選修3-4電磁振蕩

1、簡(jiǎn)陽(yáng)中學(xué)簡(jiǎn)陽(yáng)中學(xué) 王政王政1 1、振蕩電流：、振蕩電流： 大小和方向都做隨時(shí)間作周期性大小和方向都做隨時(shí)間作周期性迅速迅速變變化的電流叫做振蕩電流化的電流叫做振蕩電流能夠產(chǎn)生振蕩電流的電路叫做振蕩電路能夠產(chǎn)生振蕩電流的電路叫做振蕩電路2 2、振蕩電路：、振蕩電路：基本概念：基本概念：3 3、LCLC振蕩電路：振蕩電路： (1)LC(1)LC回路：由自感線圈回路：由自感線圈L L和電容和電容C C組成的組成的最簡(jiǎn)單振蕩電路。最簡(jiǎn)單振蕩電路。 (2)(2)理想的理想的LCLC振蕩電路振蕩電路: :只考慮只考慮電感、電容電感、電容的作用，而的作用，而忽略忽略能量損耗。能量損耗。電容器電容器具有充、具

2、有充、放電作用放電作用線圈線圈具有自具有自感作用感作用L + + + +CabGLKCE LC LC振蕩電路產(chǎn)生振蕩電流的振蕩電路產(chǎn)生振蕩電流的物理原因物理原因是電容器的充放電作用和線圈的自感作用是電容器的充放電作用和線圈的自感作用. .+ + + +CLSE 1.1.電磁振蕩的產(chǎn)生過(guò)電磁振蕩的產(chǎn)生過(guò)程程一一個(gè)個(gè)周周期期性性變變化化放電放電充電充電充電充電放電放電+ +- - - -+ +- - - -q=Qm i=0q=Qm i=0q=0 i=Imq=0 i=ImE電電 E磁磁 E磁磁E電電E磁磁 E電電 E電電E磁磁2.2.在在LCLC回路中回路中, ,流過(guò)線圈的流過(guò)線圈的i i、線圈中的

3、、線圈中的B B、電容器極板上的電容器極板上的q q、極板間的、極板間的E E都呈正都呈正弦或余弦規(guī)律變化弦或余弦規(guī)律變化電場(chǎng)能電場(chǎng)能磁場(chǎng)能磁場(chǎng)能電場(chǎng)能電場(chǎng)能磁場(chǎng)能磁場(chǎng)能電場(chǎng)能電場(chǎng)能(1)(1)兩個(gè)物理過(guò)程：兩個(gè)物理過(guò)程：放電過(guò)程放電過(guò)程: :電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能，電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能，q iq i充電過(guò)程充電過(guò)程: :磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能，磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能，i q 充電完畢狀態(tài)充電完畢狀態(tài): :磁場(chǎng)能向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化完畢磁場(chǎng)能向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化完畢, ,電場(chǎng)電場(chǎng)能最大能最大, ,磁場(chǎng)能最小磁場(chǎng)能最小. .放電完畢狀態(tài)放電完畢狀態(tài): :電場(chǎng)能向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化完畢電場(chǎng)能向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化完畢, ,磁場(chǎng)磁場(chǎng)能最大能最大,

4、 ,電場(chǎng)能最小電場(chǎng)能最小. .LCLC回路工作過(guò)程具有回路工作過(guò)程具有對(duì)稱性對(duì)稱性和和周期性周期性, ,可歸結(jié)為可歸結(jié)為(2)(2)兩個(gè)特殊狀態(tài)：兩個(gè)特殊狀態(tài)：3 3、電磁振蕩的特點(diǎn)：、電磁振蕩的特點(diǎn)：(1)(1)總能量守恒總能量守恒電場(chǎng)能磁場(chǎng)能恒量電場(chǎng)能磁場(chǎng)能恒量電場(chǎng)能電場(chǎng)能磁場(chǎng)能磁場(chǎng)能放電放電充電充電4 4、電磁振蕩的變化規(guī)律：、電磁振蕩的變化規(guī)律：(2)(2)電場(chǎng)能與磁場(chǎng)能電場(chǎng)能與磁場(chǎng)能交替轉(zhuǎn)化交替轉(zhuǎn)化板間場(chǎng)強(qiáng)板間場(chǎng)強(qiáng)E E電容器帶電量電容器帶電量電路中電流電路中電流同步變化同步變化同步變化同步變化步調(diào)相反步調(diào)相反磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B B(3)(3)變化規(guī)律的圖象描述：變化規(guī)律的圖象描

