人教版 (2019)选择性必修 第二册第四章 电磁振荡与电磁波1 电磁振荡精品课件ppt

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1.通过实验，了解电磁振荡。知道LC振荡电路种电荷、电场、电流、磁场的动态变化情况及电场能与磁场能的转化情况。知道电磁振荡的周期与频率，会用其分析、解释有关的简单问题。2.经历从机械振动到电磁振荡的类比过程，体会类比推理的方法。经历分析电磁振荡周期与L、C关系的过程，体会定性分析推理的方法。3.经历实验观察电磁振荡中各物理量的变化过程，体会实验在物理观念形成过程中的作用。
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？
观察振荡电路中电压的波形
把线圈、电容器、电源和单刀双掷开关按照图甲连成电路。把电压传感器（或示波器）的两端连在电容器的两个极板上。先把开关置于电源一侧，为电容器充电；稍后再把开关置于线圈一侧，使电容器通过线圈放电。观察电脑显示器（或示波器）显示的电压的波形。
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。
振荡电路：能够产生振荡电流的电路。
想一想与交流电有何区别？
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，称为LC振荡电路。
电容器充放电和线圈的自感现象共同作用产生的
电容器具有充、放电作用
LC电磁振荡的产生原理
电容器充电结束，两极板电荷量最大。
电容器开始放电，回路中电流从0开始逐渐增大。两极板电荷量减少。
自感线圈给电容器反向充电结束，回路中电流为0，两极板电荷量最大。
电容器开始放电，回路中电流开始逐渐增大，两极板电荷量减少。
自感线圈再次给电容器反向充电结束，回路中电流为0，两极板电荷量最大。
LC电磁振荡的产生过程
LC振荡电路电流的周期性变化
电容器极板上电荷量的周期性变化
1、LC电磁振荡过程中几个特殊时刻各参数的特征
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：磁场能向电场能转化完毕，电场能最大，磁场能最小
放电完毕状态：电场能向磁场能转化完毕，磁场能最大，电场能最小
2、LC电磁振荡的特点：
3、LC电磁振荡的变化规律：
(1)总能量守恒＝电场能＋磁场能＝恒量
(2)电场能与磁场能交替转化
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。
例［多选］在LC振荡电路中，某时刻电路中的电流方向如图所示，且电流正在减小，则该时刻（　　）A.电容器上极板带正电，下极板带负电B.电容器上极板带负电，下极板带正电C.电场能正在向磁场能转化D.磁场能正在向电场能转化
【解析】C错，D对：电流正在减小说明磁场能转化为电场能。 A错，B对：此时电容器正在充电，由电流方向知电容器上极板带负电，下极板带正电。
二、电磁振荡中的能量变化
1．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。
2．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）振荡电路中的能量损耗有一部分转化为内能（产生焦耳热），还有一部向外辐射出去而损失． （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、电磁振荡的周期和频率
1．周期和频率：电磁振荡完成一次周期性变化所需的时间叫做周期，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。
3、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s、H、F、Hz．　（2）适当地选择电容器和线圈，可使振荡电路物周期和频率符合我们的需要．
T = f =
1.LC振荡电路中的振荡电流按正弦规律变化，电路的状态与相应的物理量对应.2.电磁振荡分阻尼振荡和无阻尼振荡．
3.LC振荡电路中电磁振荡的固有周期回路的周期
1.（多选）对振荡电路，下列说法正确的是（ ）
2.关于LC振荡电路中的振荡电流，下列说法中正确的是（　　）A.振荡电流最大时，电容器两极板间的电场强度最大B.振荡电流为零时，线圈中自感电动势为零C.振荡电流增大的过程中，线圈中的磁场能转化成电场能D.振荡电流减小的过程中，线圈中的磁场能转化为电场能  
解析：A错：振荡电流最大时，处于电容器放电结束瞬间，电场强度为零。B错：振荡电流为零时，回路中振荡电流改变方向，这时的电流变化最快，电流变化率最大，线圈中自感电动势最大。C错：振荡电流增大时，线圈中的电场能转化为磁场能。D对：振荡电流减小时，线圈中的磁场能转化为电场能。
3.如图为一个LC振荡电路中的电流变化图像，根据图线可判断（　　）A.t1时刻电感线圈两端电压最大B.t2时刻电容器两极板间电压为零C.t1时刻电路中只有电场能D.t1时刻电容器带的电荷量为零
【解析】　D对，A、C错：由图像知，计时开始时，电容器两极板带的电荷量最大，电流为零，电容器放电开始，根据电流随时间的变化规律，可以画出q-t图像（在图中用虚线表示）。由图像分析可知：t1时刻，电容器上电荷量为零，电势差为零，电场能为零。B错：t2时刻电容器电荷量q最大，两极板间电势差最大。