電磁振蕩課件高二下學期物理人教版選擇性3

第節(jié)1電磁振蕩高中物理選擇性必修二第四章楊孝波核心任務1、電磁振蕩原理本節(jié)核心任務

問題：怎樣才能產生持續(xù)變化的電流？課堂引入?知識點一

電磁振蕩的產生

電磁振蕩中的能量變化1.振蕩電流：大小和方向都做

周期性?迅速變化的電流。2.振蕩電路：產生

振蕩電流?的電路。由電感線圈L和電容器C組成的電路，是最簡單的振蕩電路，稱為

LC

?振蕩電路，如圖所示。3.電磁振蕩：在LC振蕩電路中，電容器極板上的電荷量q，電路中的電流i，電容器里的電場強度E、線圈里的磁感應強度B，都在

周期?性地變化著。這種現象就是電磁振蕩。周期性振蕩電流LC

周期一、電磁振蕩的產生—自主學習

按照如圖連成電路，先把開關置于電源一側，為電容器充電;稍后再把開關置于線圈一側，使電容器通過線圈放電。觀察電腦顯器顯示的電壓波形。ECSL問題：為什么會出現這樣的變化波形圖？一、電磁振蕩的產生—實驗振蕩電路的工作原理動畫模擬

電路的電壓、電流發(fā)生周期性的變化，像這種大小和方向都做周期性迅速變化的電流，叫做振蕩電流。產生振蕩電流的電路叫作振蕩電路。一、電磁振蕩的產生—原理①振蕩電流：大小和方向都做周期性迅速變化的電流②振蕩電路：能夠產生振蕩電流的電路。③LC振蕩電路：想一想與交流電有何區(qū)別？

當開關置于線圈一側時，由電感線圈L和電容C組成的電路，就是最簡單的振蕩電路。1.概念一、電磁振蕩的產生—概念2.振蕩電路的工作原理電磁振蕩的充放電過程+-+-+-+-+-正向放電正向充電反向放電反向充電①電容器充電結束，兩極板上的電荷最多。②回路中電流從0開始逐漸增到最大。兩極板電荷量從最大減為0。③自感線圈給電容器正向充電結束，回路中電流從最大減為0，兩極板電荷量從0變回最大。⑤自感線圈給電容器反向充電，于是整個電路回到最開始狀態(tài)。④電容開始反向放電一、電磁振蕩的產生—概念3.電磁振蕩的圖象分析電流I0t+-電容器電量Q0t+-+-+-+-正向放電正向充電反向放電反向充電一、電磁振蕩的產生—概念問題：電磁振蕩中能量如何變化？4.電磁振蕩中的能量變化（1）能量轉化：電容器放電過程中，電場能向

磁場?能轉化。電容器充電過程中，磁場能向

電場?能轉化。（2）無能量損失時，振蕩電路做等幅振蕩。實際振蕩電路中有能量損失，通過適時補充能量給振蕩電路，可使振蕩電路做

等幅?振蕩。磁場電場等幅二、電磁振蕩中的能量—自主學習電容器充放電和線圈的自感現象共同作用產生的線圈具有自感作用電容器具有充、放電作用二、電磁振蕩中的能量—原理①過程1：正向放電磁場能電場能二、電磁振蕩中的能量—原理②過程2：正向充電磁場能電場能二、電磁振蕩中的能量—原理③過程3：反向放電磁場能電場能二、電磁振蕩中的能量—原理④過程4：反向充電磁場能電場能二、電磁振蕩中的能量—原理電場能所以，在電磁振蕩的過程中，電場能和磁場能會發(fā)生周期性的轉化。磁場能電場能磁場能電場能(1)兩個物理過程：①放電過程:電場能轉化為磁場能，q↓→i↑①充電完畢:電場能最大,磁場能最小.②放電完畢:磁場能最大,電場能最小.(2)兩個特殊狀態(tài)：②充電過程:磁場能轉化為電場能，q↑→i↓二、電磁振蕩中的能量—結論理想情況能量有損耗

如果能夠適時地把能量補充到振蕩電路中，以補償能量損耗，就可以得到振幅不變的等幅振蕩。實際電路中由電源通過電子器件為LC電路補充能量。內能電磁波實際情況理想情況

問題：怎樣描述振蕩電流變化的快慢？二、電磁振蕩中的能量—能量損耗知識點二

電磁振蕩的周期和頻率1.周期：電磁振蕩完成一次

周期性變化?需要的時間。2.頻率：電磁振蕩完成周期性變化的次數與所用時間之比，數值等于單位時間內完成的

周期性變化?的次數。如果振蕩電路沒有能量損失，也不受其他外界條件影響，這時的周期和頻率叫作振蕩電路的固有周期和固有頻率。周期性變化周期性變化

F

三、電磁振蕩的周期和頻率—自主學習1.周期和頻率：（1）周期：電磁振蕩完成一次周期性變化需要的時間。（2）頻率：1s內完成的周期性變化的次數。（3）振蕩電路里在不受其他外界條件影響下發(fā)生無阻尼振蕩時的周期和頻率叫振蕩電路的固有周期和固有頻率，簡稱振蕩電路的周期和頻率。

思考：LC電路的周期（頻率）與電容C、電感L有什么樣的關系？ti0三、電磁振蕩的周期和頻率—概念理論分析表明，LC電路的周期T與電感L、電容C的關系是①式中各物理量T、L、C、f的單位分別是s、H、F、Hz。②改變周期的方法：L：線圈的大小、形狀、匝數、鐵芯。

注意：①在一個周期內，振蕩電流的方向改變兩次；

②電場能（或磁場能）完成兩次周期性變化。三、電磁振蕩的周期和頻率—規(guī)律電磁振蕩LC振蕩電路振蕩過程描述物理量放電充電周期頻率課堂總結1.(振蕩電路的各物理量的變化)下圖為某時刻LC振蕩電路中電容器電場的方向和電流的方向,則下列說法正確的是(

)A.電容器正在放電B.電感線圈的磁場能正在減少C.電感線圈中的電流正在增大D.電容器的電場能正在減少答案:B解析:由題圖知,電路中電流方向為逆時針方向,電容器被充電,電場能增加,電感線圈中的電流正在減小,電感線圈的磁場能正在減少,A、C、D錯誤,B正確。課堂練習2.(根據圖像判斷振蕩電路的各物理量的變化)下圖為LC振蕩電路中電容器的極板所帶電荷量隨時間變化的曲線,下列判斷正確的是(

)①在b和d時刻,電路中電流最大②在a→b時間內,電場能轉變?yōu)榇艌瞿堍踑和c時刻,磁場能為零④在O→a和c→d時間內,電容器被充電A.只有①和③B.只有②和④C.只有④D.只有①②和③答案:D課堂練習解析:a和c時刻是充電結束時刻,此時刻電場能最大,磁場能最小,為零,③正確;b和d時刻是放電結束時刻,此時刻電路中電流最大,①正確;a→b是放電過程,電場能轉化為磁場能,②正確;O→a是充電過程,而c→d是放電過程,④錯誤。分析振蕩電路各量的變化規(guī)律時要抓住兩條線索。一個是i隨時間的變化規(guī)律,同時B、EB與i的變化規(guī)律一致;一個是q隨時間的變化規(guī)律,同時E、E電、u與q的變化規(guī)律一致。并且要知道i與q變化規(guī)律的關系,否則會造成思路混亂。課堂練習3.(電磁振蕩的周期和頻率)在LC振蕩電路中,用以下哪種辦法可以使振蕩頻率增大一倍(

)A.自感L和電容C都增大一倍