选修电磁振荡.pptx

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1、本节预备知识：示波器：用来观察电路中电信号波形的仪器。电容器：充电后储存电荷，上下极板间储存了电场形式的电场能。自感线圈：通电后里面形成磁场储存了磁场能。第1页/共38页 卫星通过接收和发送电磁波传送声音、图象等信息。不同种类的卫星可以做军事侦察、探测矿藏、预报天气天文观测等，其用途不胜枚举。？军事雷达通过接收和发送电磁波获取军事情报传达命令，瞬息万里。真可谓“运筹帷幄之中，决胜于千里之外。”这是太阳在电磁波紫外线波段的照片。用来研究太阳的活动。第2页/共38页今天，电磁波与人们的生活息息相关，它的发现使人类的信息传递发生了巨大的变革，在科技、军事、生活、等各个领域都有广泛的应用。没有人能想到

2、没有电磁波的世界会变成怎么样？那么电磁波是如何发现的呢？气象雷达气象雷达第3页/共38页 19世纪60年代，英国物理学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象成果的基础上，提出：“变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场”，预言了电磁波的存在。20年后德国物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在，此后电磁波广泛用于各个领域。第4页/共38页LC回路振荡过程分析电磁振荡振荡电流的产生LC回路中电场能和磁场能的分析电磁振荡判断LC回路处于充电过程还是放电过程的方法小结第5页/共38页一、振荡电流的产生1、演示实验：3、这种电路产生的大小和方向都做周期性变化的电流，叫振荡电流。能够产生振荡电流的电路叫振荡电

3、路（又叫LC回路）结论：这表明电路中产生了大小和方向做周期性变化的电流。说明：用示波器观察振荡电流时会发现它是按正弦规律变化的，只是它的频率要高得多。2、现象：我们会看到电流表的指针左右摆动。第6页/共38页I/AT/ST/ST/ST/SQ/CE/(V/m)B/Tt=0OT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4T第7页/共38页I/AT/ST/ST/ST/SQ/CE/(V/m)B/T0T/4OT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4T第8页/共38页I/AT/ST/ST/ST/SQ/CE/(

4、V/m)B/T0T/4OT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4T第9页/共38页I/AT/ST/ST/ST/SQ/CE/(V/m)B/T0T/4OT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4T第10页/共38页I/AT/ST/ST/ST/SQ/CE/(V/m)B/Tt=T/4OT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4T第11页/共38页I/AT/ST/ST/ST/SQ/CE/(V/m)B/TT/4T/2OT/4T/23T/4TOT/4T/23

5、T/4TOT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4T第12页/共38页I/AT/ST/ST/ST/SQ/CE/(V/m)B/TT/4T/2OT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4T第13页/共38页I/AT/ST/ST/ST/SQ/CE/(V/m)B/TT/4T/2OT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4T第14页/共38页I/AT/ST/ST/ST/SQ/CE/(V/m)B/Tt=T/2OT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4T

6、第15页/共38页I/AT/ST/ST/ST/SQ/CE/(V/m)B/TT/23T/4OT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4T第16页/共38页I/AT/ST/ST/ST/SQ/CE/(V/m)B/TT/23T/4OT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4T第17页/共38页I/AT/ST/ST/ST/SQ/CE/(V/m)B/TT/23T/4OT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4T第18页/共38页I/AT/ST/ST/ST/S

7、Q/CE/(V/m)B/Tt=3T/4OT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4T第19页/共38页I/AT/ST/ST/ST/SQ/CE/(V/m)B/T3T/4TOT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4T第20页/共38页I/AT/ST/ST/ST/SQ/CE/(V/m)B/TOT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4T3T/4T第21页/共38页I/AT/ST/ST/ST/SQ/CE/(V/m)B/TOT/4T/23T/4TOT/4

8、T/23T/4TOT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4T3T/4T第22页/共38页I/AT/ST/ST/ST/SQ/CE/(V/m)B/Tt=TOT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4T第23页/共38页最大零零零零零零零零零最大最大最大最大最大最大最大最大最大零I/AB/TT/ST/ST/ST/SOT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4TOT/4T/23T/4T第24页/共38页三、电磁振荡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 q，电路中的电流 I，电容器里电场的场强 E，线圈磁场磁

