人教版高中物理 14.2《电磁振荡》课件 新人教选修34.ppt

第十四章第十四章 电磁波电磁波第二节电磁振荡第二节电磁振荡2021/8/9 星期一1复复习电磁波的磁波的发现麦克斯麦克斯韦的的电磁磁场理理论电磁波磁波2021/8/9 星期一2LCK电路图GCLKG2021/8/9 星期一3LCK电路图+_ _ _ _G2021/8/9 星期一4LCK电路图+_ _ _ _G2021/8/9 星期一5LCK电路图G+_ _ _ _2021/8/9 星期一6大小和方向都做周期性变化的大小和方向都做周期性变化的电流叫振荡电流电流叫振荡电流 产生振荡电流产生振荡电流的电路叫振荡电的电路叫振荡电路路振荡电流振荡电流:振荡电路振荡电路:LCLC回路：由线圈回路：由线圈L L和电容和电容C C组成组成的最简单振荡电路。的最简单振荡电路。理想的理想的LCLC振荡电路振荡电路:只考虑电感、只考虑电感、电容的作用，而忽略能量损耗电容的作用，而忽略能量损耗2021/8/9 星期一7LCLC振荡电路2021/8/9 星期一8振振荡原理分析原理分析2021/8/9 星期一9LC_ _ _+ACBLLC_ _ _+CCLD 放电放电充电充电放电放电充电充电_ _+_ _2021/8/9 星期一10LCI磁磁场场能能q电电场场能能 小 结BUE第二第二第一第一2021/8/9 星期一112021/8/9 星期一12LC_ _+LC_+电源用电器用电器放电：放电：电场能电场能磁场能磁场能磁场能磁场能电场能电场能充电：充电：2021/8/9 星期一13例:1此图正处充电过程还是放电过程？+_ _ _ 此图正处充电过程还是放电过程？此图正处充电过程还是放电过程？答:放电2021/8/9 星期一14例2：此图是处充电过程，则电容器上此图是处充电过程，则电容器上极板带正电还是负电？极板带正电还是负电？答：正电答：正电2021/8/9 星期一15电磁振磁振荡种种类2021/8/9 星期一16itit（1）（2）B、阻尼振荡,任何振荡电路中,总存在能量损耗,使振荡电流 i 的振幅逐渐减小,这种振荡叫阻尼振荡.如图(2)A、振荡电路中，若没有能量损耗，则振荡电流、振荡电路中，若没有能量损耗，则振荡电流的振幅将不变的振幅将不变，这种振荡叫无阻尼振荡。如图：，这种振荡叫无阻尼振荡。如图：(1)无阻尼振荡和阻尼振荡无阻尼振荡和阻尼振荡2021/8/9 星期一17总结与拓展2021/8/9 星期一18+_ _+势能势能动能动能势能势能动能动能电场能磁场能电场能磁场能+_ _势能势能0itTT3TT424电场能2021/8/9 星期一192021/8/9 星期一201 1、如图所示为振荡电路在某一时刻的电、如图所示为振荡电路在某一时刻的电容器情况和电感线圈中的磁感线方向情况，容器情况和电感线圈中的磁感线方向情况，由图可知，以下说法正确得是由图可知，以下说法正确得是 CL+(A C)A A、电容器正在充电、电容器正在充电B B、电感线圈的电流正在、电感线圈的电流正在增大增大C C、电感线圈中的磁场能、电感线圈中的磁场能正在转变为电容器的电正在转变为电容器的电场能场能 D D、自感电动势正在阻碍、自感电动势正在阻碍电流增加电流增加2021/8/9 星期一211 1、如图所示为振荡电路在某一时刻的、如图所示为振荡电路在某一时刻的电容器情况和电感线圈中的磁感线方向电容器情况和电感线圈中的磁感线方向情况，由图可知，以下说法正确得是情况，由图可知，以下说法正确得是 A A、电容器正在充电、电容器正在充电B B、电感线圈的电流正在、电感线圈的电流正在增大增大C C、电感线圈中的磁场能、电感线圈中的磁场能正在转变为电容器的电正在转变为电容器的电场能场能 D D、自感电动势正在阻碍、自感电动势正在阻碍电流增加电流增加CL-+2021/8/9 星期一222 2、如图所示，、如图所示，LCLC电路中电流随时间电路中电流随时间变化的曲线做出的判断正确的是变化的曲线做出的判断正确的是A A、在、在t1t1时刻电容器两端电压最小时刻电容器两端电压最小B B、在、在t1t1时刻电容器带的电量为零时刻电容器带的电量为零C C、在、在t2t2时刻电路中只有电场能时刻电路中只有电场能D D、在、在t2t2时刻电路中只有磁场能时刻电路中只有磁场能1i0tt1t2答：ABC2021/8/9 星期一233.3.已已知知LCLC振振荡荡电电路路中中电电容容器器极极板板1 1上上的的电电量随时间变化的曲线如图所示则（量随时间变化的曲线如图所示则（）A.aA.a、c c两时刻电路中电流最大，方向相同两时刻电路中电流最大，方向相同B.aB.a、c c两时刻电路中电流最大，方向相反两时刻电路中电流最大，方向相反C.bC.b、d d两时刻电路中电流最大，方向相同两时刻电路中电流最大，方向相同D.bD.b、d d两时刻电路中电流最大，方向相反两时刻电路中电流最大，方向相反2021/8/9 星期一244.4.