高二-粵教版-物理-選擇性必修二第四章《第一節(jié) 電磁振蕩》課件

第一節(jié)

電磁振蕩高二—粵教版—物理—選擇性必修二第四章情景引入：古代通訊烽火狼煙快馬傳書(shū)飛鴿傳書(shū)情景引入：現(xiàn)代通訊一：構(gòu)建電磁波的產(chǎn)生電路1）電路變換√√√√2）實(shí)驗(yàn)1：將充滿電的電容器與線圈連接，觀察G表如何擺動(dòng)一：構(gòu)建電磁波的產(chǎn)生電路++++----++++----可用示波器或者電流傳感器替代3）實(shí)驗(yàn)2：利用示波器觀察電路中電流圖像實(shí)驗(yàn)表明：此電路中產(chǎn)生的電流是按正弦規(guī)律變化的。電容器自感線圈一：構(gòu)建電磁波的產(chǎn)生電路4）思考：那么這個(gè)電路中電容器極板所帶電荷量的變化情況又該如何分析呢？一：構(gòu)建電磁波的產(chǎn)生電路Q=CUQ∝UU-t圖像Q-t圖像5）思考：如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明下我們的理論分析呢？可以通過(guò)測(cè)量哪個(gè)量來(lái)反應(yīng)電容器極板所帶電荷量呢？一：構(gòu)建電磁波的產(chǎn)生電路6）基本概念1.振蕩電流：在線圈和電容器組成的實(shí)驗(yàn)電路中產(chǎn)生了大小和方向做周期性變化的電流，這種電流稱為振蕩電流。2.振蕩電路：能產(chǎn)生振蕩電流的電路稱為振蕩電路。由線圈和電容器組成的電路是最簡(jiǎn)單的振蕩電路，稱為L(zhǎng)C振蕩電路。即，通過(guò)LC振蕩電路可以產(chǎn)生電磁波。一：構(gòu)建電磁波的產(chǎn)生電路高頻交變電流++++----1）思考：LC振蕩電路中，電容器和線圈分別都是什么功能呢？電流i、電荷量q、電場(chǎng)強(qiáng)度E、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電壓u、電場(chǎng)能、磁場(chǎng)能

二：LC振蕩電路的分析線圈具有自感作用電容器具有充、放電作用儲(chǔ)存磁能、釋放磁能儲(chǔ)存電能、釋放電能

與磁場(chǎng)能有關(guān)的因素：磁場(chǎng)能磁感強(qiáng)度B線圈中電流i2）思考：一個(gè)周期內(nèi)磁場(chǎng)能、磁感應(yīng)強(qiáng)度B變化圖像如何？我們從哪個(gè)量入手分析呢？itotBot磁場(chǎng)能o

二：LC振蕩電路的分析電場(chǎng)能電容器帶電量q電容器極板間電壓u電場(chǎng)強(qiáng)度E

與電場(chǎng)能有關(guān)的因素：3）思考：電場(chǎng)能、電容器極板間電壓u、電場(chǎng)強(qiáng)度E在一個(gè)周期內(nèi)變化圖像如何？我們從哪個(gè)量入手分析呢？qtoU/Eto電場(chǎng)能to

二：LC振蕩電路的分析1）過(guò)程1：正向放電（電場(chǎng)能向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化）q=Qm

i=0++++----q=0

i=im--q變小i變大++--三、從能量角度分析LC振蕩電路（a）（b）q=0

i=imq=Qm

i=0q變大

i變小--++2）過(guò)程2：正向充電（磁場(chǎng)能向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化）三、從能量角度分析LC振蕩電路（b）（c）q=Qm

i=0++++----q=0

i=im--++q變小i變大3）過(guò)程3：反向放電（電場(chǎng)能再次向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化）三、從能量角度分析LC振蕩電路（c）（d）q=0