9、感应强度 B，都发生，周期性的变化。这种现象叫电磁振荡。第25页/共38页无阻尼振荡：阻尼振荡：在电磁振荡中，如果没有能量损失，振荡应该永远持续下去，振荡电流的振幅应该永远保持不变，这种振荡叫做无阻尼振荡。振荡电路中若有能量损耗，振荡电流的振幅要逐渐减小，直到最后停止振荡，这种振荡叫阻尼振荡第26页/共38页四、LC回路中电场能和磁场能的分析放电过程：(0T/4，T/2 3T/4）充电过程：(T/4T/2，3T/4 T）整个过程：电场能向磁场能转化磁场能向电场能转化若LC回路是没有能量损失，电场能和磁场能相互转化，总能量守恒。E磁+E电=恒量电场能磁场能第27页/共38页五、判断LC回路处于充

10、电过程还是放电过程的方法充电过程的特点：电流流向带正极板，电量增加，磁场能向电场能转化，电场能增加，电流减小，磁场能减少。放电过程的特点：电流流出带正电的极板，电量减小，电场能向磁场能转化，电场能减少，电流增大，磁场能增加。第28页/共38页练习:1、在LC振荡电路中，当电容器上电量最大（充电完毕）的瞬间（）A、电场能正在向磁场能转化 B、磁场能正在向电场能转化 C、电场能向磁场能转化刚好完毕 D、磁场能向电场能转化刚好完毕D思路：充电过程是磁场能向电场能转化的过程。第29页/共38页2、一个LC振荡电路，在如图所示过程中，对它做出的判断正确的是（）A、电流在减小B、电流在增大C、电场能在转变

11、为磁场能D、磁场能在转变为电场能tAD分析：电流流向正极板，表明是充电过程，电流减小，磁场能向电场能转化。第30页/共38页3、如图，根据LC电路中电流随时间变化的曲线做出的判断正确的是（）A、在 t1 时刻电感线圈两端电压最小B、在 t1 时刻电容器的带电量为零C、在 t2 时刻电路中只有电场能D、在 t2 时刻电路中只有磁场能t2t1ABC分析：t1时刻放电完毕瞬间，电流最大，但电流变化率最小。电容器电量为零。t2时刻充电完毕瞬间，电流最小，但电流变化率最大。电容器电量为最大。第31页/共38页小结：磁场能（零）电场能（最大）电 量（最大）电 流（零）磁场能（最大）电场能（零）电 量（零）

12、电 流（最大）磁场能（零）电场能（最大）电 量（最大）电 流（零）磁场能（最大）电场能（零）电 量（零）电 流（最大）0T/4T/4T/23T/4 T/23T/4T第32页/共38页小结：LC振荡电路产生振荡电流的振荡电路产生振荡电流的物理物理原因原因是电容器的充放电作用和线圈是电容器的充放电作用和线圈的自感作用的自感作用物理实质物理实质是电场能和磁是电场能和磁场能的周期性转换。场能的周期性转换。在解决振荡电路问题时，判断充放电过程是解决问题的线索和关键,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;q-t,I-t;q-t,I-t 图象及其相互转化是解决问题的直观手段第33页/共38页4

13、、LC回路中电容器两极板间的电压U随时间t变化的关系如图所示，则：（）A、在时刻t1，电路中的电流最大B、在时刻t2，电路中的磁场能最大C、从时刻t2 t3，电路中的电场能不断增大D、从时刻t3 t4，电容器的带电量不断增大BC分析：由电压变化确定场强的变化，在由场强确定电场能的变化，并判断充放电过程，来解决问题第34页/共38页课后做业:预习电磁振荡的周期和频率第35页/共38页 怒怒发发冲冲冠冠，凭凭栏栏处处。潇潇潇潇雨雨歇歇，抬抬望望眼眼。仰仰天天长长啸啸，壮壮怀怀激激烈烈。三三十十功功名名尘尘与与土土，八八千千里里路路云云和和月月，莫莫等等闲闲，白白了了少少年年头头，空空悲悲切切。靖靖康康耻耻，尤尤未未雪雪。臣臣子子憾憾何何时时灭灭。驾驾长长车车踏踏破破贺贺兰兰山山阙阙，壮壮志志饥饥餐餐胡胡虏虏肉肉。笑笑谈谈渴渴饮饮匈匈奴奴血血。待待从从头头，收收拾拾旧旧山山河河，朝朝天天阙阙。满满江江红红岳岳飞飞物理创意第36页/共38页说明：1、电容器储存的电荷应在上下极板内部。2、电容器极板电荷的减少、电路中电流的 增加线圈中磁场的增强应是同步的。第37页/共38页感谢您的观看！第38页/共38页