12-03-06高二物理《电磁振荡》(课件).ppt

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1、2012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校电 磁 振 荡2012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校播放播放1电磁振荡电磁振荡.swf演示：演示：LC振荡实验振荡实验2012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校1. 振荡电流：振荡电流：这种电路这种电路产生的大小和方向做周期性产生的大小和方向做周期性变化的电流，叫振荡电流。变化的电流，叫振荡电流。GCSL一、电磁振荡的产生一、电磁振荡的产生2012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校1. 振荡电流：振荡电流：这种电路这种电路产生的大小和方向做周期性产生的大小和方向做周期性变化的电流，叫振荡电流。变化的电流，叫振荡电流。2. 能够产生振

2、荡电流的能够产生振荡电流的电路叫电路叫振荡电路振荡电路。如图所示。如图所示是一种简单的振荡电路，称是一种简单的振荡电路，称为为LC振荡电路振荡电路。 GCSL一、电磁振荡的产生一、电磁振荡的产生2012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校1. 振荡电流：振荡电流：这种电路这种电路产生的大小和方向做周期性产生的大小和方向做周期性变化的电流，叫振荡电流。变化的电流，叫振荡电流。2. 能够产生振荡电流的能够产生振荡电流的电路叫电路叫振荡电路振荡电路。如图所示。如图所示是一种简单的振荡电路，称是一种简单的振荡电路，称为为LC振荡电路振荡电路。 3. LC回路产生的振荡回路产生的振荡电流按电流按正弦规

3、律正弦规律变化。变化。GCSL一、电磁振荡的产生一、电磁振荡的产生2012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校1. 振荡电流：振荡电流：这种电路这种电路产生的大小和方向做周期性产生的大小和方向做周期性变化的电流，叫振荡电流。变化的电流，叫振荡电流。2. 能够产生振荡电流的能够产生振荡电流的电路叫电路叫振荡电路振荡电路。如图所示。如图所示是一种简单的振荡电路，称是一种简单的振荡电路，称为为LC振荡电路振荡电路。 3. LC回路产生的振荡回路产生的振荡电流按电流按正弦规律正弦规律变化。变化。GCSL说明说明:由由LC回路回路产生的振荡电流产生的振荡电流也是一种也是一种交变电交变电流流，只是它的频

4、，只是它的频率比照明用交变率比照明用交变电流的电流的频率高频率高得得多。多。一、电磁振荡的产生一、电磁振荡的产生2012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校+2012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校i0oqtt+2012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校i0oqtt+正向正向放电放电2012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校i0oqtt+正向正向放电放电反向反向充电充电2012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校i0oqtt+反向反向放电放电正向正向放电放电反向反向充电充电2012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校i0oqtt+反向反向放电放电正向正向充电充电正向正向放电

5、放电反向反向充电充电2012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校i0oqtt反向反向放电放电正向正向充电充电正向正向放电放电反向反向充电充电思考：充电过程：电容器的电荷思考：充电过程：电容器的电荷q、电压、电压u、电场、电场E、电场能、电场能E电电、线圈的自感电动势、线圈的自感电动势e自自。线圈的电。线圈的电流流i、磁场、磁场B、磁场能、磁场能E磁磁怎么变？放电过程呢？怎么变？放电过程呢？2012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校电磁振荡：电磁振荡：在振荡电路里产生振荡电流的过程中，电容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器极板上的电荷q、通过线圈的电流、通过线圈的电流i

6、、以及跟电、以及跟电流和电荷相联系的磁场流和电荷相联系的磁场B和电场和电场E等都发生周期性等都发生周期性的变化，这种现象叫做电磁振荡。的变化，这种现象叫做电磁振荡。2012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校电磁振荡：电磁振荡：在振荡电路里产生振荡电流的过程中，电容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器极板上的电荷q、通过线圈的电流、通过线圈的电流i、以及跟电、以及跟电流和电荷相联系的磁场流和电荷相联系的磁场B和电场和电场E等都发生周期性等都发生周期性的变化，这种现象叫做电磁振荡。的变化，这种现象叫做电磁振荡。两类量：两类量：第一类：第一类：电容器的电荷电容器的电荷q、电压、

