高二物理电磁振荡精选文档.ppt

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1、高二物理课件电磁振荡课件本讲稿第一页，共二十三页伟大的预言伟大的预言z.x.x.k一、麦克斯韦的电磁场理论要点一、麦克斯韦的电磁场理论要点伟大的预言伟大的预言 1 1、变化变化的磁场产生电场的磁场产生电场（法拉第电磁感应现（法拉第电磁感应现象为基础）象为基础）2 2、变化变化的电场产生磁场的电场产生磁场（相信电场与磁场具（相信电场与磁场具有统一、和谐的对称之美）有统一、和谐的对称之美）说明：（说明：（1 1）均匀均匀变化的磁场（或电场），变化的磁场（或电场），产生产生稳定稳定的电场（或磁场）的电场（或磁场）(2)(2)非均匀非均匀变化的磁场（或电场），变化的磁场（或电场），产生产生变化变化的的

2、电场（或磁场）电场（或磁场）（3 3）周期性变化周期性变化的磁场（或电场），的磁场（或电场），产生产生周期周期性性变化变化的电场（或磁场）的电场（或磁场）本讲稿第二页，共二十三页二、电磁波二、电磁波 z.x.x.k1.1.变变化化的的电电场场和和变变化化的的磁磁场场交交替替产产生生，由由近近及及远远地地传传播播。这这种种变变化化的的电电磁磁场场在在空空间间以以一一定定的速度传播的过程叫做电磁波。的速度传播的过程叫做电磁波。2.2.电磁波与机械波不同，不电磁波与机械波不同，不需要介质，可以在真空中传需要介质，可以在真空中传播。电磁波的速度等于光速！播。电磁波的速度等于光速！光是以波动形式传播的一

3、种光是以波动形式传播的一种电磁振动电磁振动横波横波本讲稿第三页，共二十三页三赫兹的电火花（人类历史上三赫兹的电火花（人类历史上首次捕捉首次捕捉到电磁到电磁波）波）学科网1 1、麦克斯韦英年早逝，没有见到科学实验对、麦克斯韦英年早逝，没有见到科学实验对电磁场理论的证明。把天才的预言变成世人电磁场理论的证明。把天才的预言变成世人公认的真理，这是赫兹的功劳。公认的真理，这是赫兹的功劳。2 2、赫兹通过实验观察到了电磁、赫兹通过实验观察到了电磁波的发射、折射、干涉、偏振、波的发射、折射、干涉、偏振、和衍射等现象，证实电磁波在和衍射等现象，证实电磁波在真空中具有与光相同的速度真空中具有与光相同的速度c

4、c。本讲稿第四页，共二十三页电磁振荡电磁振荡本讲稿第五页，共二十三页一、电磁振荡的产生一、电磁振荡的产生点击下图观看实验点击下图观看实验本讲稿第六页，共二十三页 实验表明，实验表明，LCLC回路里产生的振荡电流是按正弦回路里产生的振荡电流是按正弦规律变化的。规律变化的。组卷网本讲稿第七页，共二十三页1 1振振荡荡电电流流：像像这这种种由由电电路路产产生生大大小小和和方方向向都都做做周周期期性变化的电流，叫做性变化的电流，叫做振荡电流振荡电流 2 2振振荡荡电电路路：能能够够产产生生振振荡荡电电流流的的电电路路，叫叫做做振振荡荡电电路路由由自自感感线线圈圈和和电电容容器器组组成成的的振振荡荡电电

5、路路叫叫做做LCLC振振荡荡电电路路，它是一种简单的振荡电路它是一种简单的振荡电路 实际应用的实际应用的LCLC振荡电路中振荡电流的频率很高振荡电路中振荡电流的频率很高 （1 1）振荡电流是频率很高的交变电流）振荡电流是频率很高的交变电流 （2 2）振振荡荡电电流流跟跟正正弦弦交交变变电电流流一一样样，也也按按正正弦弦规规律律变化变化 本讲稿第八页，共二十三页思考思考1：LC回路振荡过程是怎样的呢？为回路振荡过程是怎样的呢？为什么会产生这样的振荡电路呢？什么会产生这样的振荡电路呢？画图分析电容器带电量、线圈中电流、电场能、画图分析电容器带电量、线圈中电流、电场能、电磁能的变化情况电磁能的变化情

