电磁波 复习.ppt
《电磁波 复习.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《电磁波 复习.ppt(34页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、 电磁波复习电磁波复习电磁振荡(1)大大小小和和方方向向都都随随时时间间做做周周期期性性变变化化的的电电流流叫叫振振荡荡电流。电流。能能够够产产生生振振荡荡电电流流的的电电路路叫叫振振荡荡电电路路。由由自自感感线线圈圈和和电电容容器器组组成成的的电电路路,是是一一种种简简单单的的振振荡荡电电路路,简简称称LC回路。回路。在在振振荡荡电电路路里里产产生生振振荡荡电电流流的的过过程程中中,电电容容器器极极板板上上的的电电荷荷,通通过过线线圈圈的的电电流流以以及及跟跟电电荷荷和和电电流流相相联联系系的的电场和磁场都发生周期性变化的现象叫电磁振荡。电场和磁场都发生周期性变化的现象叫电磁振荡。知识内容知
2、识内容1 1振荡电流和振荡电路振荡电流和振荡电路 知识内容知识内容2 2LCLC电路的振荡过程电路的振荡过程(1)如图所示的电路中,当开关从)如图所示的电路中,当开关从1位置拨向位置拨向2位置开始,位置开始,由于有电感存在,在由于有电感存在,在LC电路中会产生振荡电流,电容器电路中会产生振荡电流,电容器放电和充电,电路中的电流强度从小变大,再从大变小,放电和充电,电路中的电流强度从小变大,再从大变小,振荡电流的变化符合正弦规律振荡电流的变化符合正弦规律(2)当电容器上的带电量变小时,电路中的电流变大,)当电容器上的带电量变小时,电路中的电流变大,当电容器上带电量变大时,电路中的电流变小电容器上
3、当电容器上带电量变大时,电路中的电流变小电容器上的带电量的变化也符合正弦规律的带电量的变化也符合正弦规律 (3)在在LC回回路路中中,流流过过振振荡荡线线圈圈的的电电流流、线线圈圈中中的的磁磁场场、电电容容器器极极板板上上的的电电量量、电电容容器器极板间的电场均按正弦或余弦规律变化。极板间的电场均按正弦或余弦规律变化。(4)LC回路中的电流图象和电荷图象总是互为余函数回路中的电流图象和电荷图象总是互为余函数 知识内容知识内容LC回路中的电流图象和电荷图象回路中的电流图象和电荷图象总是互为余函数总是互为余函数C L 某时刻某时刻LCLC回路中电容回路中电容器中的电场方向和线圈器中的电场方向和线圈
4、中的磁场方向如右图所中的磁场方向如右图所示。则这时电容器正在示。则这时电容器正在_(充电还是放电),(充电还是放电),电流大小正在电流大小正在_(增大还是减小)。(增大还是减小)。例题分析例题分析充电充电减小减小 课堂课堂练习练习 在在LC电路发生电磁振荡的过程中,电容器极板电路发生电磁振荡的过程中,电容器极板上的电量上的电量q随时间随时间t变化的图象如图所示,由图可知变化的图象如图所示,由图可知A、t1、t3两个时刻电路中电流最大,且方向相同两个时刻电路中电流最大,且方向相同B、t1、t3两个时刻电路中电流最大,且方向相同两个时刻电路中电流最大,且方向相同C、t2、t4两个时刻电路中电流最大
5、,且方向相同两个时刻电路中电流最大,且方向相同Dt2、t4两个时刻电路中电流最大,且方向相反两个时刻电路中电流最大,且方向相反 知识内容知识内容3 3LCLC电路中能量的转化电路中能量的转化 分析电磁振荡要掌握以下三个要点(突出能量分析电磁振荡要掌握以下三个要点(突出能量守恒的观点)守恒的观点)理想的理想的LC回路中电场能回路中电场能E电电和磁场能和磁场能E磁磁在转化过在转化过程中的总和不变。程中的总和不变。回路中电流越大时,回路中电流越大时,L中的磁场能越大(磁通量中的磁场能越大(磁通量越大)。越大)。极板上电荷量越大时,极板上电荷量越大时,C中电场能越大(板间场强中电场能越大(板间场强越大