7、电压u、电场、电场E、电场能电场能E电电、线圈的自感电动势、线圈的自感电动势e自自。第二类：第二类：线圈的电流线圈的电流i、磁场、磁场B、磁场能、磁场能E磁磁。两类量的变化规律相反两类量的变化规律相反。充电充电:第一类增大时第二类减小；第一类达最第一类增大时第二类减小；第一类达最大时第二类为零。放电反之。大时第二类为零。放电反之。2012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校如（如（2）图：电容器放电完毕瞬间；电）图：电容器放电完毕瞬间；电容器充电开始；电场能向磁场能转化完毕；容器充电开始；电场能向磁场能转化完毕；磁场能向电场能转化开始。磁场能向电场能转化开始。再如（再如（1）（2）：电容器放

8、电过程；）：电容器放电过程；电容器极板电量减小过程；电路电流增大过电容器极板电量减小过程；电路电流增大过程；电场能向磁场能转化过程。程；电场能向磁场能转化过程。注意各种说法：注意各种说法：2012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校机械振动和电磁振荡类比：机械振动和电磁振荡类比：2012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校机械振动和电磁振荡类比：机械振动和电磁振荡类比：单单摆摆振振荡荡电电路路放电放电充电充电放电放电充电充电2012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校机械振动和电磁振荡类比：机械振动和电磁振荡类比：vi (B) hq(u) Ek E磁磁 EpE电电单单摆摆振振荡荡电电路路

9、放电放电充电充电放电放电充电充电2012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校三、阻尼振荡和无阻尼振荡三、阻尼振荡和无阻尼振荡播放播放2无阻尼振荡和阻尼振荡无阻尼振荡和阻尼振荡.wmv1. 无阻尼振荡无阻尼振荡（理想）（理想） 2012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校三、阻尼振荡和无阻尼振荡三、阻尼振荡和无阻尼振荡1. 无阻尼振荡无阻尼振荡（理想）（理想） iOt2012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校三、阻尼振荡和无阻尼振荡三、阻尼振荡和无阻尼振荡1. 无阻尼振荡无阻尼振荡（理想）（理想） iOtiOt2012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校三、阻尼振荡和无阻尼振荡三、阻尼

10、振荡和无阻尼振荡1. 无阻尼振荡无阻尼振荡（理想）（理想） 2. 等幅振荡等幅振荡（实际应用）（实际应用）iOtiOt2012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校LC振荡电路产生振荡电流的物理原因是振荡电路产生振荡电流的物理原因是电容器的充放电作用和线圈的自感作用；电容器的充放电作用和线圈的自感作用；LC振荡电路产生振荡电流的物理实质是振荡电路产生振荡电流的物理实质是电场能和磁场能的周期性转换。电场能和磁场能的周期性转换。小结：小结：2012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校小结：小结：LC振荡电路产生振荡电流的物理原因是振荡电路产生振荡电流的物理原因是电容器的充放电作用和线圈的自感电容

11、器的充放电作用和线圈的自感 作用；作用；LC振荡电路产生振荡电流的物理实质是振荡电路产生振荡电流的物理实质是电场能和磁场能的周期性转换。电场能和磁场能的周期性转换。在解决振荡电路问题时，电场能与磁场在解决振荡电路问题时，电场能与磁场能的交替转化是解决问题的线索和关键；与电能的交替转化是解决问题的线索和关键；与电场能和磁场能相关的各量的变化规律是解决问场能和磁场能相关的各量的变化规律是解决问题的依据；题的依据；qt 和和It 图线及其相互转化是解图线及其相互转化是解决问题的直观手段。决问题的直观手段。2012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校四、电磁振荡的周期和频率四、电磁振荡的周期和频率2

