人教版辽宁省庄河市第六高级中学高中物理 电磁振荡课件 新人教选修34.ppt

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1、2.电磁振荡电磁振荡2021/8/9 星期一11、振荡电流：、振荡电流：大小和方向都做周期性变化的电流叫做振荡电流大小和方向都做周期性变化的电流叫做振荡电流能够产生振荡电流的电路叫做振荡电路能够产生振荡电流的电路叫做振荡电路2、振荡电路：、振荡电路：一、电磁振荡的产生：一、电磁振荡的产生：3、理想的、理想的LC振荡电路：振荡电路：(2)理想的理想的LC振荡电路振荡电路:只考虑电感、电容的作用，而忽只考虑电感、电容的作用，而忽略能量损耗略能量损耗 (1)LC回路：由线圈L和电容C组成的最简单振荡电路。(一一).).几个基本概念几个基本概念2021/8/9 星期一2电容器电容器具有充、具有充、放电

2、作用放电作用线圈线圈具有自具有自感作用感作用L +CUCULLUCULL(二二二二)、电磁振荡的分析：、电磁振荡的分析：、电磁振荡的分析：、电磁振荡的分析：2021/8/9 星期一3(1)与电场能有关的因素：与电场能有关的因素：电场能电场能电场线密度电场线密度电容器带电量电容器带电量q电容器极板间电压电容器极板间电压u电场强度电场强度E(1)与电场能有关的因素：与电场能有关的因素：2021/8/9 星期一4(2)与磁场能有关的因素：与磁场能有关的因素：磁场能磁感线密度磁感强度B线圈中电流 i2021/8/9 星期一5C+Ri2、电磁振荡的产生过程：、电磁振荡的产生过程：2021/8/9 星期一

3、6一一个个周周期期性性变变化化放电放电充充电电充充电电放电放电+-+-q=Qm i=0q=Qm i=0q=0 i=Imq=0 i=Im2021/8/9 星期一7(1)、两个物理过程：、两个物理过程：放电过程；电场能转化为磁场能，放电过程；电场能转化为磁场能，q i充电过程：磁场能转化为电场能，充电过程：磁场能转化为电场能，q i充电完毕状态：磁场能向电场能转化完毕，电场充电完毕状态：磁场能向电场能转化完毕，电场能最大，磁场能最小。能最大，磁场能最小。放电完毕状态：电场能向磁场能转化完毕，磁场放电完毕状态：电场能向磁场能转化完毕，磁场能最大，电场能最小。能最大，电场能最小。LC回路工作过程具有对

4、称性和周期性，可归结为：回路工作过程具有对称性和周期性，可归结为：(2)、两个特殊状态：、两个特殊状态：1 1、电磁振荡的特点：、电磁振荡的特点：(三三)、电磁振荡的变化规律：、电磁振荡的变化规律：2021/8/9 星期一8(1)总能量守恒电场能磁场能恒量总能量守恒电场能磁场能恒量电场能磁场能放电放电充电充电2 2、电磁振荡的变化规律：、电磁振荡的变化规律：(2)电场能与磁场能交替转化电场能与磁场能交替转化电容器电压电容器带电量电路中电流同同步步变变化化同同步步变变化化步调相反步调相反2021/8/9 星期一9(3)变化规律的图象描述：变化规律的图象描述：qtotuot电场能oito磁场能to

5、2021/8/9 星期一103、电磁振荡：、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。2021/8/9 星期一11 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。总结：总结：在解决振荡电路问题时，电场能与磁场能的交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

6、的线索和关键；与电场能和磁场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题的依据；能相关的各量的变化规律是解决问题的依据；qt 和和It 图线及其相互转化是解决问题的直观手段。图线及其相互转化是解决问题的直观手段。2021/8/9 星期一12 例题：例题：LC振荡电路中电容器极板上电量振荡电路中电容器极板上电量q 随时间随时间t变化的图线如图，由图可知：变化的图线如图，由图可知：A、在、在t1时刻电路中的磁场能最小时刻电路中的磁场能最小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

7、、在t4时刻电容器的电场能最小时刻电容器的电场能最小qtt1t2t3t4o 答案：答案：ACD 2021/8/9 星期一13课堂练习：课堂练习：1、LC振荡电路中某时的振荡电路中某时的状态如状态如图，试作出图，试作出 qt 和和It 图图线。线。+-qtqtitit2021/8/9 星期一14 2、在、在LC振荡电路中，在电容器充电振荡电路中，在电容器充电完毕未开完毕未开始放电时，正确的说法是：始放电时，正确的说法是：A、电场能正向磁场能转化、电场能正向磁场能转化 B、磁场能正向电场能转化、磁场能正向电场能转化 C、电路里的电场最强、电路里的电场最强 D、电路里的磁场最强、电路里的磁场最强C、

