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

第四章 电磁振荡与电磁波 1.电磁振荡 教学目标 CONTENT 01 02 03 了解电磁振荡的周期和频率 学会分析电磁振荡的过程中能量的变化 学会分析电磁振荡的过程电流和电量的变化 2 新课引入 水波是由机械振动形成的。一颗石子投入水面会激起一阵涟漪，但是要形成持续的水波，则需要不断地打击水面。 电视、广播接收的是电磁波，要产生持续的电磁波，需要持续变化的电流。怎样才能产生这样的电流呢? 要产生持续变化的电流，可以通过线圈和电容器组成的电路实现。 L C 演示： 观察振荡电路中电压的波形 电磁振荡的产生 一 知能提升 1. 振荡电流和振荡电路 (1)振荡电流 大小和方向都做周期性迅速变化的电流. (2)振荡电路 产生振荡电流的电路. LC 振荡电路 L C 2. 电磁振荡的产生 － － － － L C 自感 ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － E C ＋ ＋ ＋ ＋ 电源对C充电 LC振荡电路 LC振荡电路中振荡电流和电容器电量是如何变化的呢？ － － － － L C ＋ ＋ ＋ ＋ 初始时刻 电量 q 电场 E 电流 i 最大 最强 0 － － － － L C ＋ ＋ ＋ ＋ 放电过程 电量 q 电场 E 电流 i 磁场 B 减小 减弱 增大 正极板流向负极板 增强 L C 放电完毕 电量 q 电场 E 电流 i 磁场 B 0 0 最大 正极板流向负极板 最强 ＋ ＋ ＋ ＋ L C － － － － 充电过程 电量 q 电场 E 电流 i 磁场 B 反向充电 增大 增强 减小 负极板流向正极板 减弱 ＋ ＋ ＋ ＋ L C － － － － 充电完毕 电量 q 电场 E 电流 i 磁场 B 最大 最强 0 0 ＋ ＋ ＋ ＋ L C － － － － 放电过程 电量 q 电场 E 电流 i 磁场 B 减小 减弱 增大 正极板流向负极板 增强 L C 放电完毕 电量 q 电场 E 电流 i 磁场 B 0 0 最大 正极板流向负极板 最强 － － － － L C ＋ ＋ ＋ ＋ 充电过程 电量 q 电场 E 电流 i 磁场 B 增大 增强 减小 负极板流向正极板 减弱 － － － － L C ＋ ＋ ＋ ＋ 充电完毕 电量 q 电场 E 电流 i 磁场 B 最大 最强 0 0 2.在这个过程中，电容器极板上的电荷q，电路中的电流 i，电容器里的电场场强 E，线圈里的磁感应强度B，都在发生周期性的变化，这种现象叫作电磁振荡。 一个周期中，电容器放电、充电各两次。 q↓，i↑（从正极板流向负极板） q↑，i↓（从负极板流向正极板） － － － － L C ＋ ＋ ＋ ＋ i＝0 qm im q＝0 q＝0 im ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － i＝0 qm 放电 q↓ i↑ 放电 q↓ i↑ 反向 充电 q↑ i↓ 充 电 q↑ i↓ 周期性的变化 丙 电容器极板上电荷量的周期性变化 甲 电磁振荡过程 乙 振荡电路电流的周期性变化 － － ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － ＋ ＋ a b c d e 1. 在电磁振荡的过程中，电场能和磁场能也在同时发生周期性的变化。 电磁振荡中的能量变化 二 － － ＋ ＋ ＋ ＋ － － － － ＋ ＋ q↓ i↑ q↑ i↓ q↓ i↑ q↑ i↓ 放电 充电 放电 充电 靠近 远离 靠近 远离 x↓ v↑ x↑ v ↓ x↓ v ↑ x↑ v ↓ 电场能 磁场能 电场能 磁场能 电场能 知能提升 2. 阻尼振荡和无阻尼振荡 无阻尼振荡（理想） 阻尼振荡（实际） 等幅振荡（实际应用）：把能量补充到振荡电路中，补偿能量损失，就可以得到振幅不变的等幅振荡. 电磁振荡的周期和频率 三 知能提升 1.电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间叫作周期 T ，1s 内完成周期性变化的次数叫作频率 f. 2.没有能量损失、也不受外界影响（理想的自由振荡）：周期和频率由 LC 电路本身决定 3.固有周期和固有频率 ： 当 L 一定，C1＞C2 ：f1＜f2 ，T1＞T2 ，电容C 越大，周期T 越大 . 当 C 一定，L1＞L2 ：f1＜ f2 ，T1＞T2 ，自感系数 L 越大，周期T 越大. 4.公式： 典例精析 例1. 在 LC 振荡电路中电流随时间变化的关系如图所示，试说明 ab 段、bc 段和 b 点时，各物理量的情况。 i O t c b a ab 段（充电）：i ↓，B ↓；q↑