电磁振荡(选修34)

1、第一节第一节电磁振荡与电磁波电磁振荡与电磁波 无线电广播是利用电磁波传播的，电视无线电广播是利用电磁波传播的，电视广播也是利用电磁波传播的，导弹，人造地广播也是利用电磁波传播的，导弹，人造地球卫星的控制以及宇宙飞船跟地面的通信联球卫星的控制以及宇宙飞船跟地面的通信联系都是利用电磁波。那么，电磁波是什么呢？系都是利用电磁波。那么，电磁波是什么呢？它是怎样产生的，有些什么性质以及怎样利它是怎样产生的，有些什么性质以及怎样利用它来传递各种信号呢？这一章就要研究这用它来传递各种信号呢？这一章就要研究这些问题。要了解电磁波，首先就要了解什么些问题。要了解电磁波，首先就要了解什么是电磁振荡是电磁振荡. .

2、 电磁振荡和电磁波的重要性电磁振荡和电磁波的重要性 一、电磁振荡电路的演变与构成一、电磁振荡电路的演变与构成AB有电流产生有电流产生没电流但有电势差没电流但有电势差磁铁上下运动，在磁铁上下运动，在两板产生大小和方两板产生大小和方向不断变化的电场，向不断变化的电场，即电容器在不断进即电容器在不断进行充、放电。行充、放电。 思考：如果一个充满了电的电容器与线思考：如果一个充满了电的电容器与线圈连接，会发生什么现象？圈连接，会发生什么现象？演示演示1 1 实验演示：实验演示：右图所示。右图所示。将电键将电键K K扳到扳到1 1，给电容器，给电容器充电，然后将电键扳到充电，然后将电键扳到2 2，此时可

3、以见到此时可以见到G G表的指针表的指针来回摆动。来回摆动。 1 K 2 C LG 总结：总结：能产生大小和方向都都作周期发能产生大小和方向都都作周期发生变化的电流叫生变化的电流叫振荡电流振荡电流。能产生振荡电流。能产生振荡电流的电路叫的电路叫振荡电路振荡电路。 其中最简单的振荡电路叫其中最简单的振荡电路叫LCLC回路回路。 总结：总结：振荡电流是一种交变电流，是一振荡电流是一种交变电流，是一种频率很高的交变电流，它无法用线圈在磁场种频率很高的交变电流，它无法用线圈在磁场中转动产生，只能是由振荡电路产生。中转动产生，只能是由振荡电路产生。 思考：振荡电流按什么规律变化的呢？思考：振荡电流按什么

4、规律变化的呢？ito放电充电放电充电+ +ab+ +ba+iq(u)t二、振荡过程分析及各物理量的变化二、振荡过程分析及各物理量的变化文字综述：文字综述：充电完毕（充电开始）：充电完毕（充电开始）：电场能达到最大，磁电场能达到最大，磁场能为零，回路中感应电流场能为零，回路中感应电流i=0i=0。放电完毕（放电开始）：放电完毕（放电开始）：电场能为零，磁场能电场能为零，磁场能达到最大，回路中感应电流达到最大。达到最大，回路中感应电流达到最大。充电过程：充电过程：电场能在增加，磁场能在减小，回电场能在增加，磁场能在减小，回路中电流在减小，电容器上电量在增加。路中电流在减小，电容器上电量在增加。 从

5、能量看：磁场能在向电场能转化。从能量看：磁场能在向电场能转化。放电过程：放电过程：电场能在减少，磁场能在增加，回电场能在减少，磁场能在增加，回路中电流在增加，电容器上的电量在减少。路中电流在增加，电容器上的电量在减少。从能量看：电场能在向磁场能转化。从能量看：电场能在向磁场能转化。注：请克服欧姆定律中的定性思维。注：请克服欧姆定律中的定性思维。 总结：总结：在振荡电路中产生振荡电流的过程在振荡电路中产生振荡电流的过程中，电容器极板上的电荷，通过线圈的电流，中，电容器极板上的电荷，通过线圈的电流，以及跟电流和电荷相联系的磁场和电场都发生以及跟电流和电荷相联系的磁场和电场都发生周期性变化，这种现象

6、叫周期性变化，这种现象叫电磁振荡电磁振荡。 阻尼振荡与无阻尼振荡。阻尼振荡与无阻尼振荡。 （1 1）阻尼振荡：阻尼振荡：在振荡电路中由于能量被逐渐消耗，在振荡电路中由于能量被逐渐消耗，振荡电路中的电流要逐渐减小，直到最后停下来。振荡电路中的电流要逐渐减小，直到最后停下来。 （2 2）无阻尼振荡：无阻尼振荡：在电磁振荡的电路中，如果没有在电磁振荡的电路中，如果没有能量损失，振荡应该永远地持续下去，电路中振荡电流能量损失，振荡应该永远地持续下去，电路中振荡电流的振幅应该永远保持不变，这种振荡叫无阻尼振荡。的振幅应该永远保持不变，这种振荡叫无阻尼振荡。 三、电磁振荡的周期和频率三、电磁振荡的周期和频

7、率请阅读教材并回答下列问题：请阅读教材并回答下列问题：1 1、什么是电磁振荡的周期和频率，它与哪些因素有关？、什么是电磁振荡的周期和频率，它与哪些因素有关？2 2、电磁振荡的周期和频率的公式是什么？、电磁振荡的周期和频率的公式是什么？小资料小资料思考与讨论思考与讨论1 1、如图在、如图在LCLC振荡电路中，某时刻若磁场振荡电路中，某时刻若磁场B B正在正在增加，则电容器处于（增加，则电容器处于（ ）电状态）电状态, , 电场电场能正在（能正在（ ） , ,磁场能正在（磁场能正在（ ） 能量能量转变状态为（转变状态为（ ）电）电容器上板带（容器上板带（ ）电。）电。BaLCb放放减小减小增加增加