6、况本讲稿第九页，共二十三页工作工作过过程程qEiB放放电电瞬瞬间间qmEm00放放电过电过程程qm0Em00im0Bm充充电过电过程程0qm0Emim0Bm0放放电过电过程程qm0Em00im0Bm充充电过电过程程0qm0Emim0Bm0工作工作过过程程qEiB放放电电瞬瞬间间放放电过电过程程充充电过电过程程放放电过电过程程充充电过电过程程思考思考2：通过刚才的分析，从电容器放电通过刚才的分析，从电容器放电瞬间开始，瞬间开始，LC回路在振荡过程中电容器回路在振荡过程中电容器的带电量、极板间场强、自感线圈中的带电量、极板间场强、自感线圈中的电流和磁感应强度的变化规律？的电流和磁感应强度的变化规律

7、？本讲稿第十页，共二十三页思考思考3：以所填的表格为基础，将示波器观察以所填的表格为基础，将示波器观察到的电信号绘制成图像，绘制到的电信号绘制成图像，绘制it、qt图像？图像？工作工作过过程程qEiB放放电电瞬瞬间间qmEm00放放电过电过程程qm0Em00im0Bm充充电过电过程程0qm0Emim0Bm0放放电过电过程程qm0Em00im0Bm充充电过电过程程0qm0Emim0Bm0思考思考4：那么那么Bt、Et等图像呢？等图像呢？本讲稿第十一页，共二十三页实验再现：实验再现：本讲稿第十二页，共二十三页 2 2阻阻尼尼振振荡荡：任任何何电电磁磁振振荡荡电电路路中中，总总存存在在能能量量损损耗

8、耗，使使振振荡荡电电流流的的振振幅幅逐逐渐渐减减小小，这这种种振振荡荡叫叫做做阻阻尼尼振振荡荡，或或叫做叫做减幅振荡减幅振荡 （1 1）振振荡荡电电路路中中的的能能量量损损耗耗有有一一部部分分转转化化为为内内能能（产生焦耳热），还有一部向外辐射出去而损失（产生焦耳热），还有一部向外辐射出去而损失 （2 2）如如果果用用振振荡荡器器不不断断地地将将电电源源的的能能量量补补充充到到振振荡荡电路中去，就可以保持等幅振荡电路中去，就可以保持等幅振荡 1 1无阻尼振荡：无阻尼振荡：在电磁振荡中，如果没有能量损失，振在电磁振荡中，如果没有能量损失，振荡电流的振幅保持不变，这种振荡叫做荡电流的振幅保持不变，

9、这种振荡叫做无无阻尼振荡阻尼振荡，也叫做，也叫做等等幅振荡幅振荡 本讲稿第十三页，共二十三页例例：如如图图所所示示的的振振荡荡电电路路中中，某某时时刻刻线线圈圈中中磁磁场场方方向向向向上上，且电路的电流正在增强则此时且电路的电流正在增强则此时 （）Aa点电势比点电势比b点低点低B电容器两极板间场强正在减小电容器两极板间场强正在减小C电路中电场能正在增大电路中电场能正在增大D线圈中感应电动势正在减小线圈中感应电动势正在减小 ABD本讲稿第十四页，共二十三页做一做做一做本讲稿第十五页，共二十三页三、电磁振荡的周期和频率三、电磁振荡的周期和频率 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

10、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期周期，一秒钟内完成周期变化的次数叫做，一秒钟内完成周期变化的次数叫做频率频率 LC回路的周期和频率：回路的周期和频率：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），简简称称振荡电路的周期振荡电路的周期（或频率）（或频率）2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）完成两次周期性变化成两次周期性变化本讲稿第十六页，共二

11、十三页LC电路的周期（频率）与哪些因素有关？电路的周期（频率）与哪些因素有关？电容较大时，电容器充电、放电的时间长些还是短些电容较大时，电容器充电、放电的时间长些还是短些？线圈的自感系数较大时，电容器充电、放电时间长些还？线圈的自感系数较大时，电容器充电、放电时间长些还是短些？是短些？根据上面的讨论结果，定性地讲，根据上面的讨论结果，定性地讲，LCLC电路的周期（频电路的周期（频率）与电容率）与电容C C、电感、电感L L的大小有什么关系？的大小有什么关系？思考与讨论思考与讨论本讲稿第十七页，共二十三页例：例：对振荡电路，下列说法正确的是（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 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 C C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 CD本讲稿第十八页，共二十三页本讲稿第十九页，共二十三页本讲稿第二十页，共二十三页本讲稿第二十一页，共二十三页本讲稿第二十二页，共二十三页本讲稿第二十三页，共二十三页