12、012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校电磁振荡与简谐运动有很多相似之处，电磁振荡与简谐运动有很多相似之处，它们的运动都有周期性，我们知道自由振动它们的运动都有周期性，我们知道自由振动的周期只与振动系统本身的特性有关，那么的周期只与振动系统本身的特性有关，那么电磁振荡的周期或频率是由什么因素决定的电磁振荡的周期或频率是由什么因素决定的呢？本节我们将研究这个问题。呢？本节我们将研究这个问题。四、电磁振荡的周期和频率四、电磁振荡的周期和频率2012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校四、电磁振荡的周期和频率四、电磁振荡的周期和频率2012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校1.周期和频率：

13、周期和频率：电磁振荡完成一次周期性电磁振荡完成一次周期性变化所需的时间叫做周期，一秒钟内完成周期变化所需的时间叫做周期，一秒钟内完成周期变化的次数叫做频率。变化的次数叫做频率。LC回路的周期和频率由回路本身的特性决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定的振荡周定。这种由振荡回路本身特性所决定的振荡周期期(或频率或频率)叫做振荡电路的固有周期叫做振荡电路的固有周期(或固有频或固有频率率)，简称振荡电路的周期，简称振荡电路的周期(或频率或频率)。四、电磁振荡的周期和频率四、电磁振荡的周期和频率2012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校2.在一个周期内，振荡电流的方向

14、改变两在一个周期内，振荡电流的方向改变两次；电场能次；电场能(或磁场能或磁场能)完成两次周期性变化。完成两次周期性变化。1.周期和频率：周期和频率：电磁振荡完成一次周期性电磁振荡完成一次周期性变化所需的时间叫做周期，一秒钟内完成周期变化所需的时间叫做周期，一秒钟内完成周期变化的次数叫做频率。变化的次数叫做频率。LC回路的周期和频率由回路本身的特性决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定的振荡周定。这种由振荡回路本身特性所决定的振荡周期期(或频率或频率)叫做振荡电路的固有周期叫做振荡电路的固有周期(或固有频或固有频率率)，简称振荡电路的周期，简称振荡电路的周期(或频率

15、或频率)。四、电磁振荡的周期和频率四、电磁振荡的周期和频率2012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校大量实验表明：大量实验表明：2012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校大量实验表明：大量实验表明：（1）电容增大时，周期变长（频率变低）；）电容增大时，周期变长（频率变低）；2012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校大量实验表明：大量实验表明：（1）电容增大时，周期变长（频率变低）；）电容增大时，周期变长（频率变低）；（2）电感增大时，周期变长（频率变低）；）电感增大时，周期变长（频率变低）；2012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校大量实验表明：大量实验表明：（1）电容增大时，

16、周期变长（频率变低）；）电容增大时，周期变长（频率变低）；（2）电感增大时，周期变长（频率变低）；）电感增大时，周期变长（频率变低）；（3）电压升高时，周期不变（频率不变）。）电压升高时，周期不变（频率不变）。2012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校大量实验表明：大量实验表明：（1）电容增大时，周期变长（频率变低）；）电容增大时，周期变长（频率变低）；（2）电感增大时，周期变长（频率变低）；）电感增大时，周期变长（频率变低）；（3）电压升高时，周期不变（频率不变）。）电压升高时，周期不变（频率不变）。结果表明，结果表明，LC 回路的周期和频率只与电回路的周期和频率只与电容容C和自感和自感

17、L有关，跟电容器的带电多少和回路有关，跟电容器的带电多少和回路电流大小无关电流大小无关2012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校定性解释：定性解释：电容越大，电容器容纳电荷就越多，充电容越大，电容器容纳电荷就越多，充电和放电所需的时间就越长，因此周期越电和放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，使电流的变化越缓慢，因化的作用就越大，使电流的变化越缓慢，因此周期越长，频率越低此周期越长，频率越低2012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校LC回路的周期和频率公式回路的周期和频率公式 2012年上学期制作 0

18、6湖南长郡卫星远程学校LCfLCT 21=2=LC回路的周期和频率公式回路的周期和频率公式 2012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校LCfLCT 21=2=LC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。路物周期和频率符合我们的需要。2012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校LCfLCT 21=2=LC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

