4.1 电磁振荡 课件-2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

4.1 电磁振荡 麦克斯韦是继法拉第之后，集电磁学大成的伟大科学家。他依据库仑、高斯、欧姆、安培、毕奥、萨伐尔、法拉第等前人的一系列发现和实验成果，建立了第一个完整的电磁理论体系，不仅科学地预言了电磁波的存在，而且揭示了光、电、磁现象的本质的统一性，完成了物理学的又一次大综合。 一、电磁振荡的产生 先把开关置于电源一边，为电容器充电；稍后再把开关置于线圈一边，使电容器通过线圈放电。观察电流表指针的变化。 1、振荡电流： 一、电磁振荡的产生 大小和方向都做周期性变化的电流叫做振荡电流。 振荡电流实际上就是交变电流，不过习惯上指频率很高的交变电流。 2、振荡电路： 能够产生振荡电流的电路叫做振荡电路。 一、电磁振荡的产生 由自感线圈和电容器组成的振荡电路叫做LC振荡电路。 3、LC振荡电路： 由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫自感现象。 自感现象: 注意：“阻碍”不是“阻止”，电流原来怎么变化还是怎么变，只是变化变慢了。 电容器能 够充、放电 线圈能够 产生自感 q,U,E,同步变化 i,B同步变化 问题：与电容和自感线圈有关的物理量有哪些？ 二、电磁振荡过程分析 放电 放电 充电 ＋ ＋ _ _ _ _ ＋＋ i i 充电 周期性变化 二、电磁振荡过程分析 1、电磁振荡的特点： 对称性和周期性 (1)两个物理过程： (2)两个特殊状态： (1)总能量守恒＝电场能＋磁场能＝恒量 电场能 磁场能 放电 充电 2、电磁振荡的变化规律： (2)电场能与磁场能交替转化 电容器电压U 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 磁感应强度B 电场强度E 二、电磁振荡过程分析 3、变化规律的图象描述： q E U i B 放电 充电 放电 充电 正弦或余弦规律变化 电场能 磁场能 电场能 磁场能 电场能 三、阻尼振荡和无阻尼振荡 1.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。 2.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。 四、电磁振荡的周期和频率 电磁振荡与简谐运动有很多相似之处，它们的运动都有周期性，我们知道自由振动的周期只与振动系统本身的特性有关，那么电磁振荡的周期或频率是由什么因素决定的呢？ LC回路的周期和频率公式： （1）式中各物理量T、L、C、f的单位分别是秒(s)、亨利(H)、法拉(F)、赫兹(Hz)。 （2）电场能、磁场能变化的周期为Tˊ=T/2 四、电磁振荡的周期和频率 LC振荡电路中电容器极板上电量q随时间t变化的图线如图，由图可知（ ） A、在t1时刻电路中的磁场能最小 B、从t1到t2，电路中的电流值不断变小 C、从t2到t3，电容器不断充电 D、在t4时刻电容器的电场能最小 q t t1 t2 t3 t4 o ACD 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 D 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 D $