5、述：qtot電場(chǎng)能電場(chǎng)能oito磁場(chǎng)能磁場(chǎng)能to5 5、電磁振蕩定義：、電磁振蕩定義： LC LC振蕩電路產(chǎn)生振蕩電流的振蕩電路產(chǎn)生振蕩電流的物理實(shí)質(zhì)物理實(shí)質(zhì)是電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能的周期性轉(zhuǎn)換是電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能的周期性轉(zhuǎn)換. .【例【例1】在在LCLC振蕩電路中，在電容器充電振蕩電路中，在電容器充電完畢剛要開始放電時(shí)，正確的說(shuō)法是：完畢剛要開始放電時(shí)，正確的說(shuō)法是： A A、電場(chǎng)能將向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化、電場(chǎng)能將向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化 B B、磁場(chǎng)能正向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化、磁場(chǎng)能正向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化 C、電路里的電場(chǎng)最強(qiáng)、電路里的電場(chǎng)最強(qiáng) D D、電路里的磁場(chǎng)最強(qiáng)、電路里的磁場(chǎng)最強(qiáng)AC【例【例2】LCLC振蕩電路中電容器極板上電量振

6、蕩電路中電容器極板上電量q q 隨時(shí)間隨時(shí)間t t變化的圖像如圖，由圖可知：變化的圖像如圖，由圖可知： A A、在、在t t1 1時(shí)刻電路中的磁場(chǎng)能最小時(shí)刻電路中的磁場(chǎng)能最小B B、從、從t t1 1到到t t2 2 ，電路中的電流值不斷變小，電路中的電流值不斷變小C C、從、從t t2 2到到t t3 3 ，電容器不斷充電，電容器不斷充電D D、在、在t t4 4時(shí)刻電容器的電場(chǎng)能最小時(shí)刻電容器的電場(chǎng)能最小qtt t1 1t t2 2t t3 3t t4 4o答案：答案：A C DA C D 6 6、LCLC振蕩電路分類：振蕩電路分類： (1) (1)實(shí)際的實(shí)際的LCLC振蕩電路振蕩電路:

7、:能量在電路上能量在電路上有損耗；另外以電磁波的形式輻射出去有損耗；另外以電磁波的形式輻射出去. . (2) (2)等幅振蕩：由電源通過(guò)晶體管等電等幅振蕩：由電源通過(guò)晶體管等電子器件周期性的對(duì)子器件周期性的對(duì)LCLC振蕩電路補(bǔ)充能量振蕩電路補(bǔ)充能量. .itoito無(wú)阻尼振蕩無(wú)阻尼振蕩: :振蕩電流的振幅保持不變，即作等幅振蕩。阻尼振蕩:振蕩電流的振幅逐漸變小，即作減幅振蕩。周期的決定式：頻率的決定式：TLCfLC212二、二、LCLC回路的固有周期和固有頻率回路的固有周期和固有頻率 周期周期: :電磁振蕩完成一次周期性變化需要的電磁振蕩完成一次周期性變化需要的 時(shí)間時(shí)間叫做周期。叫做周期。頻

8、率頻率: :一秒鐘內(nèi)完成的周期性變化的次數(shù)叫頻率。一秒鐘內(nèi)完成的周期性變化的次數(shù)叫頻率。固有周期和固有頻率：固有周期和固有頻率：振蕩電路中發(fā)生電磁振蕩振蕩電路中發(fā)生電磁振蕩時(shí)，如果沒(méi)有能量損失，也不受其他外界的影響，時(shí)，如果沒(méi)有能量損失，也不受其他外界的影響，這時(shí)電磁振蕩的周期和頻率叫做振蕩電路的固有這時(shí)電磁振蕩的周期和頻率叫做振蕩電路的固有周期和固有頻率，簡(jiǎn)稱振蕩電路的周期和頻率周期和固有頻率，簡(jiǎn)稱振蕩電路的周期和頻率。 【例【例1 1】要想提高電磁振蕩的頻率，下列辦】要想提高電磁振蕩的頻率，下列辦法中可行的是法中可行的是 （ ） A. A.線圈中插入鐵芯線圈中插入鐵芯 B. B.提高充電電

9、壓提高充電電壓 C. C.增加電容器兩板間距離增加電容器兩板間距離 D. D.減小電容器兩板間的正對(duì)面積減小電容器兩板間的正對(duì)面積CDALC B42C D 2LCLCLC 答案答案:B:B【例【例2】在在LCLC振蕩電路中振蕩電路中, ,電容器上的帶電電容器上的帶電量從最大值變化到零所需的最短時(shí)間是量從最大值變化到零所需的最短時(shí)間是【例【例3 3】 有一有一LCLC振蕩電路，當(dāng)電容調(diào)節(jié)為振蕩電路，當(dāng)電容調(diào)節(jié)為C C1 1=200 pF=200 pF時(shí)，能產(chǎn)生頻率為時(shí)，能產(chǎn)生頻率為f f1 1=500 kHz=500 kHz的振蕩的振蕩電流，要獲得頻率為電流，要獲得頻率為f f2 2=1.0=1.010103 3kHzkHz的振蕩電的振蕩電流，則可變?nèi)萜鲬?yīng)調(diào)至多大？流，則可變?nèi)萜鲬?yīng)調(diào)至多大？( (設(shè)電感設(shè)電感L L保持不保持不變變) )答案答案: :0.050.05亨亨 【例【例4】在一個(gè)在