電磁振蕩課件-高二下學(xué)期物理人教版選修3-4

第十四章電磁波14.2電磁振蕩學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、體會LC振蕩電路中電荷、電場、電流、磁場的動態(tài)變化過程及電磁波的產(chǎn)生過程；2、了解LC振蕩電流及其相關(guān)物理量的變化情況；3、知道阻尼振蕩和無阻尼振蕩；4、了解固有周期、固有頻率公式。重點(diǎn)難點(diǎn)：1、電磁振蕩過程中相關(guān)物理量的動態(tài)分析。1、振蕩電流：CSLA3、LC振蕩電路：一、電磁振蕩的產(chǎn)生2、振蕩電路：1、振蕩電流是交流嗎？大小和方向都做周期性變化的電流理想的LC振蕩電路:是。振蕩電流實(shí)際上就是交變電流，振蕩電流跟正弦交變電流一樣，也按正弦規(guī)律變化．

由于頻率很高，習(xí)慣上稱為振蕩電流。能夠產(chǎn)生振蕩電流的電路由線圈L和電容器C組成的最簡單的振蕩電路。只考慮電感、電容的作用，而忽略能量損耗2、振蕩電流怎樣形成？LCLC電源 用電器用電器放電：電場能磁場能磁場能電場能充電：+++___+++___整體感知二、電磁振蕩1、放電開始2、正向放電規(guī)定電流逆時針為正3、反向充電規(guī)定電流逆時針為正4、反向放電規(guī)定電流逆時針為正規(guī)定電流逆時針為正5、正向充電

在振蕩電路里產(chǎn)生振蕩電流的過程中,電容器極板上的電荷q、通過線圈的電流i、電容器里的電場強(qiáng)度E、線圈里的磁感應(yīng)強(qiáng)度B和電場能E電、磁場能E磁等都發(fā)生周期性的變化,這種現(xiàn)象叫做電磁振蕩.LC電路中各量間的變化規(guī)律及對應(yīng)關(guān)系(3)自感電動勢E自與i－t圖像的關(guān)系由E自＝L·Δi/Δt知，E自∝Δi/Δt是i－t圖像上某處曲線切線的斜率k的絕對值。所以，利用圖像可分析自感電動勢隨時間的變化和極值。三、阻尼振蕩和無阻尼振蕩1)無阻尼振蕩：在電磁振蕩中，若沒有能量損失，則振蕩電流的振幅不變，永遠(yuǎn)振蕩下去。2)阻尼振蕩：在電磁振蕩中，若能量逐漸損失，則振蕩電流的振幅逐漸減少，直到最后停止振蕩。（電路中的能量有一部分要轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，還有一部分能量以電磁波的形式輻射到周圍空間中去）itoito四、電磁振蕩的周期和頻率

電容較大時,電容器充電、放電的時間長些還是短些?提示：長些.電容器的電容越大，電容器每次容納的電荷越多，則其每次充放電的時間就越長.

線圈的自感系數(shù)較大時,電容器充電、放電的時間長些還是短些?提示：長些.線圈的自感系數(shù)越大，對電流變化的阻礙作用就越強(qiáng)，則電流發(fā)生變化所用的時間就越長.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．如果沒有能量損失，也不受外界干擾量，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、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．也可以用可變的電容器和可變電感的線圈組成電路,可以通過改變電容或電感來改變振蕩電路的周期和頻率.（3）現(xiàn)代實(shí)際電路中使用的振蕩器多數(shù)是晶體振蕩器,其工作原理與LC振蕩電路的原理相似.

典例1：如圖所示為某時刻LC振蕩電路中電容器電場的方向和電流的方向，則下列說法中正確的是解答本類題應(yīng)把握以下三點(diǎn)：（1）由電流方向判斷電容器的充放電及電流大小變化.（2）由電容器的充放電判斷電場能的變化.（3）由電場能的變化判斷磁場能的變化.變式備選：LC振蕩電路中，某時刻磁場方向如圖所示，則下列說法正確的是（）A.若磁場正在減弱，則電容器上極板帶正電B.若電容器正在充電，則電容器下極板帶正電C.若電容器上極板帶正電，則線圈中的電流正在減小D.若電容器正在放電，則自感電動勢正在阻礙電流增大振蕩電流方向電流的磁場方向和安培定則逆時針（1）若該時刻電容器上極板帶正電，可知電容器處于放電階段，電流在增大，（2）若該時刻電容器下極板帶正電，可知電容器處于充電階段，電流在減小，分類討論典例2：下圖為LC振蕩電路中電容器板上的電量q隨時間t變化的圖線，由圖可知（）。1時刻，電路中的磁場最小1到t2，電路中的電流值不斷變小2到t3，電容器不斷充電4時刻，電容器的電場能最小變式備選：如圖甲中通過P點(diǎn)電流（向右為正）的變化規(guī)律如圖乙所示，則（）A.0.5～1s內(nèi)，電容器C正在充電B.0.5～1s內(nèi)，電容器C上板帶正電C.1～1.5s內(nèi)，Q點(diǎn)電勢比P點(diǎn)高D.1～1.5s內(nèi)，磁場能轉(zhuǎn)化為電場能典例3：在LC振蕩電路中,線圈的自感系數(shù)L=2.5mH,電容C=4μF.(1)該電路的周期為多大?(2)設(shè)t=0時,電容器上電壓最大,在t=9.0×10-3s時,通過線圈的電流是增大還是減小,這時電容器是處于充電過程還是放電過程?（2）在t=9.0×10-3s時,相當(dāng)于14.33個周期,因此時LC回路中的電磁振蕩正處于第二個的變化過程中,所以線圈中的電流減小,電容器處于反向充電過程.（1）解決這類問題可按以下步驟:（1）根據(jù)所給時間和周期判斷在該時間內(nèi)經(jīng)過多少個周期.（2）不考慮整數(shù)周期，判斷該時刻處于哪個時間段.（3）根據(jù)振蕩電路振蕩過程中的電流、極板上的電荷量、電壓、電場能和磁場能等物理量隨時間的變化規(guī)律來判斷各物理量的變化情況.帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動的周期變式備選：回旋加速器的高頻電源是一個LC振蕩器，加速器的