6、、两板间电压越高、磁通量变化率越大)越大、两板间电压越高、磁通量变化率越大)课堂课堂练习练习 如图所示,先把开关如图所示,先把开关S拨到拨到b,电容器充,电容器充电,再把开关拨到电,再把开关拨到a,在电磁振荡过程中下列,在电磁振荡过程中下列说法中正确的是说法中正确的是A、电容器开始放电时,电路中电流最大、电容器开始放电时,电路中电流最大 B电容器放电结束时,电路中电流为零电容器放电结束时,电路中电流为零C电路中电流最大时,磁场能最小电路中电流最大时,磁场能最小 D电容器开始充电时,磁场能最大电容器开始充电时,磁场能最大 LCLC回回路路的的固固有有周周期期和和固固有有频频率率,与与电电容容器器
7、带带电电量量、极极板板间间电电压压及及电电路路中中电电流流都都无无关关,只只取取决决于于线线圈圈的的自自感感系系数数L L及及电电容容器器的的电电容容C C。知识内容知识内容4 4LCLC电路的周期公式及其应用电路的周期公式及其应用 例题分析例题分析 a K b C1 L1L2C2 K 右边两图中电容器的电容都是右边两图中电容器的电容都是C C=4=41010-6-6F F,电感都是电感都是L L=9=910104 4HzHz,左图中电键,左图中电键K K先接先接a a,充电结束后将充电结束后将K K扳到扳到b b;右图中电键;右图中电键K K先闭合,先闭合,稳定后断开。两图中稳定后断开。两图
8、中LCLC回路开始电磁振荡回路开始电磁振荡t t=3.14=3.1410104 4s s时刻,时刻,C C1 1的上极板正在的上极板正在_电电,带带_电;电;L L2 2中的电流方向向中的电流方向向_,磁场能正,磁场能正在在_。充充正正左左增大增大 如如图图(1)所所示示,可可变变电电容容器器的的电电容容为为C,与与自自感感系系数数为为L的的电电感感器器组组成成理理想想的的LC振振荡荡电电路路。当当K接接1时时,电电源源给给电电容容C充充电电;当当K再再接接2时,试求:时,试求:(1)再过多少时间,线圈中的磁场最强?再过多少时间,线圈中的磁场最强?(2)再过多少时间,电容内的电场最强?再过多少
9、时间,电容内的电场最强?例题分析例题分析 例题分析例题分析 一台收音机,把它的调谐电路中的可一台收音机,把它的调谐电路中的可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出,变电容器的动片从完全旋入到完全旋出,仍然收不到某一较高频率的电台信号。要仍然收不到某一较高频率的电台信号。要想收到该电台信号,应该想收到该电台信号,应该_(增大(增大还是减小)电感线圈的匝数。还是减小)电感线圈的匝数。减小减小 课堂课堂练习练习 无线电发射机的无线电发射机的LC振荡电路的电感振荡电路的电感L固定,当电容器固定,当电容器的电容为的电容为C时,它产生的振荡电流的周期为时,它产生的振荡电流的周期为T;当电容器;当电容器的电容调
10、为的电容调为4C时,它产生的振荡电流的周期变为时,它产生的振荡电流的周期变为A、4T;BT/4;C2T;DT/2(C )在在LC振荡电路中,以下可以使振荡频率增大一倍的办振荡电路中,以下可以使振荡频率增大一倍的办法是法是A、自感、自感L和电容和电容C都减小一半都减小一半 B自感自感L增大一倍,电容增大一倍,电容C减小一半减小一半C自感自感L和电容和电容C都增大一倍都增大一倍 D自感自感L减小一半,电容减小一半,电容C增大一倍增大一倍(A )一个可变电容器的电容变化范围是一个可变电容器的电容变化范围是5250 PF,用这,用这个电容器和一定值电感组成振荡回路,其振荡频率的最大个电容器和一定值电感
11、组成振荡回路,其振荡频率的最大值约为最小值的值约为最小值的 倍倍 7 课堂课堂练习练习 要增加要增加 LC振荡电路的固有周期,下列方法中可行的是振荡电路的固有周期,下列方法中可行的是A、增加电容器两板电压、增加电容器两板电压 B减小振荡电路中的电容减小振荡电路中的电容C减小振荡线圈的截面积减小振荡线圈的截面积 D振荡线圈中插入铁芯振荡线圈中插入铁芯(D )如图甲所示的如图甲所示的LC振荡电路中,通过振荡电路中,通过P点的电流变化规点的电流变化规律如图乙所示,且把通过律如图乙所示,且把通过P点向右的电流规定为乙图中坐点向右的电流规定为乙图中坐标轴标轴i的正方向,下列说法中正确的是的正方向,下列说
