选修3-4电磁振荡

1、简阳中学简阳中学 王政王政1 1、振荡电流：、振荡电流： 大小和方向都做随时间作周期性大小和方向都做随时间作周期性迅速迅速变变化的电流叫做振荡电流化的电流叫做振荡电流能够产生振荡电流的电路叫做振荡电路能够产生振荡电流的电路叫做振荡电路2 2、振荡电路：、振荡电路：基本概念：基本概念：3 3、LCLC振荡电路：振荡电路： (1)LC(1)LC回路：由自感线圈回路：由自感线圈L L和电容和电容C C组成的组成的最简单振荡电路。最简单振荡电路。 (2)(2)理想的理想的LCLC振荡电路振荡电路: :只考虑只考虑电感、电容电感、电容的作用，而的作用，而忽略忽略能量损耗。能量损耗。电容器电容器具有充、具

2、有充、放电作用放电作用线圈线圈具有自具有自感作用感作用L + + + +CabGLKCE LC LC振荡电路产生振荡电流的振荡电路产生振荡电流的物理原因物理原因是电容器的充放电作用和线圈的自感作用是电容器的充放电作用和线圈的自感作用. .+ + + +CLSE 1.1.电磁振荡的产生过电磁振荡的产生过程程一一个个周周期期性性变变化化放电放电充电充电充电充电放电放电+ +- - - -+ +- - - -q=Qm i=0q=Qm i=0q=0 i=Imq=0 i=ImE电电 E磁磁 E磁磁E电电E磁磁 E电电 E电电E磁磁2.2.在在LCLC回路中回路中, ,流过线圈的流过线圈的i i、线圈中的

3、、线圈中的B B、电容器极板上的电容器极板上的q q、极板间的、极板间的E E都呈正都呈正弦或余弦规律变化弦或余弦规律变化电场能电场能磁场能磁场能电场能电场能磁场能磁场能电场能电场能(1)(1)两个物理过程：两个物理过程：放电过程放电过程: :电场能转化为磁场能，电场能转化为磁场能，q iq i充电过程充电过程: :磁场能转化为电场能，磁场能转化为电场能，i q 充电完毕状态充电完毕状态: :磁场能向电场能转化完毕磁场能向电场能转化完毕, ,电场电场能最大能最大, ,磁场能最小磁场能最小. .放电完毕状态放电完毕状态: :电场能向磁场能转化完毕电场能向磁场能转化完毕, ,磁场磁场能最大能最大,

4、 ,电场能最小电场能最小. .LCLC回路工作过程具有回路工作过程具有对称性对称性和和周期性周期性, ,可归结为可归结为(2)(2)两个特殊状态：两个特殊状态：3 3、电磁振荡的特点：、电磁振荡的特点：(1)(1)总能量守恒总能量守恒电场能磁场能恒量电场能磁场能恒量电场能电场能磁场能磁场能放电放电充电充电4 4、电磁振荡的变化规律：、电磁振荡的变化规律：(2)(2)电场能与磁场能电场能与磁场能交替转化交替转化板间场强板间场强E E电容器带电量电容器带电量电路中电流电路中电流同步变化同步变化同步变化同步变化步调相反步调相反磁感应强度磁感应强度B B(3)(3)变化规律的图象描述：变化规律的图象描

5、述：qtot电场能电场能oito磁场能磁场能to5 5、电磁振荡定义：、电磁振荡定义： LC LC振荡电路产生振荡电流的振荡电路产生振荡电流的物理实质物理实质是电场能和磁场能的周期性转换是电场能和磁场能的周期性转换. .【例【例1】在在LCLC振荡电路中，在电容器充电振荡电路中，在电容器充电完毕刚要开始放电时，正确的说法是：完毕刚要开始放电时，正确的说法是： A A、电场能将向磁场能转化、电场能将向磁场能转化 B B、磁场能正向电场能转化、磁场能正向电场能转化 C、电路里的电场最强、电路里的电场最强 D D、电路里的磁场最强、电路里的磁场最强AC【例【例2】LCLC振荡电路中电容器极板上电量振

6、荡电路中电容器极板上电量q q 随时间随时间t t变化的图像如图，由图可知：变化的图像如图，由图可知： A A、在、在t t1 1时刻电路中的磁场能最小时刻电路中的磁场能最小B B、从、从t t1 1到到t t2 2 ，电路中的电流值不断变小，电路中的电流值不断变小C C、从、从t t2 2到到t t3 3 ，电容器不断充电，电容器不断充电D D、在、在t t4 4时刻电容器的电场能最小时刻电容器的电场能最小qtt t1 1t t2 2t t3 3t t4 4o答案：答案：A C DA C D 6 6、LCLC振荡电路分类：振荡电路分类： (1) (1)实际的实际的LCLC振荡电路振荡电路:

7、:能量在电路上能量在电路上有损耗；另外以电磁波的形式辐射出去有损耗；另外以电磁波的形式辐射出去. . (2) (2)等幅振荡：由电源通过晶体管等电等幅振荡：由电源通过晶体管等电子器件周期性的对子器件周期性的对LCLC振荡电路补充能量振荡电路补充能量. .itoito无阻尼振荡无阻尼振荡: :振荡电流的振幅保持不变，即作等幅振荡。阻尼振荡:振荡电流的振幅逐渐变小，即作减幅振荡。周期的决定式：频率的决定式：TLCfLC212二、二、LCLC回路的固有周期和固有频率回路的固有周期和固有频率 周期周期: :电磁振荡完成一次周期性变化需要的电磁振荡完成一次周期性变化需要的 时间时间叫做周期。叫做周期。频

8、率频率: :一秒钟内完成的周期性变化的次数叫频率。一秒钟内完成的周期性变化的次数叫频率。固有周期和固有频率：固有周期和固有频率：振荡电路中发生电磁振荡振荡电路中发生电磁振荡时，如果没有能量损失，也不受其他外界的影响，时，如果没有能量损失，也不受其他外界的影响，这时电磁振荡的周期和频率叫做振荡电路的固有这时电磁振荡的周期和频率叫做振荡电路的固有周期和固有频率，简称振荡电路的周期和频率周期和固有频率，简称振荡电路的周期和频率。 【例【例1 1】要想提高电磁振荡的频率，下列办】要想提高电磁振荡的频率，下列办法中可行的是法中可行的是 （ ） A. A.线圈中插入铁芯线圈中插入铁芯 B. B.提高充电电

9、压提高充电电压 C. C.增加电容器两板间距离增加电容器两板间距离 D. D.减小电容器两板间的正对面积减小电容器两板间的正对面积CDALC B42C D 2LCLCLC 答案答案:B:B【例【例2】在在LCLC振荡电路中振荡电路中, ,电容器上的带电电容器上的带电量从最大值变化到零所需的最短时间是量从最大值变化到零所需的最短时间是【例【例3 3】 有一有一LCLC振荡电路，当电容调节为振荡电路，当电容调节为C C1 1=200 pF=200 pF时，能产生频率为时，能产生频率为f f1 1=500 kHz=500 kHz的振荡的振荡电流，要获得频率为电流，要获得频率为f f2 2=1.0=1.010103 3kHzkHz的振荡电的振荡电流，则可变容器应调至多大？流，则可变容器应调至多大？( (设电感设电感L L保持不保持不变变) )答案答案: :0.050.05亨亨 【例【例4】在一个在