当当LCLC振振荡荡电电路路中中电电流流达达到到最最大大值值时时，下列叙述中正确的是（下列叙述中正确的是（）。）。A.A.磁感应强度和电场强度都达到最大值磁感应强度和电场强度都达到最大值B.B.磁感应强度和电场强度都为零磁感应强度和电场强度都为零C.C.磁感应强度最大而电场强度为零磁感应强度最大而电场强度为零D.D.磁感应强度是零而电场强度最大磁感应强度是零而电场强度最大2021/8/9 星期一25电磁振荡的周期和频率2021/8/9 星期一26电电磁磁振振荡荡与与简简谐谐运运动动有有很很多多相相似似之之处处，它它们们的的运运动动都都有有周周期期性性，我我们们知知道道自自由由振振动动的的周周期期只只与与振振动动系系统统本本身身的的特特性性有有关关，那那么么电电磁磁振振荡荡的的周周期期或或频频率率是是由由什什么么因因素素决决定定的的呢呢？本本节节我我们们将将研研究究这这个问题个问题2021/8/9 星期一27一、电磁振荡的周期和频率一、电磁振荡的周期和频率 1 1周周期期和和频频率率：电电磁磁振振荡荡完完成成一一次次周周期期性性变变化化所所需需的的时时间间叫叫做做周周期期，一一秒秒钟钟内内完完成成周周期变化的次数叫做频率期变化的次数叫做频率 LCLC回回路路的的周周期期和和频频率率由由回回路路本本身身的的特特性性决决定定这这种种由由振振荡荡回回路路本本身身特特性性所所决决定定的的振振荡荡周周期期（或或频频率率）叫叫做做振振荡荡电电路路的的固固有有周周期期（或或固固有有频频率率），简简称称振振荡荡电电路路的的周周期期（或频率）（或频率）2 2在一个周期内，振荡电流的方向改变两在一个周期内，振荡电流的方向改变两次；电场能（或磁场能）完成两次周期性次；电场能（或磁场能）完成两次周期性变化变化2021/8/9 星期一28大量实验表明：大量实验表明：（1 1）电电容容增增大大时时，周周期期变变长长（频频率率变低）；变低）；（2 2）电电感感增增大大时时，周周期期变变长长（频频率率变低）；变低）；（3 3）电电压压升升高高时时，周周期期不不变变（频频率率不变）不变）结结果果表表明明，LCLC回回路路的的周周期期和和频频率率只只与与电电容容C C和和自自感感L L有有关关，跟跟电电容容器器的带电多少和回路电流大小无关的带电多少和回路电流大小无关2021/8/9 星期一29定性解释：定性解释：电电容容越越大大，电电容容器器容容纳纳电电荷荷就就越越多多，充充电电和和放放电电所所需需的的时时间间就就越越长长，因因此此周周期期越越长长，频频率率越越低低；自自感感越越大大，线线圈圈阻阻碍碍电电流流变变化化的的作作用用就就越越大大，使使电电流流的的变变化化越越缓缓慢慢，因因此周期越长，频率越低此周期越长，频率越低2021/8/9 星期一30LC回路的周期和频率公式回路的周期和频率公式（1 1）式式中中各各物物理理量量T T、L L、C C、f f的的单单位位分分别是别是s s、H H、F F、HzHz（2 2）适适当当地地选选择择电电容容器器和和线线圈圈，可可使使振振荡电路物周期和频率符合我们的需要荡电路物周期和频率符合我们的需要 2021/8/9 星期一31例例：对对振振荡荡电电路路，下下列列说说法法正正确确的的是是（）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 A 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 CC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 D 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 2021/8/9 星期一32解析：解析：在一个周期内，电容器充电、放电各两次，每次充在一个周期内，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电或放电所用的时间为振荡周期的1/4电场能与电场强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变化周期跟电流的变化周期相同均为所以，正确选项为所以，正确选项为CD 2021/8/9 星期一33小小结：LCLC振振荡荡电电路路中中电电磁磁振振荡荡的的固固有有周周期回路的周期期回路的周期 固有频率固有频率 2021/8/9 星期一342021/8/9 星期一35