電磁振蕩 課件【知識精講+拓展訓練】 高二下學期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊

01

電磁振蕩與電磁波電磁振蕩學習目標知道什么是振蕩電流和振蕩電路。知道電磁振蕩的產生過程，及能量轉化情況。知道電磁振蕩的周期和頻率，會用其分析有關問題。導水波是由機械振動形成的，一顆石子投入水中會激起漣漪，但要形成持續(xù)的水波，則需要不斷地擊打水面。電視廣播接收的是電磁波，需要持續(xù)變化的電流。怎樣才能產生這樣的電流呢？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化的電磁振蕩的產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：產生振蕩電流的電路叫作振蕩電路。振蕩電流實際上就是交變電流，習慣上指頻率很高的交變電流先把開關置于電源一側，為電容器充電；稍后置于線圈一側，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置于線圈一側時，就是LC振蕩電路電磁振蕩的產生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到最大值，而是由0逐漸增大，同時電容器極板上的電荷逐漸減少。到放電完畢時，放電電流達到最大值，電容器極板上沒有電荷電磁振蕩的產生充電過程電容器放電完畢時，由于線圈的自感作用，電流并不會立即減小為0，而要保持原來的方向繼續(xù)流動，并逐漸減小。由于電流繼續(xù)流動，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生電磁振蕩

在整個過程中，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(xiàn)象就是電磁振蕩。例1（多選）如圖所示是LC振蕩電路某時刻的情況，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：在機械振動中，動能與勢能周期性地相互轉化。那么，在電磁振蕩中，能量是如何轉化的？

電容器可以將能量儲存在電場中，電感線圈可以將能量儲存在磁場中。當電容器里的電場強度E、線圈里的磁感應強度B做周期性變化時，相應地，電場能和磁場能也會發(fā)生周期性的轉化。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)律及對應關系振蕩電流i、磁感應強度B、磁場能E磁是同步變化的電荷量q、電場強度E、電場能E電也是同步變化的異步變化例2(多選)LC振蕩電路中，某時刻的磁場方向如圖所示，則(）A．若磁場正在減弱，則電容器正在充電，電流由b向aB．若磁場正在減弱，則電場能正在增大，電容器上極板帶負電C．若磁場正在增強，則電場能正在減小，電容器上極板帶正電D．若磁場正在增強，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逐漸減小到0？類比機械振動中的阻尼振動與受迫振動，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，電路中總會有一部分能量會轉化為內能。另外，還會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。磁場能電能電阻消耗的內能以及電磁波輻射消耗的能量補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間。頻率：電磁振蕩完成周期性變化的次數(shù)與所用時間之比，數(shù)值等于單位時間內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、放電的時間會長些還是短些？線圈的自感系數(shù)較大時，電容器充電、放電的時間會長些還是短些？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)如圖所示是一臺電子鐘，其原理類似于擺鐘。擺鐘是利用單擺的周期性運動計時的，電子鐘是利用LC振蕩電路來計時的。有一臺電子鐘