szw142电磁振荡20130422

1、第十四章第十四章 电磁波电磁波浙江丽水中学浙江丽水中学 宋樟伟宋樟伟（1）传播条件不同传播条件不同：机械波传播需要介质，而电磁波不：机械波传播需要介质，而电磁波不需要介质也能传播。需要介质也能传播。（2）传播能量不同传播能量不同：机械波传播的是机械能，电磁波传：机械波传播的是机械能，电磁波传播的是电磁能。播的是电磁能。（3）传播规律相同传播规律相同：都遵循：都遵循“v=f”这个关系式；且电磁这个关系式；且电磁波也能发生反射、折射、衍射、干涉和偏振等现象。波也能发生反射、折射、衍射、干涉和偏振等现象。一、承前启后复习引入一、承前启后复习引入问问1：比较电磁波与机械波的异同？：比较电磁波与机械波的

2、异同？问问2：如果需要持续的电磁波，需要具备什么条件？：如果需要持续的电磁波，需要具备什么条件？持续持续的的周期性周期性变化的电流变化的电流G二、探究电磁振荡的过程二、探究电磁振荡的过程问问1：如图所示的电路，回答下列问题：如图所示的电路，回答下列问题：（1）开关打到）开关打到a端充电，指出充电电流方向和大小变化？端充电，指出充电电流方向和大小变化？（2）充电完毕）充电完毕,C的电量是多少？上极板带什么性质的电？的电量是多少？上极板带什么性质的电？（3）开关打到）开关打到b端放电，指出放电电流方向和大小变化？端放电，指出放电电流方向和大小变化？（4）放电完毕）放电完毕,C的电量是多少？的电量是

3、多少？（5）充电过程或放电过程中能得到持续的周期性变化的）充电过程或放电过程中能得到持续的周期性变化的 电流吗？电流吗？二、探究电磁振荡二、探究电磁振荡问问2：如图所示的电路，线圈不计内阻，回答下列问题：如图所示的电路，线圈不计内阻，回答下列问题：（1）闭合开关以后，标出线圈中的电流方向？说出电流变）闭合开关以后，标出线圈中的电流方向？说出电流变 化情况？自感动势的变化情况及作用？说出线圈中化情况？自感动势的变化情况及作用？说出线圈中 的能量的转化情况。的能量的转化情况。（2）断开开关以后，标出线圈中的电流方向？说出电流）断开开关以后，标出线圈中的电流方向？说出电流 变化情况？自感动势的变化情

4、况及作用？说出线圈中变化情况？自感动势的变化情况及作用？说出线圈中 的能量的转化情况。的能量的转化情况。（3）通电自感过程或断电自感过程中能得到持续的周期）通电自感过程或断电自感过程中能得到持续的周期 性变化的电流吗？性变化的电流吗？G问问3：如图所示的电路，把开关打到：如图所示的电路，把开关打到a充电完毕后再打到充电完毕后再打到b,试分析电容器中的电量试分析电容器中的电量q和电路中的电流和电路中的电流i的变化过程并用的变化过程并用图象定性描述图象定性描述q-t图线和图线和i-t图线图线.放电过程放电过程充电过程充电过程反向放电过程反向放电过程反向充电过程反向充电过程充电结束充电结束即将放电即

5、将放电放电结束放电结束即将充电即将充电充电结束充电结束即将放电即将放电充电结束充电结束即将放电即将放电放电结束放电结束即将充电即将充电充电结束充电结束即将放电即将放电问问4：请你根据：请你根据q-t图线定性画出图线定性画出u-t图线、图线、E-t图线和图线和E电电-t图线。图线。放电过程放电过程充电过程充电过程反向放电过程反向放电过程反向充电过程反向充电过程问问5：请你根据：请你根据i-t图线定性画出图线定性画出B-t图线、图线、E自自-t 、E磁磁-t图线。图线。放电过程放电过程充电过程充电过程反向放电过程反向放电过程反向充电过程反向充电过程问问6：请你根据画出的：请你根据画出的q-t、u-

6、t图线、图线、E-t图线和图线和E电电-t图线图线与据与据i-t、B-t图线、图线、E自自-t、E磁磁-t图线总结变化规律。图线总结变化规律。小结：小结：（1）q(u、E)和和i(B、 E自自)都随时间周期性（快速正弦变化）都随时间周期性（快速正弦变化）（2）电容器两端的电压）电容器两端的电压u等于线圈两端的电动势等于线圈两端的电动势E自自（3）电场能与磁场能相互转化，总的电磁能不变。充电过）电场能与磁场能相互转化，总的电磁能不变。充电过 程电场能增加，磁场能减少，反之相反。程电场能增加，磁场能减少，反之相反。问问7：在前面的讨论振荡过程中没有考虑到：在前面的讨论振荡过程中没有考虑到电阻发热电

