電磁振蕩教科版 (1)

1、第二節(jié)第二節(jié) 電磁振蕩電磁振蕩一、電磁振蕩的產(chǎn)生一、電磁振蕩的產(chǎn)生點(diǎn)擊下圖觀(guān)看實(shí)驗(yàn)點(diǎn)擊下圖觀(guān)看實(shí)驗(yàn)+ + + +CLSE 實(shí)驗(yàn)表明，實(shí)驗(yàn)表明，LCLC回路里產(chǎn)生的振蕩電流是按正回路里產(chǎn)生的振蕩電流是按正弦規(guī)律變化的。弦規(guī)律變化的。1. 振蕩電流振蕩電流: 這種電路產(chǎn)生的大小和方向做周這種電路產(chǎn)生的大小和方向做周期性變化的電流期性變化的電流, 叫振蕩電流叫振蕩電流.2. 能夠產(chǎn)生振蕩電流的電路叫振蕩電路能夠產(chǎn)生振蕩電流的電路叫振蕩電路. 如圖如圖 示是一種簡(jiǎn)單的振蕩電路示是一種簡(jiǎn)單的振蕩電路, 稱(chēng)稱(chēng)LC振蕩電路振蕩電路.說(shuō)明說(shuō)明: 由由LC回路產(chǎn)生的振蕩電流也是一回路產(chǎn)生的振蕩電流也是一種交變電

2、流種交變電流, 只是它的頻率比照明用交變電流只是它的頻率比照明用交變電流的頻率高得多的頻率高得多.3. LC回路產(chǎn)生的振蕩電流按正弦規(guī)律變化回路產(chǎn)生的振蕩電流按正弦規(guī)律變化.一、電磁振蕩的產(chǎn)生一、電磁振蕩的產(chǎn)生（1 1）電磁振蕩：在振蕩電路里產(chǎn)生振蕩電流的）電磁振蕩：在振蕩電路里產(chǎn)生振蕩電流的過(guò)程中，電容器極板上的電荷，通過(guò)線(xiàn)圈的電流，過(guò)程中，電容器極板上的電荷，通過(guò)線(xiàn)圈的電流，以及跟電流和電荷相聯(lián)系的磁場(chǎng)和電場(chǎng)都發(fā)生周期以及跟電流和電荷相聯(lián)系的磁場(chǎng)和電場(chǎng)都發(fā)生周期性變化的現(xiàn)象，叫做性變化的現(xiàn)象，叫做電磁振蕩電磁振蕩（2 2）機(jī)械振動(dòng)和電磁振蕩有本質(zhì)的不同，但它）機(jī)械振動(dòng)和電磁振蕩有本質(zhì)的不同

3、，但它們具有共同的變化規(guī)律們具有共同的變化規(guī)律機(jī)械機(jī)械振動(dòng)振動(dòng)位移位移x x（或加或加速度速度a a）速度速度v v勢(shì)能勢(shì)能動(dòng)能動(dòng)能電磁電磁振蕩振蕩帶電量帶電量q q（或或U U、E E）電流電流i i（或或B B）電場(chǎng)電場(chǎng)能能磁場(chǎng)磁場(chǎng)能能LCLC回路振蕩過(guò)程回路振蕩過(guò)程點(diǎn)擊下圖觀(guān)看點(diǎn)擊下圖觀(guān)看LCLC回路振蕩過(guò)程回路振蕩過(guò)程電容器電容器具有充、具有充、放電作用放電作用線(xiàn)圈線(xiàn)圈具有自具有自感作用感作用L + + + +C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=Im第一類(lèi)：第一

4、類(lèi)：電容器的電荷電容器的電荷q、電壓、電壓u、電場(chǎng)、電場(chǎng)E、 電場(chǎng)能電場(chǎng)能E電電、線(xiàn)圈的自感電動(dòng)勢(shì)、線(xiàn)圈的自感電動(dòng)勢(shì)e自自第二類(lèi)：第二類(lèi)：線(xiàn)圈的電流線(xiàn)圈的電流i、磁場(chǎng)、磁場(chǎng)B、磁場(chǎng)能、磁場(chǎng)能E磁磁兩類(lèi)量的變化規(guī)律相反兩類(lèi)量的變化規(guī)律相反. 即第一類(lèi)增大時(shí)即第一類(lèi)增大時(shí)第二類(lèi)減小第二類(lèi)減小; 第一類(lèi)達(dá)最大時(shí)第二類(lèi)為零第一類(lèi)達(dá)最大時(shí)第二類(lèi)為零.兩類(lèi)量?jī)深?lèi)量:(3)(3)變化規(guī)律的圖象描述：變化規(guī)律的圖象描述：qtot電場(chǎng)能電場(chǎng)能oito磁場(chǎng)能磁場(chǎng)能toLC_ _ _+ + +LC_+電源用電器用電器放電：電場(chǎng)能磁場(chǎng)能磁場(chǎng)能電場(chǎng)能充電充電：(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:

