電磁振蕩 課件【知識(shí)精講+拓展訓(xùn)練】 高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊(cè)

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電磁振蕩與電磁波電磁振蕩學(xué)習(xí)目標(biāo)知道什么是振蕩電流和振蕩電路。知道電磁振蕩的產(chǎn)生過程，及能量轉(zhuǎn)化情況。知道電磁振蕩的周期和頻率，會(huì)用其分析有關(guān)問題。導(dǎo)水波是由機(jī)械振動(dòng)形成的，一顆石子投入水中會(huì)激起漣漪，但要形成持續(xù)的水波，則需要不斷地?fù)舸蛩妗ｋ娨晱V播接收的是電磁波，需要持續(xù)變化的電流。怎樣才能產(chǎn)生這樣的電流呢？思振蕩電流和振蕩電路的定義電磁振蕩現(xiàn)象電磁振蕩中能量如何轉(zhuǎn)化的電磁振蕩的產(chǎn)生振蕩電流和振蕩電路振蕩電流：大小和方向都做周期性迅速變化的電流，叫作振蕩電流。振蕩電路：產(chǎn)生振蕩電流的電路叫作振蕩電路。振蕩電流實(shí)際上就是交變電流，習(xí)慣上指頻率很高的交變電流先把開關(guān)置于電源一側(cè)，為電容器充電；稍后置于線圈一側(cè)，使電容器通過線圈放電；觀察電壓波形演示：振蕩電路中的電壓波形開關(guān)置于線圈一側(cè)時(shí)，就是LC振蕩電路電磁振蕩的產(chǎn)生LC振蕩電路的振蕩過程放電過程電容器開始放電后，由于線圈的自感作用，放電電流不能立刻達(dá)到最大值，而是由0逐漸增大，同時(shí)電容器極板上的電荷逐漸減少。到放電完畢時(shí)，放電電流達(dá)到最大值，電容器極板上沒有電荷電磁振蕩的產(chǎn)生充電過程電容器放電完畢時(shí)，由于線圈的自感作用，電流并不會(huì)立即減小為0，而要保持原來的方向繼續(xù)流動(dòng)，并逐漸減小。由于電流繼續(xù)流動(dòng)，電容器充電，電容器兩極板帶上與原來相反的電荷，并且電荷逐漸增多。充電完畢的瞬間，電流減小為0，電容器極板上的電荷最多。放電充電放電充電電磁振蕩的產(chǎn)生電磁振蕩

在整個(gè)過程中，電路中的電流i、電容器極板上的電荷量q、電容器里的電場(chǎng)強(qiáng)度E、線圈里的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，都在周期性地變化著。這種現(xiàn)象就是電磁振蕩。例1（多選）如圖所示是LC振蕩電路某時(shí)刻的情況，以下說法正確的是(

)A．電容器正在放電B．電容器正在充電C．電感線圈中的電流正在增大D．電感線圈中的電流正在減小BD電磁振蕩中的能量變化問：在機(jī)械振動(dòng)中，動(dòng)能與勢(shì)能周期性地相互轉(zhuǎn)化。那么，在電磁振蕩中，能量是如何轉(zhuǎn)化的？

電容器可以將能量?jī)?chǔ)存在電場(chǎng)中，電感線圈可以將能量?jī)?chǔ)存在磁場(chǎng)中。當(dāng)電容器里的電場(chǎng)強(qiáng)度E、線圈里的磁感應(yīng)強(qiáng)度B做周期性變化時(shí)，相應(yīng)地，電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能也會(huì)發(fā)生周期性的轉(zhuǎn)化。電磁振蕩中各物理量的變化

t工作過程qEiB能量t＝0放電開始qmEm00E電最大E磁最小0～放電過程qm→0Em→00→im0→BmE電→E磁放電結(jié)束00imBmE電最小E磁最大～充電過程0→qm0→Emim→0Bm→0E磁→E電電磁振蕩中各物理量的變化LC電路中各量間的變化規(guī)律及對(duì)應(yīng)關(guān)系振蕩電流i、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁場(chǎng)能E磁是同步變化的電荷量q、電場(chǎng)強(qiáng)度E、電場(chǎng)能E電也是同步變化的異步變化例2(多選)LC振蕩電路中，某時(shí)刻的磁場(chǎng)方向如圖所示，則(）A．若磁場(chǎng)正在減弱，則電容器正在充電，電流由b向aB．若磁場(chǎng)正在減弱，則電場(chǎng)能正在增大，電容器上極板帶負(fù)電C．若磁場(chǎng)正在增強(qiáng)，則電場(chǎng)能正在減小，電容器上極板帶正電D．若磁場(chǎng)正在增強(qiáng)，則電容器正在充電，電流方向由a向bABC電磁振蕩中的能量變化從能量的角度分析，為什么左圖振蕩電路的電壓的振幅會(huì)逐漸減小到0？類比機(jī)械振動(dòng)中的阻尼振動(dòng)與受迫振動(dòng)，怎樣才能使電路中形成振幅不變的等幅振蕩(右圖)?電磁振蕩中的能量變化如果沒有能量損失，振蕩可以永遠(yuǎn)持續(xù)下去，振蕩電流的振幅保持不變。但是，任何電路都有電阻，電路中總會(huì)有一部分能量會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。另外，還會(huì)有一部分能量以電磁波的形式輻射出去。這樣，振蕩電路中的能量就會(huì)逐漸減少，振蕩電流的振幅也就逐漸減小，直到最后停止振蕩。如果能夠適時(shí)地把能量補(bǔ)充到振蕩電路中，以補(bǔ)償能量損耗，就可以得到振幅不變的等幅振蕩。磁場(chǎng)能電能電阻消耗的內(nèi)能以及電磁波輻射消耗的能量補(bǔ)充能量電磁振蕩的周期和頻率周期：電磁振蕩完成一次周期性變化需要的時(shí)間。頻率：電磁振蕩完成周期性變化的次數(shù)與所用時(shí)間之比，數(shù)值等于單位時(shí)間內(nèi)完成的周期性變化的次數(shù)。振蕩電路中電磁振蕩的周期T與什么因素有關(guān)電磁振蕩的周期和頻率電容較大時(shí)，電容器充電、放電的時(shí)間會(huì)長(zhǎng)些還是短些？線圈的自感系數(shù)較大時(shí)，電容器充電、放電的時(shí)間會(huì)長(zhǎng)些還是短些？猜想1：C越大，振蕩電路的周期T越大。猜想：L越大，振蕩電路的周期T越大電磁振蕩的周期和頻率

例3要想增大LC振蕩電路中產(chǎn)生的振蕩電流的頻率，可采用的方法是(

)A．增大電容器兩極板的間距B．升高電容器的充電電壓C．增加線圈的匝數(shù)D．在線圈中插入鐵芯例4(多選)如圖所示是一臺(tái)電子鐘，其原理類似于擺鐘。擺鐘是利用單擺的周期性運(yùn)動(dòng)計(jì)時(shí)的，電子鐘是利用LC振蕩電路來計(jì)時(shí)的。有一臺(tái)電子鐘