8、电场能正在向磁场能转化电场能正在向磁场能转化负负2 2、在、在LCLC的回路中，电流的回路中，电流itit的关系如图所示，的关系如图所示，若规定逆时针方向为电流的正方向，说明若规定逆时针方向为电流的正方向，说明t t0 0时刻电时刻电路中能量变化情况，及电场能、磁场能、充放电等路中能量变化情况，及电场能、磁场能、充放电等情况。情况。下列分析情况正确的是：（下列分析情况正确的是：（ ）A A、t t1 1时刻电路的磁场能正在减小。时刻电路的磁场能正在减小。 B B、t t1 1tt2 2时间电路中的电量正在不断减少。时间电路中的电量正在不断减少。C C、t t2 2tt3 3时间电容器正在充电。

9、时间电容器正在充电。 D D、t t4 4时刻电容中的电场能最大。时刻电容中的电场能最大。思考与讨论思考与讨论t4t2t0t10itt3D3 3、在、在LCLC振荡电路中，当电容器放电完毕瞬间，振荡电路中，当电容器放电完毕瞬间，电路中的电流为（电路中的电流为（ ）, , 线圈两端的电压线圈两端的电压为（为（ ） 4 4、在、在LCLC回路中，当振荡电流为零时，则电容器回路中，当振荡电流为零时，则电容器开始（开始（ ）, , 电容器的电量将（电容器的电量将（ ）, , 电容器中的（电容器中的（ ）达到最大）达到最大, , （ ）为零。）为零。 思考与讨论思考与讨论最大最大零零放电放电减少减少电场

10、能电场能磁场能磁场能5.5.要使要使LC LC 振荡电路的周期增大一倍，可采用的办法振荡电路的周期增大一倍，可采用的办法是是 A A自感系数自感系数L L和电容和电容C C都增大一倍都增大一倍B B自感系数自感系数L L和电容和电容C C都减小一半都减小一半C C自感系数自感系数L L增大一倍，而电容增大一倍，而电容C C减小一半减小一半D D自感系数自感系数L L减小一半，而电容减小一半，而电容C C增大一倍增大一倍思考与讨论思考与讨论6 6LC LC 回路发生电磁振荡时回路发生电磁振荡时 A A电容器两板间电压减小时，电路中电流减小电容器两板间电压减小时，电路中电流减小B B电容器两板间电

11、压减小时，电路中电流增大电容器两板间电压减小时，电路中电流增大C C电容器两板间电压为电容器两板间电压为0 0时，电路中电流最大时，电路中电流最大D D电容器两板间电压为最大时，电路中电流为电容器两板间电压为最大时，电路中电流为0 07. 7. 如图所示，是如图所示，是LC LC 振荡电路中产生的振荡电流振荡电路中产生的振荡电流i i 随随时间时间t t的变化图象，在的变化图象，在t t3 3时刻下列说法正确的是时刻下列说法正确的是 A A电容器中的带电量最大电容器中的带电量最大B B电容器中的带电量最小电容器中的带电量最小C C电容器中的电场能达到最大电容器中的电场能达到最大D D线圈中的磁

12、场能达到最小线圈中的磁场能达到最小思考与讨论思考与讨论8.8.在在LCLC回路中，电容器充电后向线圈放电发生电磁振回路中，电容器充电后向线圈放电发生电磁振荡时，若将电容器两板间距离增大，则振荡过程中荡时，若将电容器两板间距离增大，则振荡过程中 A.A.电容器两板间的最大电压变大电容器两板间的最大电压变大 B.B.振荡电流的最大值变大振荡电流的最大值变大 C.C.振荡电流的频率变大振荡电流的频率变大 D.D.电容器所带电量最大值变大电容器所带电量最大值变大9 9在图中，在闭合电键在图中，在闭合电键K K足够长时间后将足够长时间后将K K断开，在断开，在此断开瞬间，此断开瞬间，LC LC 回路中的

13、情况是回路中的情况是( (电源内阻不计电源内阻不计) ) A A电流强度电流强度i i =1 A =1 A，方向如图中所示，电容器开始，方向如图中所示，电容器开始放电放电 B B电流强度电流强度i i =1 A=1 A，方向与图示相反，电容器开始，方向与图示相反，电容器开始充电充电 C C电流强度电流强度i i =0=0，电容器开始充电，电容器开始充电D D电流强度电流强度i i =0=0，电容器开始放电，电容器开始放电 思考与讨论思考与讨论1010在图所示的电路中，可变电容器的最大电容是在图所示的电路中，可变电容器的最大电容是270 pF270 pF，最小电容为，最小电容为30 pF30 p

14、F，若，若L L保持不变，则可变保持不变，则可变电容器的动片完全旋出与完全旋入时，电路可电容器的动片完全旋出与完全旋入时，电路可产生的振荡电流的频率之比为产生的振荡电流的频率之比为_思考与讨论思考与讨论1111如图所示的振荡电路中存在着等幅振荡电流，如如图所示的振荡电路中存在着等幅振荡电流，如果把电键果把电键K K打开过相当长一段时间以后重新合上，则打开过相当长一段时间以后重新合上，则在电键重新闭合后电路中在电键重新闭合后电路中 A A不再存在振荡电流不再存在振荡电流B B还有振荡电流且振幅与原来的相等还有振荡电流且振幅与原来的相等C C还有振荡电流但振幅小于原来的振幅还有振荡电流但振幅小于原