高中物理(新教材)選修二課件2：4-1電磁振蕩 人教版

第1節(jié)電磁振蕩學(xué)習(xí)目標(biāo)1．知道什么是LC振蕩電路和振蕩電流。2．知道LC回路中振蕩電流的產(chǎn)生過(guò)程，知道電磁振蕩過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化情況。3．知道電磁振蕩的周期與頻率，會(huì)求LC電路的周期與頻率。新課導(dǎo)入在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，電磁波對(duì)我們來(lái)說(shuō)越來(lái)越重要。例如，廣播、電視要利用電磁波，無(wú)線電通信要利用電磁波，航空、航天中的自動(dòng)控制和通信聯(lián)系都要利用電磁波…..，但是電磁波十怎樣產(chǎn)生的呢？一、電磁振蕩的產(chǎn)生演示實(shí)驗(yàn)：把線圈、電容器、電源和單刀雙擲開(kāi)關(guān)按照?qǐng)D甲連成電路。把電壓傳感器(或示波器)的兩端連在電容器的兩個(gè)極板上。先把開(kāi)關(guān)置于電源一側(cè)，為電容器充電；稍后再把開(kāi)關(guān)置于線圈一側(cè)，使電容器通過(guò)線圈放電。觀察電腦顯示器（或示波器）顯示的電壓的波形（圖乙）圖甲圖乙1.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振蕩電路：產(chǎn)生振蕩電流的電路LC振蕩電路：由電感線圈L和電容器C所組成的一種基本的振蕩電路，這是做簡(jiǎn)單的振蕩電路，如圖所示。2、電磁振蕩的產(chǎn)生過(guò)程GCSL+++－－－儲(chǔ)存、釋放磁能儲(chǔ)存、釋放電能電容器可以充放電線圈具有自感作用放電q↓

i↑充電q↑i↓放電q↓

i↑充電q↑i↓一個(gè)周期性變化在LC回路中，流過(guò)線圈的i、線圈中的B、電容器極板上的q、極板間的E都呈正弦或余弦規(guī)律變化，如圖所示。t振蕩電路電流的周期性變化電容器極板上電荷量的周期性變化在振蕩電路產(chǎn)生振蕩電流的過(guò)程中，電路中的電流i、電容器極板上的電荷量q，以及電容器里的電場(chǎng)強(qiáng)度E、線圈里的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，都在發(fā)生周期性的變化，這種現(xiàn)象就是電磁振蕩。在振蕩電路產(chǎn)生振蕩電流的過(guò)程中，電路中的電流i、電容器極板上的電荷量q，以及電容器里的電場(chǎng)強(qiáng)度E、線圈里的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，都在發(fā)生周期性的變化，這種現(xiàn)象就是電磁振蕩。例1：(多選)如圖所示，L為一電阻可忽略的線圈，D為一燈泡，C為電容器，開(kāi)關(guān)S處于閉合狀態(tài)，燈泡D正常發(fā)光，現(xiàn)突然斷開(kāi)S，并開(kāi)始計(jì)時(shí)，能正確反映電容器a極板上電荷量q及LC回路中電流i(規(guī)定順時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?隨時(shí)間變化的圖像是(圖中q為正值，表示a極板帶正電)（）C在電磁振蕩的過(guò)程中，電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能也在同時(shí)發(fā)生周期性的變化。二、電磁振蕩中的能量變化(1)、兩個(gè)物理過(guò)程：放電過(guò)程；電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能，q↓→i↑充電過(guò)程：磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能，q↑→i↓充電完畢狀態(tài)：磁場(chǎng)能向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化完畢，電場(chǎng)能最大，磁場(chǎng)能最小。放電完畢狀態(tài)：電場(chǎng)能向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化完畢，磁場(chǎng)能最大，電場(chǎng)能最小。LC回路工作過(guò)程具有對(duì)稱(chēng)性和周期性，可歸結(jié)為：(2)、兩個(gè)特殊狀態(tài)：電場(chǎng)能磁場(chǎng)能放電充電磁感強(qiáng)度B帶電量q回路電流i同步變化同步變化變化相反板間場(chǎng)強(qiáng)例2：如圖所示，LC振蕩電路中，已知某時(shí)刻電流i沿順時(shí)針?lè)较颍艺谠龃?，則(

)A.A板帶正電B.A、B兩板間的電壓在增大C.電容器C正在充電D.電場(chǎng)能正在轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能D例2：如圖所示，LC振蕩電路中，已知某時(shí)刻電流i沿順時(shí)針?lè)较?，且正在增大，則(

)A.A板帶正電B.A、B兩板間的電壓在增大C.電容器C正在充電D.電場(chǎng)能正在轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能D三、電磁振蕩的周期和頻率電磁振蕩完成一次周期性變化需要的時(shí)間叫作周期T，單位s；1s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)叫作頻率f，

單位Hz。周期和頻率由LC電路本身決定周期頻率固有周期和固有頻率：當(dāng)L一定，C1＞C2

：f1＜f2

，T1＞T2

，電容C越大，周期T越大當(dāng)C一定，L1＞L2

：f1＜f2

，T1＞T2

，自感系數(shù)L越大，周期T越大

D例4：某LC振蕩電路中，振蕩電流變化規(guī)律為i＝0.14sin(1000t)A，已知電路中線圈的自感系數(shù)L＝50mH，則電容器的電容C＝________，該振蕩電流的有效值為_(kāi)_______。

答案：

2.0×10－5F

0.10A備用工具&資料

D例2：如圖所示，LC振蕩電路中，已知某時(shí)刻電流i沿順時(shí)針?lè)较颍艺谠龃?，則(

)A.A板帶正電B.A、B兩板間的電壓在增大C.電容器C正在充電D.電場(chǎng)能正在轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能D新課導(dǎo)入在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，電磁波對(duì)我們來(lái)說(shuō)越來(lái)越重要。例如，廣播、電視要利用電磁波，無(wú)線電通信要利用電磁波，航空、航天中的自動(dòng)控制和通信聯(lián)系都要利用電磁波…..，但是電磁波十怎樣產(chǎn)生的呢？2、電磁振蕩的產(chǎn)生過(guò)程GCSL+++－－－儲(chǔ)存、釋放磁能儲(chǔ)存、釋放電能電容器可以充放電線圈具有自感作用放電q↓

i↑充電q↑i↓放電q↓

i↑充電q↑