i=imq=Qm

i=0++++------++q變大

i變小4）過(guò)程4：反向充電（磁場(chǎng)能再次向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化）三、從能量角度分析LC振蕩電路（d）（a）三、從能量角度分析LC振蕩電路：總結(jié)三、從能量角度分析LC振蕩電路t1t2t3t4t1t2t3t45）基本概念電磁振蕩：上述過(guò)程周而復(fù)始地進(jìn)行，由此產(chǎn)生大小和方向呈周期性變化的振蕩電流，線圈中對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)和電容器里的電場(chǎng)也呈周期性變化，電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能相互轉(zhuǎn)化，這種現(xiàn)象稱為電磁振蕩。三、從能量角度分析LC振蕩電路三、從能量角度分析LC振蕩電路中i與q變化6）實(shí)驗(yàn)3：利用電流傳感器觀察電路中電流圖像7）思考：哪些原因造成了電磁振蕩的能量損失呢？有沒(méi)有辦法補(bǔ)償能量？回路能量損失：1.熱量；2.電磁波實(shí)際的電路中可以利用電源來(lái)補(bǔ)充能量損耗。三、從能量角度分析LC振蕩電路補(bǔ)充能量8）基本概念無(wú)阻尼振蕩：若電磁振蕩中沒(méi)有能量損耗，振蕩將永遠(yuǎn)持續(xù)下去，振蕩電流的振幅保持不變，這種振蕩稱為無(wú)阻尼振蕩。阻尼振蕩：但是實(shí)際電路中能量會(huì)發(fā)生損耗，振蕩電流的振幅會(huì)逐漸減小至停止振蕩，這種振蕩稱為阻尼振蕩。三、從能量角度分析LC振蕩電路1）思考：阻尼振蕩中的周期會(huì)變化嗎？t四、LC振蕩電路的周期2)實(shí)驗(yàn)4：觀察LC振蕩電路的周期電容較大時(shí)，電容器充電、放電時(shí)間長(zhǎng)些還是短些？線圈的自感系數(shù)較大時(shí)，電容器充電、放電時(shí)間長(zhǎng)些還是短些？四、LC振蕩電路的周期3）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．

T=f=

四、LC振蕩電路的周期五、小結(jié)1.振蕩電流：大小和方向都做周期性變化的電流。2.振蕩電路：能夠產(chǎn)生振蕩電流的電路。由自感線圈和電容器組成的電路，就是最簡(jiǎn)單的振蕩電路，稱為L(zhǎng)C振蕩電路。3.電磁振蕩：在LC電路中，電流i、電荷量q、電場(chǎng)強(qiáng)度E、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、電場(chǎng)能及磁場(chǎng)能都在周期性地變化著，這種現(xiàn)象稱為電磁振蕩。4.電磁振蕩的周期和頻率：謝謝觀看！電磁振蕩——答疑高二—粵教版—物理—選擇性必修二第四章1.運(yùn)用能量守恒定律說(shuō)明為什么只含有電阻器和電容器的電路或者只含有電阻器和自感線圈的電路都不可能產(chǎn)生電磁振蕩。解：由于電阻器屬于耗能元器件，會(huì)將電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能消耗掉，故這樣的電路無(wú)法存儲(chǔ)電場(chǎng)能，這樣的電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能之間也就無(wú)法周期性轉(zhuǎn)化，不能產(chǎn)生電磁振蕩。2.我們平時(shí)可能會(huì)有這樣的經(jīng)歷：雷雨天在家收聽(tīng)廣播節(jié)目時(shí)，我們會(huì)先聽(tīng)到收音機(jī)里“咔嚓、咔嚓……”的聲音，然后才能聽(tīng)到雷聲。（1）打雷時(shí)收音機(jī)為什么會(huì)發(fā)出“咔嚓”的聲音？（2）為什么會(huì)先聽(tīng)到收音機(jī)里“咔嚓”聲，然后才聽(tīng)到雷聲？解：（1）因?yàn)榇蚶桩a(chǎn)生的電磁波被收音機(jī)接收，干擾了收音機(jī)正常信號(hào)的接收。（2）因?yàn)樵诳諝庵?，電磁波傳播速度比聲音的傳播速度快?.某收音機(jī)的LC振蕩電路由自感系數(shù)為L(zhǎng)的線圈和可變電容器構(gòu)成，若L保持不變，要求LC振蕩電路的頻率范圍是535~1605kHz，則可變電容的最大值與最小值之比是多少？解：L一定時(shí)，由

得：

，當(dāng)f1=535kHz時(shí)，電容器的電容最大：當(dāng)f2=1605kHz時(shí)，電容器的電容最小：故4.在下圖a所示的LC振蕩電路中，電容器C極板上的帶電量隨時(shí)間變化的圖線如圖b所示。（1）在1×10-6s至2×10-6s內(nèi)，電容器處于充電過(guò)程還是放電過(guò)程？（2）該振蕩電路激發(fā)的電磁波的波長(zhǎng)是多少？解：（1）由題意可知，電容器在1×10-6s到2×10-6s內(nèi)，電量在不斷增加，說(shuō)明正在充電。（