電磁振蕩的周期和頻率

關(guān)于電磁振蕩的周期和頻率第1頁，講稿共17頁，2023年5月2日，星期三

電磁振蕩與簡諧運(yùn)動有很多相似之處，它們的運(yùn)動都有周期性，我們知道自由振動的周期只與振動系統(tǒng)本身的特性有關(guān)，那么電磁振蕩的周期或頻率是由什么因素決定的呢？本節(jié)我們將研究這個問題．第2頁，講稿共17頁，2023年5月2日，星期三一、電磁振蕩的周期和頻率1．周期和頻率：電磁振蕩完成一次周期性變化所需的時間叫做周期，一秒鐘內(nèi)完成周期變化的次數(shù)叫做頻率．

LC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定的振蕩周期（或頻率）叫做振蕩電路的固有周期（或固有頻率），簡稱振蕩電路的周期（或頻率）．2．在一個周期內(nèi)，振蕩電流的方向改變兩次；電場能（或磁場能）完成兩次周期性變化．第3頁，講稿共17頁，2023年5月2日，星期三二、LC回路的周期和頻率公式點(diǎn)擊右圖觀看動畫演示電磁振蕩的周期和頻率.swf第4頁，講稿共17頁，2023年5月2日，星期三大量實(shí)驗(yàn)表明：（1）電容增大時，周期變長（頻率變低）；（2）電感增大時，周期變長（頻率變低）；（3）電壓升高時，周期不變（頻率不變）．結(jié)果表明，LC回路的周期和頻率只與電容C和自感L有關(guān)，跟電容器的帶電多少和回路電流大小無關(guān)．第5頁，講稿共17頁，2023年5月2日，星期三定性解釋：

電容越大，電容器容納電荷就越多，充電和放電所需的時間就越長，因此周期越長，頻率越低；自感越大，線圈阻礙電流變化的作用就越大，使電流的變化越緩慢，因此周期越長，頻率越低．第6頁，講稿共17頁，2023年5月2日，星期三

LC回路的周期和頻率公式

（1）式中各物理量T、L、C、f的單位分別是s、H、F、Hz．（2）適當(dāng)?shù)剡x擇電容器和線圈，可使振蕩電路物周期和頻率符合我們的需要．第7頁，講稿共17頁，2023年5月2日，星期三【例1】要想提高電磁振蕩的頻率，下列辦法中可行的是……………（）A.線圈中插入鐵芯B.提高充電電壓C.增加電容器兩板間距離D.減小電容器兩板間的正對面積CD第8頁，講稿共17頁，2023年5月2日，星期三【例2】在LC振蕩電路中，用以下的哪種方法可以使振蕩頻率增大一倍…………(）A．自感系數(shù)L和電容C都增大一倍B．自感系數(shù)L增大一倍，電容C減少一半C．自感系數(shù)L減少一半，電容C增大一倍D．自感系數(shù)L和電容C都減少一半D第9頁，講稿共17頁，2023年5月2日，星期三【例3】如圖4所示的LC振蕩電路中，可變電容器C的取值范圍為10pF～360pF．線圈的電感L=0.10H．求此電路能獲得的振蕩電流的最高頻率多大？最低頻率又為多少？解析:最高頻率f1和最低頻率f2分別為第10頁，講稿共17頁，2023年5月2日，星期三例4：對振蕩電路，下列說法正確的是（）B．振蕩電路中，電場能與磁場能的轉(zhuǎn)化周期為A．振蕩電路中、電容器充電或放電一次所用的時間為C．振蕩過程中，電容器極板間電場強(qiáng)度的變化周期為D．振蕩過程中，線圈內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化周期為第11頁，講稿共17頁，2023年5月2日，星期三解析：在一個周期內(nèi)，電容器充電、放電各兩次，每次充電或放電所用的時間為振蕩周期的1/4．電場能與電場強(qiáng)度的方向無關(guān)，磁場能與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向無關(guān)，因此在電磁振蕩的一個周期內(nèi)各出現(xiàn)兩次最大值，即電場能或磁場能的變化周期為．電場、磁場、電荷的變化周期跟電流的變化周期相同．均為．所以，正確選項(xiàng)為C．D．第12頁，講稿共17頁，2023年5月2日，星期三【例5】有一LC振蕩電路，當(dāng)電容調(diào)節(jié)為C1=200pF時，能產(chǎn)生頻率為f1=500kHz的振蕩電流，要獲得頻率為f2=1.0×103kHz的振蕩電流，則可變?nèi)萜鲬?yīng)調(diào)至多大？(設(shè)電感L保持不變)解析：第13頁，講稿共17頁，2023年5月2日，星期三第14頁，講稿共17頁，2023年5月2日，星期三【例5】一個智能玩具的聲響開關(guān)與LC電路中電流有關(guān)。已知L＝0.25H，電容器電容C＝4μF，在電容器開始放電時（取t＝0），這時上極板帶正電，下極板帶負(fù)電，問：當(dāng)t＝2.0×10-3s時，電容器上極板帶何種電？電路中的電流方向如何？解析：由公式當(dāng)t＝2×10-3s時，處于第一個周期內(nèi)的T／4到2T／4之間。在第一個T／4內(nèi)電容器放電，放電完畢，電容器上電荷為零，電路中電流最大，在第二個T／4內(nèi)，線圈中電流方向不變，線圈中的自感電動勢對電容器充電，下極板帶正電，上極板帶負(fù)電，電流方向?yàn)槟鏁r針方向。第15頁，講稿共17頁，20