5、: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，q iq i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, ,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(chēng)性對(duì)稱(chēng)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)：二、阻尼振蕩和無(wú)阻尼振二、阻尼振蕩和

6、無(wú)阻尼振蕩蕩 點(diǎn)擊下圖觀(guān)看實(shí)驗(yàn)點(diǎn)擊下圖觀(guān)看實(shí)驗(yàn) 2 2阻尼振蕩：阻尼振蕩：任何電磁振蕩電路中，總存在能量任何電磁振蕩電路中，總存在能量損耗，使振蕩電流的振幅逐漸減小，這種振蕩叫做損耗，使振蕩電流的振幅逐漸減小，這種振蕩叫做阻阻尼振蕩尼振蕩，或叫做，或叫做減幅振蕩減幅振蕩 （1 1）振蕩電路中的能量損耗有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能）振蕩電路中的能量損耗有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（產(chǎn)生焦耳熱），還有一部向外輻射出去而損失（產(chǎn)生焦耳熱），還有一部向外輻射出去而損失 （2 2）如果用振蕩器不斷地將電源的能量補(bǔ)充到振）如果用振蕩器不斷地將電源的能量補(bǔ)充到振蕩電路中去，就可以保持等幅振蕩蕩電路中去，就可以保持等幅振蕩 1

7、1無(wú)阻尼振蕩：無(wú)阻尼振蕩：在電磁振蕩中，如果沒(méi)有能量損在電磁振蕩中，如果沒(méi)有能量損失，振蕩電流的振幅保持不變，這種振蕩叫做失，振蕩電流的振幅保持不變，這種振蕩叫做無(wú)無(wú)阻尼振阻尼振蕩蕩，也叫做，也叫做等幅振蕩等幅振蕩 1. 無(wú)阻尼振蕩（理想）無(wú)阻尼振蕩（理想）2. 阻尼振蕩（實(shí)際）阻尼振蕩（實(shí)際）itoito二、阻尼振蕩和無(wú)阻尼振蕩二、阻尼振蕩和無(wú)阻尼振蕩三、電磁振蕩的周期和頻率三、電磁振蕩的周期和頻率 1 1周期和頻率：電磁振蕩完成一次周期性變化所需的時(shí)間周期和頻率：電磁振蕩完成一次周期性變化所需的時(shí)間叫做叫做周期周期，一秒鐘內(nèi)完成周期變化的次數(shù)叫做，一秒鐘內(nèi)完成周期變化的次數(shù)叫做頻率頻率 L

8、CLC回路的周期和頻率：回路的周期和頻率： 由回路本身的特性決定這種由振蕩回路本身特性所決由回路本身的特性決定這種由振蕩回路本身特性所決定的振蕩周期（或頻率）叫做定的振蕩周期（或頻率）叫做振蕩電路的固有周期振蕩電路的固有周期（或（或固有頻率），簡(jiǎn)稱(chēng)固有頻率），簡(jiǎn)稱(chēng)振蕩電路的周期振蕩電路的周期（或頻率）（或頻率） 2在一個(gè)周期內(nèi)，振蕩電流的方向改變兩次；電場(chǎng)在一個(gè)周期內(nèi)，振蕩電流的方向改變兩次；電場(chǎng)能（或磁場(chǎng)能）完成兩次周期性變化能（或磁場(chǎng)能）完成兩次周期性變化 大量實(shí)驗(yàn)表明：大量實(shí)驗(yàn)表明：（1 1）電容增大時(shí)，周期變長(zhǎng)（頻率變）電容增大時(shí)，周期變長(zhǎng)（頻率變低）；低）；（2 2）電感增大時(shí)，周期

9、變長(zhǎng)（頻率變）電感增大時(shí)，周期變長(zhǎng)（頻率變低）；低）；（3 3）電壓升高時(shí)，周期不變（頻率不）電壓升高時(shí)，周期不變（頻率不變）變）結(jié)果表明，結(jié)果表明，LCLC回路的周期和頻回路的周期和頻率只與電容率只與電容C C和自感和自感L L有關(guān)，跟電容器有關(guān)，跟電容器的帶電多少和回路電流大小無(wú)關(guān)的帶電多少和回路電流大小無(wú)關(guān)3 3、LCLC回路的周期和頻率公回路的周期和頻率公式式 （1 1）式中各物理量）式中各物理量T T、L L、C C、f f的單位分別是的單位分別是s s、HH、F F、HzHz（2 2）適當(dāng)?shù)剡x擇電容器和線(xiàn)圈，可使振蕩電路物周期和頻率適當(dāng)?shù)剡x擇電容器和線(xiàn)圈，可使振蕩電路物周期和頻率符

