4.1电磁振荡（同步课件）-【鼎力课堂】2023-2024学年高二物理同步备课精编优选课件+同步作业（人教版2019选择性必修第二册）

§1 电磁振荡 第四章 电磁振荡与电磁波 高中物理(人教版2019)选择性必修第二册 CONTENTS 新课引入 01. 电磁振荡的产生 02. 电磁振荡中的能量变化 03. 电磁振荡周期和频率 04. PART 01 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，则需要不断地击打水面。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？ 思考与讨论 观察振荡电路的电流 PART 02 电磁振荡的产生 1.振荡电流：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。 3.LC振荡电路： 当开关置于线圈一侧时，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。 电磁振荡的产生 4.电磁振荡过程电量和电流的变化情况 放电 充电 放电 充电 q最大，u最大 i最小，B最小 t q/i 0 q最小，u最小 i最大，B最大 q最大，u最大 i最小，B最小 q最小，u最小 i最大，B最大 q最大，u最大 i最小，B最小 周而复始 我们把电路中的电流、电容器极板上的电荷量、电容器的电场强度、线圈里的磁感应强度，都在做周期性变化的这种现象叫做电磁振荡。 放电 反向充电 反向放电 充电 电磁振荡的产生 时刻（时间） 工作过程 q E i B 0→T/4 放电过程 qm→0 Em→0 0→im 0→Bm T/4→T/2 充电过程 0→qm 0→Em im→0 Bm→0 T/2→3T/4 放电过程 qm→0 Em→0 0→im 0→Bm 3T/4→T 充电过程 0→qm 0→Em im→0 Bm→0 4.电磁振荡过程电量和电流的变化情况 电磁振荡的产生 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? 思考与讨论 PART 03 电磁振荡中的能量变化 q最大，u最大 i最小，B最小 q最小，u最小 i最大，B最大 q最大，u最大 i最小，B最小 q最小，u最小 i最大，B最大 q最大，u最大 i最小，B最小 放电 反向充电 反向放电 充电 电场能向磁场能转化 磁场能向电场能转化 电场能向磁场能转化 磁场能向电场能转化 下摆 重力势能能向动能转化 上摆 动能能向重力势能转化 下摆 重力势能能向动能转化 上摆 动能能向重力势能转化 周而复始 1.电磁振荡能量转化： 电磁振荡中的能量变化 若无能量损失，则有电场能与磁场能交替转化:总能量守恒＝电场能＋磁场能＝恒量。但实际的LC振荡回路都有能量一部分能量转化为内能或者以电磁波形式辐射出去，所以振荡电流的振幅就会逐渐减小，直到停止振荡。 电磁振荡中的能量变化 (1)两个物理过程： ①放电过程:电场能转化为磁场能，q↓→ i↑ ②充电过程:磁场能转化为电场能，q↑ → i↓ ①充电完毕:磁场能向电场能转化完毕,电场能最大,磁场能最小. ②放电完毕:电场能向磁场能转化完毕,磁场能最大,电场能最小. LC回路工作过程具有对称性和周期性,可归结为: (2)两个特殊状态： 2.电磁振荡的特点： 电磁振荡中的能量变化 3.两个对应关系： （1）同步同变关系： 在LC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EE是同步同向变化的，即：q↓—E↓—EE↓（或q↑—E↑—EE↑）。 振荡线圈上的物理量：振荡电流i、磁感应强度B、磁场能EB也是同步同向变化的，即：i↑—B↑—EB↑（或i↓—B↓—EB↓）。 （2）同步异变关系： 在LC回路产生电磁振荡的过程中，电容器上的三个物理量q、E、EE与线圈中的三个物理量i、B、EB是同步异向变化的，即q、E、EE↑→i、B、EB↓。 电磁振荡中的能量变化 4.LC振荡电路充、放电过程的判断方法： （1）根据电流流向判断，当电流流向带正电的极板时，处于充电过程；反之，处于放电过程。 （2）根据物理量的变化趋势判断：当电容器的带电荷量q（U、E）增大时，处于充电过程；反之，处于放电过程。 （3）根据能量判断：电场能增加时，充电；磁场能增加时，放电。 电磁振荡中的能量变化 PART 04 电磁振荡周期和频率 1.周期和频率： （1）周期：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间。 （2）频率：1 s内完成