12、法中正确的是A、05 s至至1s时间内,电容器正在充电时间内,电容器正在充电 B05s至至1s时间内,电容器的上板带正电荷时间内,电容器的上板带正电荷C1s至至15 s时间内,电容器的下板带正电荷时间内,电容器的下板带正电荷D1s至至15s时间内,磁场能正在转变成电场能时间内,磁场能正在转变成电场能(AC)l麦克斯韦电磁理论麦克斯韦电磁理论:变化的磁场能够在周围空间产生电场变化的磁场能够在周围空间产生电场(这这个电场叫感应电场或涡旋场,与由电荷激发的电场不同,它个电场叫感应电场或涡旋场,与由电荷激发的电场不同,它的电场线是闭合的,它在空间的存在与空间有无导体无关的电场线是闭合的,它在空间的存在
13、与空间有无导体无关),变化的电场能在周围空间产生磁场。,变化的电场能在周围空间产生磁场。l均匀变化均匀变化的磁场产生的磁场产生稳定的稳定的电场,电场,均匀变化均匀变化的电场产生的电场产生稳定稳定的磁场;的磁场;l不均匀变化不均匀变化的磁场产生的磁场产生变化的变化的电场,电场,不均匀变化不均匀变化的电场产生的电场产生变化变化的磁场。的磁场。l振荡的振荡的(即周期性变化的即周期性变化的)磁场产生磁场产生同频率的振荡同频率的振荡电场,电场,振荡振荡的的电场产生电场产生同频率的振荡同频率的振荡磁场。磁场。l变化的变化的电场和电场和变化的变化的磁场磁场总是相互联系总是相互联系着、形成一个不可分着、形成一
14、个不可分离的离的统一体统一体,称为电磁场。称为电磁场。电场和磁场只是这个统一的电场和磁场只是这个统一的电磁场的两种电磁场的两种具体表现具体表现。知识内容知识内容 电磁场、电磁波电磁场、电磁波 变化的电场变化的电场产生磁场产生磁场变化的磁场变化的磁场产生电场产生电场 知识内容知识内容 例题分析例题分析 电子感应加速器是利用变化磁场产生的电场电子感应加速器是利用变化磁场产生的电场来加速电子的。在圆形磁铁的两极之间有一环形真空室,用交变电来加速电子的。在圆形磁铁的两极之间有一环形真空室,用交变电流励磁的电磁铁在两极间产生交变磁场,从而在环形室内产生很强流励磁的电磁铁在两极间产生交变磁场,从而在环形室
15、内产生很强的电场,使电子加速。被加速的电子同时在洛伦兹力的作用下沿圆的电场,使电子加速。被加速的电子同时在洛伦兹力的作用下沿圆形轨道运动。设法把高能电子引入靶室,能使其进一步加速。在一形轨道运动。设法把高能电子引入靶室,能使其进一步加速。在一个半径为个半径为r=0.84m的电子感应加速器中,电子在被加速的的电子感应加速器中,电子在被加速的4.2ms内获得的能量为内获得的能量为120MeV。这期间电子轨道内的高频交变磁场是线。这期间电子轨道内的高频交变磁场是线性变化的,磁通量从零增到性变化的,磁通量从零增到1.8Wb,求电子共绕行了多少周?,求电子共绕行了多少周?解:解:根据法拉第电磁感应定律,
16、环形室内根据法拉第电磁感应定律,环形室内的感应电动势为的感应电动势为E=429V,设电,设电子在加速器中绕行了子在加速器中绕行了N周,则电场力做功周,则电场力做功NeE应该等于电子的动能应该等于电子的动能EK,所以有,所以有N=EK/Ee,带入数据可得带入数据可得N=2.8105周周 例题分析例题分析v0 如图所示,半径为如图所示,半径为 r 且水平放置的光滑绝缘的环形管道内,且水平放置的光滑绝缘的环形管道内,有一个电荷量为有一个电荷量为 e,质量为,质量为 m 的电子。此装置放在匀强磁场中,的电子。此装置放在匀强磁场中,其磁感应强度随时间变化的关系式为其磁感应强度随时间变化的关系式为 B=B
17、0+kt(k0)。根据)。根据麦克斯韦电磁场理论,均匀变化的磁场将产生稳定的电场,该感麦克斯韦电磁场理论,均匀变化的磁场将产生稳定的电场,该感应电场对电子将有沿圆环切线方向的作用力,使其得到加速。设应电场对电子将有沿圆环切线方向的作用力,使其得到加速。设t=0时刻电子的初速度大小为时刻电子的初速度大小为v0,方向顺时针,从此开始后运动,方向顺时针,从此开始后运动一周后的磁感应强度为一周后的磁感应强度为B1,则此时电子的速度大小为,则此时电子的速度大小为 解:感应电动势为解:感应电动势为E=kr2,电场方向逆时针,电场,电场方向逆时针,电场力对电子做正功。在转动一圈过程中对电子用动能力对电子做正
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 电磁波 复习
限制150内