 3 2022/11/21 这种电路叫振荡电路，现象叫电磁振荡，电流叫振荡电流。 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 2.振荡电路：产生振荡电流的电路叫作振荡电路。 3.LC振荡电路：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。 问题：为什么会产生振荡电流？ 一.电磁振荡的产生 放电 充电 放电 充电 正向充电结束准备放电，此时电量最大电场能最大，电流为零磁场能为零，充电时由于自感电流不会突然增加。 t q/i 0 放电结束，电路中电流最大磁场能最大，电量为零电场能为零，由于自感电流不会立即消失，开始反向充电。 反向充电结束准备放电，此时电量最大电场能最大，电流为零磁场能为零，充电时由于自感电流不会突然增加。 放电结束，电路中电流最大磁场能最大，电量为零电场能为零，由于自感电流不会立即消失，开始正向充电。 正向充电结束准备放电，此时电量最大电场能最大，电流为零磁场能为零，充电时由于自感电流不会突然增加。 周而复始 这样不断地充电和放电，电路中就出现了大小、方向都在变化的电流，即出现了振荡电流。 几个特殊时刻各物理量的特点 状态图 时刻 0 T/4 T/2 3T/4 T q 最大 上正下负 零 最大 下正上负 零 最大 上正下负 电场能 最大 零 最大 零 最大 i 零 最大 零 最大 零 磁场能 零 逆时针 零 顺时针 零 4.电磁振荡：在整个过程中，电路中的电流i、电容器极板上的电荷量q、电容器里的电场强度E、线圈里的磁感应强度B，都在周期性地变化着。这种现象就是电磁振荡。 1.LC振荡电路规律总结： ①电量电流都是按正弦规律周期性变化的，充电时q减小，i增大，放电时i减小，q增大 ②电量q与电场强度E、电场能E电对应，电流i与磁感应强度B、磁场能E磁对应，也在周期性变化，总能量E不变。 二.电磁振荡的能量 2.无阻尼振荡与阻尼振荡 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。 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阻尼振荡时一部分能量转化成热量，一部分能量变成电磁波辐射出去。 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。 三.电磁振荡的周期与频率 理论分析表明，LC 电路的周期T与电感L、电容C的关系是： 例1. LC回路中电容器两端的电压随时间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. 在时刻t2至t3, 电路中电场能不断增大 D. 在时刻t3至t4, 电容的带电量不断增大 典型例题 BC 例2.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 典型例题 ABD 3 例4.（多选）如图所示的振荡电路中，某时刻线圈中磁场方向向上，且电路的电流正在增强则此时（ ） A．a点电势比b点低 B．电容器两极板间场强正在减小 C．电路中电场能正在增大 D．线圈中感应电动势正在减小 典型例题 ABD 例5.(多选)如图所示电路中，电容器的电容为C，电感线圈的自感为L，线圈的电阻忽略不计，原来开关S闭合，现从开关S断开的瞬间开始计时，以下说法正确的是(　 ) A．t＝0时刻，电容器的左板带负电，右板带正电 B．t＝时刻，线圈L的感应电动势最大 C．t＝π时刻，通过线圈L的电流最大，方向向左 D．t＝时刻，电容器C两极板间电压最大 典型例题 BD 例6.如图所示，LC振荡电路中，已知某时刻电流i的方向指向A板，且正在增大，则（ 　） A. A板带正电 B. AB两板间的电压在增大 C. 电容器C正在充电 D. 电场能正在转化为磁场能 例7