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文檔簡介
第一節(jié)電磁振蕩第一頁,共三十四頁,編輯于2023年,星期四
1.電磁波與現(xiàn)代科技和人類生活的密切關(guān)系。在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天,電磁波對我們來說越來越重要。
2.電磁波到底是什么?為什么它具有那么大的威力?它又是怎樣產(chǎn)生的呢?它有哪些性質(zhì)?是否具有波的共同特性?怎樣利用它來傳遞各種信號?……研究電磁波應從電磁振蕩開始…………第二頁,共三十四頁,編輯于2023年,星期四電容器具有充、放電作用線圈具有自感作用L----++++C第三頁,共三十四頁,編輯于2023年,星期四++--
--++CLSE
一、電磁振蕩的產(chǎn)生第四頁,共三十四頁,編輯于2023年,星期四L----++++Ci一、電磁振蕩的產(chǎn)生第五頁,共三十四頁,編輯于2023年,星期四1、電磁振蕩的產(chǎn)生過程一個周期性變化放電充電充電放電qiqiqiqi++++----++++----q=Qmi=0q=Qmi=0q=0i=Imq=0i=Im第六頁,共三十四頁,編輯于2023年,星期四1.振蕩電流:
這種電路產(chǎn)生的大小和方向做周期性變化的電流,叫振蕩電流.2.
能夠產(chǎn)生振蕩電流的電路叫振蕩電路.如圖
示是一種簡單的振蕩電路,稱LC振蕩電路.CSLG一、電磁振蕩的產(chǎn)生第七頁,共三十四頁,編輯于2023年,星期四+?+?+?i0oqtt反向放電反向充電正向放電正向充電第八頁,共三十四頁,編輯于2023年,星期四3、LC振蕩電路:
(1)LC回路:由線圈L和電容C組成的最簡單振蕩電路。
(2)理想的LC振蕩電路:只考慮電感、電容的作用,而忽略能量損耗。 說明:
由LC回路產(chǎn)生的振蕩電流也是一種交變電流,只是它的頻率比照明用交變電流的頻率高得多.4.
LC回路產(chǎn)生的振蕩電流按正弦規(guī)律變化.一、電磁振蕩的產(chǎn)生第九頁,共三十四頁,編輯于2023年,星期四第一類:電容器的電荷q、電壓u、電場E、
電場能E電、線圈的自感電動勢e自第二類:線圈的電流i、磁場B、磁場能E磁兩類量的變化規(guī)律相反.
即第一類增大時
第二類減小;第一類達最大時第二類為零.兩類量:第十頁,共三十四頁,編輯于2023年,星期四電磁振蕩中電流i、極板間的電壓u、極板上的電量q、電場能和磁場能之間的對應關(guān)系第十一頁,共三十四頁,編輯于2023年,星期四LC___+++LC_+電源 用電器用電器放電:電場能磁場能磁場能電場能充電:第十二頁,共三十四頁,編輯于2023年,星期四在一個周期內(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.第十三頁,共三十四頁,編輯于2023年,星期四(1)兩個物理過程:放電過程:電場能轉(zhuǎn)化為磁場能,q↓→i↑充電過程:磁場能轉(zhuǎn)化為電場能,q↑→i↓充電完畢狀態(tài):磁場能向電場能轉(zhuǎn)化完畢,電場能最大,磁場能最小.放電完畢狀態(tài):電場能向磁場能轉(zhuǎn)化完畢,磁場能最大,電場能最小.LC回路工作過程具有對稱性和周期性,可歸結(jié)為(2)兩個特殊狀態(tài):5、電磁振蕩的特點:第十四頁,共三十四頁,編輯于2023年,星期四(1)總能量守恒=電場能+磁場能=恒量電場能磁場能放電充電6、電磁振蕩的變化規(guī)律:(2)電場能與磁場能交替轉(zhuǎn)化板間場強E電容器帶電量q電路中電流i同步變化同步變化步調(diào)相反磁感應強度B第十五頁,共三十四頁,編輯于2023年,星期四7、電磁振蕩:在振蕩電路產(chǎn)生振蕩電流的過程中,電容器極板上的電荷、通過線圈的電流,以及跟電荷和電流相聯(lián)系的電場和磁場都發(fā)生周期性的變化,這種現(xiàn)象叫電磁振蕩。第十六頁,共三十四頁,編輯于2023年,星期四8、LC振蕩電路:(1)實際的LC振蕩電路:能量在電路上有損耗;另外以電磁波的形式輻射出去.(2)等幅振蕩:由電源通過晶體管等電子器件周期性的對LC振蕩電路補充能量.itoito無阻尼振蕩:振蕩電流的振幅保持不變,即作等幅振蕩。阻尼振蕩:振蕩電流的振幅逐漸變小,即作減幅振蕩。第十七頁,共三十四頁,編輯于2023年,星期四例題:LC振蕩電路中電容器極板上電量q隨時間t變化的圖像如圖,由圖可知:
