第四章 电磁振荡与电磁波 课件 -2023-2024学年高二下学期物理粤教版(2019)选择性必修第二册

by甘腾胜@20230112 新粤教版(2019)高中物理选择性必修第二册 第一章 4 电磁振荡与电磁波 这些都是电磁波！ 电磁波是如何产生的呢？ 新课引入 观察振荡电路电流变化情况 一 个 周 期 性 变 化 放电 充电 充电 放电 ｑ ｉ ｑ ｉ ｑ ｉ ｑ ｉ ++ ++ - - - - ++ ++ - - - - q=Qm i=0 q=Qm i=0 q=0 i=Im q=0 i=Im 观察振荡电路电流变化情况 L C LC振荡电路 电磁振荡 1、振荡电流：大小和方向都做周期性变化的电流叫振荡电流。 2、振荡电路：产生振荡电流的电路叫振荡电路。 ①LC回路：由线圈L和电容器C组成的最简单振荡电路。 ②理想的LC振荡电路： 只考虑线圈、电容器的作用，而忽略能量损耗。 电磁振荡 3、电磁振荡： 在振荡电路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的变化，这种现象叫电磁振荡。 正向放电 正向充电 反向放电 反向充电 振荡电路的工作原理 电磁振荡的充放电过程 ①电容器充电结束，两极板上的电荷最多。 ②回路中电流从0开始逐渐增到最大。两极板电荷量从最大减为0。 ③自感线圈给电容器正向充电结束，回路中电流从最大减为0，两极板电荷量从0变回最大。 ④电容开始反向放电。 ⑤自感线圈给电容器反向充电，于是整个电路回到最开始状态。 电磁振荡的特点 LC回路工作过程具有对称性和周期性，可归结为： (1)两个物理过程： 放电过程：电场能转化为磁场能，q↓ → i↑ 充电过程：磁场能转化为电场能，q↑ → i↓ (2)两个特殊状态： 充电完毕状态：电场能最大，磁场能最小。 放电完毕状态：磁场能最大，电场能最小。 电磁振荡的图像分析 电流I 0 t + - 电容器 电量Q 0 t + - + - + - + - 正向放电 正向充电 反向放电 反向充电 电磁振荡 【练1】(单)在LC振荡电路中，在电容器充电完毕未开始放电时，正确的说法是： A．电场能正向磁场能转化 B．磁场能正向电场能转化 C．电路里的电场最强 D．电路里的磁场最强 C 电磁振荡中的能量变化 电磁振荡与机械振动虽然有着本质的不同，但它们还是具有一些共同的特点。在机械振动中，例如在单摆的振动中，位移x、速度v、加速度a 这几个物理量周期性地变化。在电磁振荡中，电荷量q、电流i、电场强度E、磁感应强度B这几个物理量也在周期性地变化。 在机械振动中，动能与势能周期性地相互转化。那么，在电磁振荡中，能量是如何转化的? i 0 t B 0 t Q 0 t E 0 t 时间 t 电 流 I 电量 Q 电场能 磁场能 0 零 最大 最大 最大 零 零 零 零 零 零 零 最大 最大 最大 最大 最大 最大 最大 零 零 电磁振荡中的能量变化 B 0 t E t 0 磁 场 能 电 场 能 电场能 磁场能 充电 磁感强度B 电容器带电量ｑ 电路中电流i 同步变化 同步变化 两极间场强E 放电 T 电磁振荡中的能量变化 电磁振荡的过程中，电场能和磁场能发生周期性的转化。 Q、B、i、E变化周期 电场能、磁场能变化周期 电磁振荡的周期和频率 L1＞L2 C1＞C2 第一次的振荡周期大于第二次的振荡周期。 电磁振荡的周期和频率 1、周期和频率： ①电磁振荡完成一次周期性变化所需的时间叫做周期。 ②一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。 电磁振荡的周期和频率 理论分析表明，LC电路的周期T与电感L、电容C的关系是 ①式中各物理量 T、L、C、f 的单位分别是 s、H、F、Hz。 ②改变周期的方法： L：线圈的大小、形状、匝数、铁芯。 分类：无阻尼振荡和阻尼振荡 A、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。如左图。 B、任何振荡电路中，总存在能量损耗，使振荡电流的振幅逐渐减小，这种振荡叫阻尼振荡。如右图。 电磁振荡和机械振动比较 不同点：本质不同的两种运动形式。 相同点：各物理量都是随时间做周期性的变化。 电磁振荡 【练2】(多)对振荡电路，下列说法正确的是 A．振荡电路中、电容器充电或放电一次所用的时间为 B