7、阻发热和和电电磁辐射磁辐射导致的能量损失，既是理想的电磁振荡，而实际的导致的能量损失，既是理想的电磁振荡，而实际的振荡过程是有能量损失的。实际的振荡图象又是如何的呢？振荡过程是有能量损失的。实际的振荡图象又是如何的呢？itit实验：演示电磁振荡实验：演示电磁振荡 （先减幅再等幅（先减幅再等幅) (先传统再数字先传统再数字)视频：电磁振荡视频：电磁振荡三、定性探究三、定性探究LC电磁振荡的周期与频率电磁振荡的周期与频率思考思考: (1)LC电磁振荡的周期与什么因素有关呢？电磁振荡的周期与什么因素有关呢？ (2)如果要验证猜想应如何设计实验如果要验证猜想应如何设计实验?控制变量法控制变量法G视频：

8、电磁振荡视频：电磁振荡实验：演示电磁振荡的周期与电容、电感的关系，并定性实验：演示电磁振荡的周期与电容、电感的关系，并定性解释观察到的现象。（先传统再数字解释观察到的现象。（先传统再数字)LCfLCT212 说明：说明：电容越大，电容器容纳电荷就越多，充电和放电容越大，电容器容纳电荷就越多，充电和放电所需的时间就越长，因此周期越长，频率越低；自感电所需的时间就越长，因此周期越长，频率越低；自感越大，线圈阻碍电流变化的作用就越大，使电流的变化越大，线圈阻碍电流变化的作用就越大，使电流的变化越缓慢，因此周期越长，频率越低越缓慢，因此周期越长，频率越低1.如图如图(1)、(2) 、(3)和和 (4)

9、所示。指出它们各表示的状态所示。指出它们各表示的状态或过程，如果是状态指出什么状态，如果是过程指出是或过程，如果是状态指出什么状态，如果是过程指出是什么过程并说出什么过程并说出q、u 、 E 、 E电电和和i 、 E自自、 B 、 E磁磁的的变化趋势。变化趋势。四、应用知识解决问题四、应用知识解决问题+-+-（3）（4） 提升：提升：解决问题的关键和步骤解决问题的关键和步骤（1）关键：理解电磁振荡的）关键：理解电磁振荡的成因成因（线圈阻碍电容充放电（线圈阻碍电容充放电）和）和实验实验（电磁能相互转化总量不变）（电磁能相互转化总量不变）（2）步骤：首先根据）步骤：首先根据q和和i的关系确定状态还

10、是过程；其的关系确定状态还是过程；其次判断电磁能的转化情况；最后确定两类物理量的变化次判断电磁能的转化情况；最后确定两类物理量的变化2.下图为下图为LC振荡电路中电容器板上的电量振荡电路中电容器板上的电量q随随时间时间t变化的图线，由图可知（变化的图线，由图可知（ ）A.在在t1时刻，电路中的磁场最小时刻，电路中的磁场最小B.从从t1到到t2，电路中的电流值不断变小，电路中的电流值不断变小C.从从t2到到t3，电容器不断充电，电容器不断充电D.在在t4时刻，电容器的电场能最小时刻，电容器的电场能最小ACD3.3. 如图所示为如图所示为LC回路中电流回路中电流i随时间随时间t变化的图象，可知变化

11、的图象，可知( )A.在在t1时刻，电路中的电场能最大时刻，电路中的电场能最大B.在在t1到到t2，电容器极板上的电荷逐渐减少，电容器极板上的电荷逐渐减少C.从从t2到到t3，电容器放电，电容器放电D.在在t2时刻，线圈中磁场能最小时刻，线圈中磁场能最小CD4.如图所示，如图所示，L是电阻可以不计的纯电感线圈，开关是电阻可以不计的纯电感线圈，开关S闭合闭合后电路中有恒定电流通过，今将开关后电路中有恒定电流通过，今将开关S断开，同时开始计断开，同时开始计时，则电容器上极板时，则电容器上极板A的电荷量的电荷量q随时间变化的图象是下随时间变化的图象是下图中的图中的( )D5. 5. 对振荡电路，下列

12、说法正确的是（对振荡电路，下列说法正确的是（ ） B B振荡电路中，电场能与磁场能的转化周期为振荡电路中，电场能与磁场能的转化周期为 LC2A A振荡电路中、电容器充电或放电一次所用的振荡电路中、电容器充电或放电一次所用的时间为时间为 LCCC振荡过程中，电容器极板间电场强度的变化振荡过程中，电容器极板间电场强度的变化周期为周期为 LC2D D振荡过程中，线圈内磁感应强度的变化振荡过程中，线圈内磁感应强度的变化周期为周期为 LC2CD6.如图所示，如图所示，LC振荡电路中的电感振荡电路中的电感L=0.5mH，电容电容C=0.2F，电源电动势，电源电动势E=4V，内阻不计，电阻，内阻不计，电阻R=10，先闭合电键，先闭合电键S，待电路稳定后再断开，待电路稳定后再断开S，试求：，试求：(1)振荡频率；振荡频率；(2)从断开从断开S到电容器上极板开始带正电所经历的最到电容器上极板开始带正电所经历的最 短时间。短时间。7.在如图所示电路中，将开关在如图所示电路中，将开关S扳向扳向a，给电，给电容器充足电后，再把开关