
14.2电磁波的震荡 【学习目标】 1.知道什么是LC振荡电路和振荡电流. 2.知道LC回路中振荡电流的产生过程. 3.知道产生电磁振荡过程中,LC回路中能量转换情况,知道阻尼振荡和无阻尼振荡. 4.知道什么是电磁振荡的周期和频率,知道己c回路的周期和频率公式,并能进行简单的计算. 知识回顾: 1. 电磁波能在真空中传递信息吗? 答:可以 2. 电磁波是怎样产生的? 答:通过电磁波的发射装置产生的 3. 电磁波的产生条件? 答:LC回路 知识点一、电磁振荡 1.电磁振荡 (1)振荡电流和振荡电路: ①振荡电流:大小和方向都作周期性变化的电流叫振荡电流. ②振荡电路:能够产生振荡电流的电路,叫振荡电路.最简单的振荡电路为LC回路. (2)电磁振荡:在振荡电路产生振荡电流的过程中,电容器极板上的电压,电路中的电流,以及跟电荷相联系的电场,跟电流相联系的磁场都在发生周期性的变化,这种现象叫电磁振荡. (3)阻尼振荡和无阻尼振荡: ①阻尼振荡:在电磁振荡中,如果能量逐渐损耗,振荡电流的振幅会逐渐减小,直至停止振荡. ②无阻尼振荡:在电磁振荡中,如果无能量损失,振荡永远持续下去,这种振荡叫无阻尼振荡. 2.电磁振荡过程分析 振荡电流图像 电路状态 时刻 电量 最多 最多 最多 电场能 最大 最大 最大 电流 正向最大 反向最大 磁场能 最大 最大 回路中产生电磁振荡的过程:已充电的电容器刚要放电的瞬间,电路里没有电流,电容器两极板上的电荷最多.此时电场能最强,磁场能最弱. 电容器开始放电后,由于线圈的自感作用,放电电流不能立即达到最大值,而是由零逐渐增大,同时电容器极板上的电压逐渐减少,到放电完毕的瞬间,电容器极板上没有电荷,放电电流达到最大值.在这个过程中,电容器里的电场能逐渐减弱,磁场能逐渐增强,到放电完毕的瞬间,电场能全部转化为磁场能. 电容器放电完毕的瞬间,电流要保持原方向继续流动并减小,电容器反方向继续充电,极板上的电荷逐渐增多,电场能逐渐增强,磁场能逐渐减弱,到充电完毕,电场能最强,磁场能最弱. 此后,这样充电和放电的过程反复进行下去. 3.回路的周期和频率 (1)影响因素:实验表明:电容或电感增加时,周期变长,频率变低;电容或电感增加时,周期变长,频率变低;电容或电感减小时,周期变短,频率变高. (2)公式:,. 其中:周期、频率、自感系数、电容的单位分别是秒、赫兹、亨利、法拉,符号分别是. (3)应用说明: 适当地选择电容器和线圈,就可以使振荡电路的周期和频率符合需要.在需要改变振荡电路的周期和频率时,可以用可变电容器和线圈组成电路,改变电容器的电容,振荡电路的周期和频率就随之改变. 例题1. 关于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 【思路点拨】提示:磁场能与电流对应,电场能与电荷量对应,在等幅振荡中,磁场能与电场能的总量保持不变. 【答案】D 【解析】本题考查振荡电流和其他各物理量变化的关系. 振荡电流最大时,处于电容器放电结束瞬间,场强为零,A项错误;振荡电流为零时,回路振荡电流改变方向,这时的电流变化最快,电流强度变化率最大,线圈中自感电动势最大,B项错误;振荡电流增大时,线圈中电场能转化为磁场能,C项错误;振荡电流减小时,线圈中磁场能转化为电场能,D项正确. 【总结升华】磁场能与电流对应,电场能与电荷量对应,在等幅振荡中,磁场能与电场能的总量保持不变. 课堂练习一: 图中画出一个振荡电路中的电流变化图线,根据图线可判断( ). A.时 ... ...
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