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课件网) 第四章 电磁振荡与电磁波 第1节 电磁振荡 1.知道什么是振荡电流和振荡电路。 2.知道LC振荡电路中振荡电流的产生过程,知道电磁振荡过程中的 能量转化情况。 3.知道LC振荡电路的周期和频率公式,并会进行相关的计算。 学习任务一 电磁振荡的产生及能量变化 教材新知梳理 1. 振荡电流:大小和方向都做 迅速变化的电流。 2. 振荡电路:产生 的电路。由电感线圈L和电容器C组成的电 路,是最简单的振荡电路,称为 振荡电路,如图所示。 周期性 振荡电流 LC 3. LC振荡电路电容器的放电、充电过程 (1)电容器放电:由于线圈的 作用,放电电流不会立刻达到最大 值,而是由零逐渐增大,同时电容器极板上的电荷逐渐 。放电完毕 时,极板上没有电荷,放电电流达到 。该过程电容器的电场能全 部转化为线圈的磁场能。 (2)电容器充电:电容器放电完毕时,由于线圈的 作用,电流并 不会立即减小为零,而要保持原来的方向继续流动,并逐渐减小,电容器开 始 ,极板上的电荷逐渐 ,电流减小到零时,充电结束,极 板上的电荷最多。该过程中线圈的磁场能又全部转化为电容器的电场能。 自感 减少 最大值 自感 充电 增多 (3)振荡电流、极板带电荷量随时间的变化图像 (4)各物理量变化情况一览表 时间(时刻) 工作过程 q E i B 能量 放电过程 qm→0 Em→0 0→im 0→Bm E电→E磁 充电过程 0→qm 0→Em im→0 Bm→0 E磁→E电 放电过程 qm→0 Em→0 0→im 0→Bm E电→E磁 充电过程 0→qm 0→Em im→0 Bm→0 E磁→E电 4. 电磁振荡:在LC振荡电路中,电容器极板上的电荷量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 性地变化着。 这种现象就是电磁振荡。 5. 电磁振荡中的能量变化 (1)能量转化:电容器放电过程中,电场能向 能转化。电容器充 电过程中,磁场能向 能转化。 (2)无能量损失时,振荡电路做等幅振荡。实际振荡电路中有能量损失, 通过适时补充能量给振荡电路,可使振荡电路做 振荡。 周期 磁场 电场 等幅 关键核心突破 如图所示,将开关S掷向1,先给电容器充电,再将开关掷向2。 (1)电容器通过线圈放电过程中,线圈中的电流怎样变化?电容器的电场 能转化为什么形式的能? (1)电容器放电过程中,线圈中的电流逐渐增大,电容器的电场能转化为 线圈中的磁场能。 (2)在电容器反向充电过程中,线圈中的电流如何变化?电容器和线圈中 的能量是如何转化的? (2)在电容器反向充电过程中,线圈中的电流逐渐减小,线圈中的磁场能 转化为电容器的电场能。 (3)线圈中自感电动势的作用是什么? (3)线圈中电流变化时,产生的自感电动势阻碍电流的变化。 BCD A. 电容器正在充电 B. 电感线圈中的磁场能正在增加 C. 电感线圈中的电流正在增大 D. 此时刻自感电动势正在阻碍电流增大 解析:由题图中磁感应强度的方向和右手螺旋定则可知,此时电流向着电容 器带负电的极板流动,也就是电容器处于放电过程中,这时两极板上的电荷 量和电压、电场能正在减少,而电流和线圈中的磁场能正在增加,由楞次定 律可知,线圈中的自感电动势正在阻碍电流的增大,故选BCD。 AB A. 线圈中磁场的方向向下 B. 电容器两极板间电场强度正在变大 C. 电容器正在放电,线圈储存的磁场能正在增加 D. 线路中的电流正在减小且与线圈中感应电流的方向相反 解析:根据线圈中电流方向,应用右手螺旋定则可判断出线圈中磁场方向向 下,A正确;电流流向正极板,表示电容器在充电,电容器两极板电荷量增 大,板间电场强度在变大,B正确;电流流向正极板,表示电容器正在充 电,两极板电荷量增大,电路中电流在减小,线圈储存的磁场能正在减小, ... ...