4.1电磁振荡课件-高二下学期物理人教版选择性

第1节

电磁振荡第四章交变电流在信息技术高速发展的今天，电磁波对我们来说越来越重要。从移动到广播电视，从互联网到航空导航，从卫星遥感到宇宙探测，它们的工作和运行都要利用电磁波。要产生持续的电磁波，需要持续变化的电流。怎样才能产生这样的电流呢？1.知道振荡电流、振荡电路、LC回路的概念。2.LC回路中振荡电流的产生过程。3.知道电磁振荡的周期和频率。知识点一：电磁振荡的产生要产生持续的电磁波，需要持续变化的电流，我们可以通过线圈和电容器组成的电路实现。线圈电容器我们把如图所示的电路叫做LC振荡电路。ECSL实验：观察振荡电路中电压的波形（1）实验器材电感线圈、电容器、电源、单刀双掷开关、电压传感器。（2）实验步骤ECSL①按照如图所示的电路图连接电路，把电压传感器的两端连在电容器的两个极板上。②先把开关置于电源一侧，为电容器充电；稍后再把开关置于线圈一侧，使电容器通过线圈放电。③观察电脑显示器显示的电压的波形。视频：振荡电路中电压的波形现象：电路中的电压发生周期性的变化，且逐渐减小1.振荡电流：大小和方向都做周期性迅速变化的电流，叫作振荡电流。2.振荡电路：产生振荡电流的电路叫作振荡电路。ECSL3.LC振荡电路：当开关置于线圈一侧时，由电感线圈L和电容C组成的电路，就是最简单的振荡电路，称为LC振荡电路。4.振荡电路的工作原理（1）电容器充电结束电路里没有电流，电容器两极板上的电荷最多，电场E最强，磁场B为0。－LC＋E①电容器开始放电，由于线圈的自感作用，电流从0开始逐渐增大，两极板电荷量减少，电场E减弱，磁场B增强。电场能转化为磁场能。（2）电容器放电过程LC②电容器放电结束电场能完全转化为磁场能，磁场能最大，电场能最小，电流最大，电流由正极板流向负极板。＋－（3）充电过程LC－＋①自感线圈给电容器反向充电，电容器两极板带上与原来相反的电荷，并且电荷逐渐增多，电流减小，电流由负极板流向正极板。反向充电的过程中，磁场能转化为电场能。反向充电②充电完毕自感线圈给电容器反向充电结束，回路中电流为0，两极板电荷量最大。电场E最强，磁场B为0。（4）放电过程①电容器开始放电，回路中电流开始逐渐增大，两极板电荷量减少，电场E减弱，电流增大，电流由正极板流向负极板，磁场B增强，电场能转化为磁场能。LC②放电完毕电量为0，电场为0，电流最大，电流正极板流向负极板，磁场B最强。（5）充电过程－LC＋①自感线圈再次给电容器反向充电，电量增大，电场E增强，电流减小，电流由负极板流向正极板磁场B减弱，磁场能转化为电场能。②充电结束，回路中电流为0，两极板电荷量最大的状态，此后电容器再放电、再充电。－LC＋放电i＝0q最大－LC＋反向充电i＝0q最大放电i最大q=0充电LCi最大q=0LC电磁振荡过程:如图往复循环进行周期性的变化。iOtqOt振荡电路电流的周期性变化电容器极板上电荷量的周期性变化一个周期中，电容器放电、充电各两次，电容器带电量ｑ和电路中电流ｉ步调相反5.振荡电流电路中出现的大小、方向都在发生周期性变化的电流，叫振荡电流。6.电磁振荡在振荡电路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，以及跟电荷和电流相联系的电场和磁场都发生周期性的变化，这种现象叫电磁振荡。1．在LC回路产生电磁振荡的过程中，下列说法中正确的是（）A．回路中电流值最大时，回路中电场能最大B．电容器充电完毕时，回路中磁场能最少C．回路中电流减小时，电容器上电荷量也减少D．回路中磁场能减少时，回路中电流值增大B练一练2

.LC振荡电路中，某时刻线圈的磁场方向如图所示，则下列说法中错误的是（）AA．若线圈的磁场正在减弱，则电容器上极板带正电B．若电容器正在充电，则电容器下极板带正电C．若电容器上极板带正电，则线圈中的电流正在增大D．若电容器正在放电，则线圈的自感电动势正在阻碍电流增大知识点二：电磁振荡中的能量变化iOt从能量的观点来看，放电的过程，电场能逐渐转化为磁场能，在放电完毕的瞬间，电场能全部转化为磁场能；线圈反方向充电时磁场能逐渐转化为电场能；到反方向充电完毕的瞬间，磁场能全部转化为电场能。所以，在电磁振荡的过程中，电场能和磁场能会发生周期性的转化。1.无阻尼振荡在电磁振荡中，如果没有能量损失，振荡电流的振幅保持不变，这种振荡叫做无阻尼振荡，也叫做等幅振荡。ti02.阻尼振荡（1）任何电磁振荡电路中，总存在能量损耗，使振荡电流的振幅逐渐减小，这种振荡叫做阻尼振荡，或叫做减幅振荡。ti0（2）阻尼振荡产生的原因这是由于电路都有电阻，电路中就会有一部分能量会转化为内能。另外，还会有一部分能量以电磁波的形式辐射出去。说明：如果能够适时地把能量补充到振荡电路中，以补偿能量损耗，就可以得到振幅不变的等幅振荡，实际电路中由电源通过电子器件为LC电路补充能量。知识点三：电磁振荡的周期和频率1.周期电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间叫作周期。2.频率周期的倒数叫作频率，数值等于单位时间内完成的周期性变化的次数。电容越大、电感越大、周期就越大，放电时间就越长，这是因为当电容器两极板间的电压一定时，电容越大，所储存的电荷量就越多，充放电所需的时间就越长，周期就越大;电感L越大，产生的自感电，动势就越大，对电流变化的阻碍作用就越大，从而充、放电时间就越长，周期就越大。3.

LC回路的周期和频率公式式中的周期T、频率f、电感L、电容C的单位分别是秒（s）、赫兹（Hz）、亨利（H）、法拉（F）。注意：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。（1）LC回路的周期（2）LC回路的频率4.固有周期和固有频率如果没有能量损失，也不受其他外界条件影响，这时的周期和频率叫作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。现代的实际电路中使用的振荡器多数是晶体振荡器。石英电子钟里的晶体振荡器1.

(多选)如图所示电路中，电容器的电容为C，电感线圈的自感为L，线圈的电阻忽略不计，原来开关S闭合，现从开关S断开的瞬间开始计时，以下说法正确的是(

)A．t＝0时刻，电容器的左板带负电，右板带正电B．t＝时刻，线圈