19、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。路物周期和频率符合我们的需要。2012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校随堂练习：随堂练习：1. 某时刻某时刻LC回路的状态回路的状态如图所示，则此时刻（如图所示，则此时刻（ ）A. 振荡电流振荡电流i正在减小正在减小B. 振荡电流振荡电流 i 正在增大正在增大C. 电场能正在向磁场能转化电场能正在向磁场能转化D. 磁场能正在向电场能转化磁场能正在向电场能转化+ + + +LC2012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校随堂练习：随堂练习：1. 某时刻某时刻L

20、C回路的状态回路的状态如图所示，则此时刻（如图所示，则此时刻（ ）A. 振荡电流振荡电流i正在减小正在减小B. 振荡电流振荡电流 i 正在增大正在增大C. 电场能正在向磁场能转化电场能正在向磁场能转化D. 磁场能正在向电场能转化磁场能正在向电场能转化AD 由电流由电流方向和电容方向和电容器上电量可器上电量可判断电路中判断电路中正在充电。正在充电。+ + + +LC2012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校随堂练习：随堂练习：2. LC回路中电容回路中电容两端的电压随时间变化两端的电压随时间变化的关系如图所示，则的关系如图所示，则（ ）A. 在时刻在时刻t1，电路中的电流最大，电路中的电流最

21、大B. 在时刻在时刻t2 ，电路中的磁场能最大，电路中的磁场能最大C. 在时刻在时刻t2至至t3，电路中电场能不断增大，电路中电场能不断增大D. 在时刻在时刻t3至至t4，电容的带电量不断增大，电容的带电量不断增大OUtt1t2t3t42012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校随堂练习：随堂练习：2. LC回路中电容回路中电容两端的电压随时间变化两端的电压随时间变化的关系如图所示，则的关系如图所示，则（ ）A. 在时刻在时刻t1，电路中的电流最大，电路中的电流最大B. 在时刻在时刻t2 ，电路中的磁场能最大，电路中的磁场能最大C. 在时刻在时刻t2至至t3，电路中电场能不断增大，电路中电场

22、能不断增大D. 在时刻在时刻t3至至t4，电容的带电量不断增大，电容的带电量不断增大BCOUtt1t2t3t42012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校3.如图所示的如图所示的LC振荡振荡电路正处在振荡过程中，电路正处在振荡过程中，某时刻某时刻L中的磁场和中的磁场和C中的中的电场如图，可知（电场如图，可知（ ）A. 电容器中的电场强电容器中的电场强度正在增大度正在增大B. 线圈中磁感强度正在增大线圈中磁感强度正在增大C. 该时刻电容器带电量最多该时刻电容器带电量最多D. 该时刻振荡电流达最大值该时刻振荡电流达最大值随堂练习：随堂练习：CL2012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校3.如

23、图所示的如图所示的LC振荡振荡电路正处在振荡过程中，电路正处在振荡过程中，某时刻某时刻L中的磁场和中的磁场和C中的中的电场如图，可知（电场如图，可知（ ）A. 电容器中的电场强电容器中的电场强度正在增大度正在增大B. 线圈中磁感强度正在增大线圈中磁感强度正在增大C. 该时刻电容器带电量最多该时刻电容器带电量最多D. 该时刻振荡电流达最大值该时刻振荡电流达最大值随堂练习：随堂练习：CL2012年上学期制作 06湖南长郡卫星远程学校3.如图所示的如图所示的LC振荡振荡电路正处在振荡过程中，电路正处在振荡过程中，某时刻某时刻L中的磁场和中的磁场和C中的中的电场如图，可知（电场如图，可知（ ）A. 电容器中的电场强电容器中的电场强度正在增大度正在增大B. 线圈中磁感强度正在增大线圈中磁感强度正在增大C. 该时刻电容器带电量最多该时刻电容器带电量最多D. 该时刻振荡电流达最大值该时刻振荡电流达最大值 A随堂练习：随堂练习：CL