10、合我們的需要符合我們的需要 LCfLCT212例：例： 對(duì)振蕩電路，下列說(shuō)法正確的是（ ） B振蕩電路中，電場(chǎng)能與磁場(chǎng)能的轉(zhuǎn)化周期為 LC2A振蕩電路中、電容器充電或放電一次所用的時(shí)間為 LC C振蕩過(guò)程中，電容器極板間電場(chǎng)強(qiáng)度的變化周期為 LC2D振蕩過(guò)程中，線(xiàn)圈內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化周期為 LC2解析：解析：在一個(gè)周期內(nèi)，電容器充電、放電各兩次，每次充電或放電所用的時(shí)間為振蕩周期的1/4電場(chǎng)能與電場(chǎng)強(qiáng)度的方向無(wú)關(guān)，磁場(chǎng)能與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向無(wú)關(guān)，因此在電磁振蕩的一個(gè)周期內(nèi)各出現(xiàn)兩次最大值，即電場(chǎng)能或磁場(chǎng)能的變化周期為電場(chǎng)、磁場(chǎng)、電荷的變化周期跟電流的變化周期相同均為L(zhǎng)C2LC所以，正確選項(xiàng)為CD

11、 例：例：如圖所示的振蕩電路中，某時(shí)刻線(xiàn)圈中磁場(chǎng)方向如圖所示的振蕩電路中，某時(shí)刻線(xiàn)圈中磁場(chǎng)方向向上，且電路的電流正在增強(qiáng)則此時(shí)向上，且電路的電流正在增強(qiáng)則此時(shí) （ ）A Aa a點(diǎn)電勢(shì)比點(diǎn)電勢(shì)比b b點(diǎn)低點(diǎn)低B B電容器兩極板間場(chǎng)強(qiáng)正在減小電容器兩極板間場(chǎng)強(qiáng)正在減小C C電路中電場(chǎng)能正在增大電路中電場(chǎng)能正在增大D D線(xiàn)圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)正在減小線(xiàn)圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)正在減小 解析：因?yàn)殡娐分须娏髡谠鰪?qiáng)，所以電容器處于放電過(guò)程，極板上的電荷不斷減少，兩板間的場(chǎng)強(qiáng)正不斷減小，電場(chǎng)能也不斷減小，由安培定則可判斷斷得此時(shí)電容器放電的電流方向由b經(jīng)線(xiàn)圈到a，電容器的下板帶正電、上極帶負(fù)電，所以b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)電

12、勢(shì)，電流增大時(shí)，電流的變化率（磁通量的變化率）減小，所以線(xiàn)圈中的自感電動(dòng)勢(shì)在減小正確選項(xiàng)為A、B、D2 2、在、在LCLC振蕩電路中，在電容器充電完畢振蕩電路中，在電容器充電完畢未開(kāi)始放電時(shí)，正確的說(shuō)法是：未開(kāi)始放電時(shí)，正確的說(shuō)法是： A A、電場(chǎng)能正向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化、電場(chǎng)能正向磁場(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 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)C C、電路里的電場(chǎng)最強(qiáng)、電路里的電場(chǎng)最強(qiáng)1、如圖所示為振蕩電路在某一時(shí)刻的電、如圖所示為振蕩電路在某一時(shí)刻的電容器情況和電感線(xiàn)圈中的磁感線(xiàn)方向情況，容器情況和電感線(xiàn)圈中的磁

13、感線(xiàn)方向情況，由圖可知，以下說(shuō)法正確得是由圖可知，以下說(shuō)法正確得是 CL+ + + (A C)A、電容器正在充電電容器正在充電B、電感線(xiàn)圈的電流正在增大電感線(xiàn)圈的電流正在增大C、電感線(xiàn)圈中的磁場(chǎng)能正在電感線(xiàn)圈中的磁場(chǎng)能正在 轉(zhuǎn)變?yōu)殡娙萜鞯碾妶?chǎng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娙萜鞯碾妶?chǎng)能 D、自感電動(dòng)勢(shì)正在阻礙電流自感電動(dòng)勢(shì)正在阻礙電流 增加增加2、如圖所示，如圖所示，L是電阻可以不計(jì)的純電感是電阻可以不計(jì)的純電感線(xiàn)圈，開(kāi)關(guān)線(xiàn)圈，開(kāi)關(guān)S閉合后電路中有恒定電流通過(guò)，閉合后電路中有恒定電流通過(guò)，今將開(kāi)關(guān)今將開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，則電容器斷開(kāi)，同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，則電容器上極板上極板A的電量的電量q隨時(shí)間變化的圖象是下圖隨時(shí)間變化的圖象是下圖中的哪一項(xiàng)？中的哪一項(xiàng)？3CLAB0A0B0CDtttqqqqS注：上極板帶負(fù)電荷為正注：上極板帶負(fù)電荷為正3、如圖所示，、如圖所示，LC電路中電流電路中電流隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)做出的判隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)做出的判斷正確的是斷正確的是A、在、在 時(shí)刻