A、在t1時刻電路中的磁場能最小B、從t1到t2
,電路中的電流值不斷變小C、從t2到t3,電容器不斷充電D、在t4時刻電容器的電場能最小qtt1t2t3t4o答案:ACD
第十八頁,共三十四頁,編輯于2023年,星期四課堂練習:在LC振蕩電路中,在電容器充電完畢未開始放電時,正確的說法是:
A、電場能正向磁場能轉(zhuǎn)化
B、磁場能正向電場能轉(zhuǎn)化
C、電路里的電場最強
D、電路里的磁場最強(C)第十九頁,共三十四頁,編輯于2023年,星期四課堂練習:如圖所示為振蕩電路在某一時刻的電容器情況和電感線圈中的磁感線方向情況,由圖可知,以下說法正確得是CL+++———(AC)A、電容器正在充電B、電感線圈的電流正在增大C、電感線圈中的磁場能正在轉(zhuǎn)變?yōu)殡娙萜鞯碾妶瞿蹹、自感電動勢正在阻礙電流增加第二十頁,共三十四頁,編輯于2023年,星期四課堂練習:如圖所示,LC電路中電流隨時間變化的曲線做出的判斷正確的是A、在時刻電容器兩端電壓最小B、在時刻電容器帶的電量為零C、在時刻電路中只有電場能D、在時刻電路中只有磁場能t1t1t2t2I0tt1t2答:ABC第二十一頁,共三十四頁,編輯于2023年,星期四電磁振蕩的周期和頻率第二十二頁,共三十四頁,編輯于2023年,星期四
電磁振蕩與簡諧運動有很多相似之處,它們的運動都有周期性,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.第二十三頁,共三十四頁,編輯于2023年,星期四一、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.第二十四頁,共三十四頁,編輯于2023年,星期四大量實驗表明:(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).第二十五頁,共三十四頁,編輯于2023年,星期四定性解釋:
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.第二十六頁,共三十四頁,編輯于2023年,星期四LC回路的周期和頻率公式式中各物理量T、L、C、f的單位分別是s、H、F、Hz.第二十七頁,共三十四頁,編輯于2023年,星期四答案:B課堂練習:在LC振蕩電路中,電容器上的帶電量從最大值變化到零所需的最短時間是第二十八頁,共三十四頁,編輯于2023年,星期四答案:.0.05亨課堂練習:在一個LC振蕩電路中,電流i隨時間而變化的規(guī)率為i=0.01sin1000t(A),已知電容器的電容量為20μF,求電感線圈的感量是多大?第二十九頁,共三十四頁,編輯于2023年,星期四課堂練習:已知LC振蕩電路中電容器極板1上的電量隨時間變化的曲線如圖所示,則()A.a、c兩時刻電路中電流最大,方向相同B.a、c兩時刻電路中電流最大,方向相反C.b、d兩時刻電路中電流最大,方向相同D.b、d兩時刻電路中電流最大,方向相反第三十頁,共三十四頁,編輯于2023年,星期四課堂練習:當LC振蕩電路中電流達到最大值時,下列敘述中正確的是()。A.磁感應強度和電場強度都達到最大值B.磁感應強度和電場強度都為零C.磁感應強度最大而電場強度為零D.磁感應強度是零而電場強度最大第三十一頁,共三十四頁,編輯于2023年,星期四課堂練習: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()。A.在t1時刻,電路中的磁場最小B.從t1到t2,電路中的電流值不斷變小C.從t2到t3,電容器不斷充電D.在t4時刻,電容器的電場能最小第三十二頁,共三十四頁,編輯于2023年,星期四課堂練習:在LC振蕩電路中,某時刻的磁場方向如圖所示.A.若磁場正在減弱,則電容器的A板帶負電.B.若電容器正在放電,則
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