高二物理人教版选修3-4同课异构课件：14.2 电磁振荡

1、第十四章 电磁波 第二节 电磁振荡人教版选修人教版选修3-4一、电磁振荡的产生一、电磁振荡的产生点击下图观看实验点击下图观看实验 实验表明，实验表明，LCLC回路里产生的振荡电流是按正回路里产生的振荡电流是按正弦规律变化的。弦规律变化的。1 1振荡电流：振荡电流：像这种由电路产生大小和方向都做像这种由电路产生大小和方向都做周期性变化的电流，叫做周期性变化的电流，叫做振荡电流振荡电流 2 2振荡电路：振荡电路：能够产生振荡电流的电路，叫做能够产生振荡电流的电路，叫做振振荡电路荡电路由自感线圈和电容器组成的振荡电路叫做由自感线圈和电容器组成的振荡电路叫做LCLC振荡电路振荡电路，它是一种简单的振荡

2、电路，它是一种简单的振荡电路 实际应用的实际应用的LCLC振荡电路中振荡电流的频率很高振荡电路中振荡电流的频率很高 （1 1）振荡电流是频率很高的交变电流）振荡电流是频率很高的交变电流 （2 2）振荡电流跟正弦交变电流一样，也按正弦规）振荡电流跟正弦交变电流一样，也按正弦规律变化律变化 LCLC回路振荡过程回路振荡过程点击下图观看点击下图观看LCLC回路振荡过程回路振荡过程（1 1）电磁振荡：在振荡电路里产生振荡电流的）电磁振荡：在振荡电路里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，过程中，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周期以及跟电

3、流和电荷相联系的磁场和电场都发生周期性变化的现象，叫做性变化的现象，叫做电磁振荡电磁振荡（2 2）机械振动和电磁振荡有本质的不同，但它）机械振动和电磁振荡有本质的不同，但它们具有共同的变化规律们具有共同的变化规律机械机械振动振动位移位移x x（或加（或加速度速度a a）速度速度v v势能势能动能动能电磁电磁振荡振荡带电量带电量q q（或（或U U、E E）电流电流i i（或（或B B）电场电场能能磁场磁场能能二、阻尼振荡和无阻尼振荡二、阻尼振荡和无阻尼振荡 点击下图观看实验点击下图观看实验 2 2阻尼振荡：阻尼振荡：任何电磁振荡电路中，总存在能量任何电磁振荡电路中，总存在能量损耗，使振荡电流的

4、振幅逐渐减小，这种振荡叫做损耗，使振荡电流的振幅逐渐减小，这种振荡叫做阻阻尼振荡尼振荡，或叫做，或叫做减幅振荡减幅振荡 （1 1）振荡电路中的能量损耗有一部分转化为内能）振荡电路中的能量损耗有一部分转化为内能（产生焦耳热），还有一部向外辐射出去而损失（产生焦耳热），还有一部向外辐射出去而损失 （2 2）如果用振荡器不断地将电源的能量补充到振）如果用振荡器不断地将电源的能量补充到振荡电路中去，就可以保持等幅振荡荡电路中去，就可以保持等幅振荡 1 1无阻尼振荡：无阻尼振荡：在电磁振荡中，如果没有能量损在电磁振荡中，如果没有能量损失，振荡电流的振幅保持不变，这种振荡叫做失，振荡电流的振幅保持不变，这

5、种振荡叫做无无阻尼振阻尼振荡荡，也叫做，也叫做等幅振荡等幅振荡 做一做做一做三、电磁振荡的周期和频率三、电磁振荡的周期和频率 1周期和频率：电磁振荡完成一次周期性变化所需的时间周期和频率：电磁振荡完成一次周期性变化所需的时间叫做叫做周期周期，一秒钟内完成周期变化的次数叫做，一秒钟内完成周期变化的次数叫做频率频率 LC回路的周期和频率：回路的周期和频率：由回路本身的特性决定这种由振荡回路本身特性所决由回路本身的特性决定这种由振荡回路本身特性所决定的振荡周期（或频率）叫做定的振荡周期（或频率）叫做振荡电路的固有周期振荡电路的固有周期（或（或固有频率），简称固有频率），简称振荡电路的周期振荡电路的周

6、期（或频率）（或频率） 2在一个周期内，振荡电流的方向改变两次；电场能（或在一个周期内，振荡电流的方向改变两次；电场能（或磁场能）完成两次周期性变化磁场能）完成两次周期性变化LC电路的周期（频率）与哪些因素有关？电路的周期（频率）与哪些因素有关？ 电容较大时，电容器充电、放电的时间长些还是电容较大时，电容器充电、放电的时间长些还是短些？线圈的自感系数较大时，电容器充电、放电时短些？线圈的自感系数较大时，电容器充电、放电时间长些还是短些？间长些还是短些？ 根据上面的讨论结果，定性地讲，根据上面的讨论结果，定性地讲，LCLC电路的周期电路的周期（频率）与电容（频率）与电容C C、电感、电感L L的

7、大小有什么关系？的大小有什么关系？思考与讨论思考与讨论 L L i uc +q -q K 0cLu 0)(CqdtdiL 0)(CqdtdqdtdL022LCqdtqd)cos(0tqq理论推导：LCwT22LC13 3、LCLC回路的周期和频率公式回路的周期和频率公式 （1）式中各物理量）式中各物理量T、L、C、f的单位分别是的单位分别是s、H、F、Hz（2）适当地选择电容器和线圈，可使振荡电路物周期和频率符）适当地选择电容器和线圈，可使振荡电路物周期和频率符合我们的需要合我们的需要 LCfLCT212例例1 1： 对振荡电路，下列说法正确的是（ ） B振荡电路中，电场能与磁场能的转化周期为

8、 LC2A振荡电路中、电容器充电或放电一次所用的时间为 LC C振荡过程中，电容器极板间电场强度的变化周期为 LC2D振荡过程中，线圈内磁感应强度的变化周期为 LC2解析：解析：在一个周期内，电容器充电、放电各两次，每次充电或放电所用的时间为振荡周期的1/4电场能与电场强度的方向无关，磁场能与磁感应强度的方向无关，因此在电磁振荡的一个周期内各出现两次最大值，即电场能或磁场能的变化周期为电场、磁场、电荷的变化周期跟电流的变化周期相同均为LC2LC所以，正确选项为CD 例例2：如图所示的振荡电路中，某时刻线圈中磁场方向如图所示的振荡电路中，某时刻线圈中磁场方向向上，且电路的电流正在增强则此时向上，且电路的电流正在增强则此时 （ ）Aa点电势比点电势比b点低点低B电容器两极板间场强正在减小电容器两极板间场强正在减小C电路中电场能正在增大电路中电场能正在增大D线圈中感应电动势正在减小线圈中感应电动势正在减小 解析：解析：因为电路中电流正在增强，所以电容器处于放电过程，极板上的电荷不断减少，两板间的场强正不断减小，电场能也不断减小，由安培定则可判断断得此时电容器放电的电流方向由b经线圈到a，电容器的下板带正电、上极带负电，所以b点电势高于a点电势，电流增大时