8、电路里的电场最强、电路里的电场最强2021/8/9 星期一153、如图所示，L是电阻可以不计的纯电感线圈，开关S闭合后电路中有恒定电流通过，今将开关S断开，同时开始计时，则电容器上极板A的电量q随时间变化的图象是下图中的哪一项？3CLAB0A0B0CDtttqqqqS注：上极板带负电荷为正注：上极板带负电荷为正2021/8/9 星期一164、如图所示，、如图所示，LC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、在、在 t1 时刻电容器两端电压最小时刻电容器两端电压最小B、在、在 t1 时刻电容器带的电量为零时刻电容器带的电量为零C、在、在 t2

9、时刻电路中只有电场能时刻电路中只有电场能D、在、在 t2 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 星期一175.下下图图为为LC振振荡荡电电路路中中电电容容器器板板上上的的电电量量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2021/8/9 星期一186.在在LC振荡电路中振荡电路中,某时刻的磁

10、场方向如图所示某时刻的磁场方向如图所示.A.若磁场正在减弱若磁场正在减弱,则电容器的则电容器的A板带负电板带负电.B.若电容器正在放电若电容器正在放电,则电容器则电容器A板带负电板带负电.C.若若电电路路中中电电流流正正在在增增大大,则则电电容容器器A板板电电量量正正在在减减少少.D.若若电电容容器器正正在在放放电电,则则自自感感电电动动势势正正在在阻阻碍碍电电流流减小减小.ACD2021/8/9 星期一19itit（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

11、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)(四四)、阻尼振荡和无阻尼振荡：、阻尼振荡和无阻尼振荡：2021/8/9 星期一20二二.电磁振荡的周期和频率电磁振荡的周期和频率1.电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间叫周期。叫周期。2.1S内完成的周期性变化的次数叫频率内完成的周期性变化的次数叫频率.3.如果没有能量损失如果没有能量损失,也不受其他外界影响也不受其他外界影响,这时的周期和频率叫振荡电路的固有周期这时的周期和频率叫振荡电路的固有周期 和固有频率和固有频率,简称振荡电路的周期和频率

12、简称振荡电路的周期和频率.2021/8/9 星期一21大量实验表明：大量实验表明：（1）电电容容增增大大时时，周周期期变变长长（频频率变低）；率变低）；（2）电电感感增增大大时时，周周期期变变长长（频频率变低）；率变低）；（3）电电压压升升高高时时，周周期期不不变变（频频率不变）率不变）结结果果表表明明，LC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和和自自感感L有有关关，跟跟电电容容器器的的带带电电多多少少和和回回路路电电流流大大小小无无关关2021/8/9 星期一22LC回路的周期和频率公式（1）式中各物理量T、L、C、f的单位分别是s、H、F、Hz（2）适当地选择电容器和线圈，可

13、使振荡电路物周期和频率符合我们的需要 2021/8/9 星期一23例例1：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振荡过程中，电容器极板间电场强度的变化周期为 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 星期一24解析：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1/4电场能与电场强度的方向无关，磁场能

14、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所以，正确选项为CD 2021/8/9 星期一252.由可变电容器和固定的电感线圈组成的由可变电容器和固定的电感线圈组成的LC振荡电路，当电容调到振荡电路，当电容调到40pF时，电路中产时，电路中产生的振荡电流的频率为生的振荡电流的频率为f1，当电容调到，当电容调到360 pF时，电路中产生的最高电流的频率为时，电路中产生的最高电流的频率为f2，则则A BC DB2021/8/9 星期一263.如图所示的振荡电路中，线圈自感系数如图所示的振荡电路中，

15、线圈自感系数H，电容器电容，电容器电容F，使电容器带电（上板带正，使电容器带电（上板带正电，下板带负电）后，接通电，下板带负电）后，接通K，从接通，从接通K时时算起，当接通时，电路中电流方向为算起，当接通时，电路中电流方向为_（填顺时针或逆时针）（填顺时针或逆时针）当当t为为_s时，线圈中的磁场能时，线圈中的磁场能第一次达到最大第一次达到最大逆时针方向；逆时针方向；2021/8/9 星期一274.电子钟是利用电子钟是利用LC振荡电路来工作计时的，振荡电路来工作计时的，现发现电子钟每天慢现发现电子钟每天慢30s，造成这一现象的，造成这一现象的原因可能是（原因可能是（）A电池用久了电池用久了B振荡

16、电路中电容器的电振荡电路中电容器的电容变大了容变大了C振荡电路中电容器的电容变小了振荡电路中电容器的电容变小了D振荡电路中线圈的电感变大了振荡电路中线圈的电感变大了解析：解析：B、DLC振荡电路振荡一次，计时一次若电子钟变振荡电路振荡一次，计时一次若电子钟变慢，则计时次数减少，振动周期变长就好比机械钟摆，振慢，则计时次数减少，振动周期变长就好比机械钟摆，振动周期变长，在一定时间内振动次数减少，机械钟摆走时变动周期变长，在一定时间内振动次数减少，机械钟摆走时变慢根据慢根据LC振荡电路周期公式判断，可能是电容器的电容变振荡电路周期公式判断，可能是电容器的电容变大或线圈的电感变大所致大或线圈的电感变大所致2021/8/9 星期一282021/8/9 星期一29