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课件网) 第四章 电磁振荡与电磁波 人教版（2019）选修 第二册 4.1 电磁振荡 1.通过实验，了解电磁振荡。 2.体会LC振荡电路中电荷、电场、电流、磁场的动态变化过程及其相关物理量的变化情况。 3.了解LC振荡电路固有周期和固有频率的公式，了解实际生产生活中调节振荡电路频率的基本方法。 学习目标 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？ 导入新课 实例 通过线圈和电容器组成的电路，来产生持续变化的电流。 L C A L C E S A L C S E + + + - - - 电路分析 A L C S E + + + - - - 现象：电路中产生迅速周期性变化的电流，且逐渐减小； L越小、C越小，周期越小。 演示：观察振荡电路中电流的波形 1.振荡电流： 2.振荡电路： 3.LC振荡电路 想一想与交变电流有何区别？ 结构： 电感线圈L 电容器C 总结 L C 大小和方向都做周期性迅速变化的电流 能够产生振荡电流的电路。 结论：电磁振荡是电容器充放电和线圈的自感现象共同作用产生的。 1.产生原理 - - - - + + + + i 如图，电容器充电完毕，与电感线圈L组成LC电路。 思考： 电容器开始放电后，放电电流能立刻达到最大值吗？而当电容器放电完毕，放电电流能立刻减为0吗？ 电容器和电感线圈分别起起到什么作用？ 一、电磁振荡的产生 时刻 电荷量q 电场E 电流i 磁场B 最大 最强 0 0 0 0 最大 最强 0 0 最大 最强 最大 最强 0 0 最大 最强 0 0 总结：这样不断地充电和放电，电路中就出现了大小、方向都在变化的电流，这就是振荡电流。 电磁振荡过程 时刻 电荷量q 最大 0 最大 0 最大 电流i 0 最大 0 最大 0 放电 充电 放电 充电 i q o o t t 振荡电路电流及电容器极板电荷量的周期性变化 电磁振荡： 2.建立概念 L C L： i、B C：q L：i 思考：q、u、i、E、B都是周期性变化的，其中基本的物理量是什么？ ⑴同步变化 q、u、E C： u∝q E∝q ⑵步调相反变化 C 相关的量 (q、u、E) L 相关的量 (i、B) 步调相反变化 在这个过程中，电容器极板上的电荷q，电路中的电流 i，电容器里的电场强度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。 针对练1 如图所示，L为一电阻可忽略的线圈，D为一灯泡，C为电容器，开关S处于闭合状态，灯泡D正常发光，现突然断开S，并开始计时，能正确反映电容器a极板上电荷量q及LC回路中电流i(规定顺时针方向为正)随时间变化的图像是(图中q为正值，表示a极板带正电) ( ) BC 在机械振动中，动能与势能周期性地相互转化。那么电磁振荡中能量是如何转化的 电场能 磁场能 充电 放电 两个过程 放电过程 充电过程 两个状态 放电完毕 充电完毕 二、电磁振荡中的能量变化 电场能 磁场能 磁场能 电场能 q↓ → i↑ q↑ → i↓ 磁场能最大，电场能最小 电场能最大，磁场能最小 2.无阻尼振荡（等幅振荡） 1.阻尼振荡 t i 0 转化为内能 以电磁波的形式辐射 思考：振荡电流振幅减小的原因有哪些？从能量视角分析一下。 i 针对练2 如图所示，LC振荡电路中，已知某时刻电流i沿顺时针方向，且正在增大，则 ( ) A.A板带正电 B.A、B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 依据 判断方法 电流流向 物理量的变化 能量变化 流向带正电的极板--充电 流向带负电的极板--放电 电荷量q(u、E)增大--充电 电荷量q(u、E)减小--放电 电场能增加--充电 磁场能增加--放电 小结: LC振荡电路充、放电过程的判断 1.周期和频率 2.影响周期和频率的因素 1s 内完成周期性变化的次数叫作频率。 电磁振荡完成一次周期 ... ...
