14-2电磁振荡.ppt

成才之路·物理 第十四章　电 磁 波 成才之路 · 物理 · 人教版 · 选修3-4 * 第十四章 第二节 路漫漫其修远兮 吾将上下而求索 人教版 · 选修3-4 课堂情景切入 知识自主梳理 重点难点突破 课后强化作业 考点题型设计 学习目标定位 课堂情景切入 知识自主梳理 重点难点突破 答案：C 考点题型设计 第十四章　电 磁 波 成才之路 · 物理 · 人教版 · 选修3-4 第十四章 第二节 第十四章 电 磁 波第节　电 磁 振 荡※ 知道电磁振荡的概念和振荡电路 了解LC振荡电路中电磁振荡的产生过程 了解振荡过程中各物理量的变化 了解电磁振荡的周期和频率，会求LC电路的周期和频率 手机、电视、收音机的信号都要依靠电磁波传送，电磁波是利用电磁振荡而产生的。(产生振荡电流的电路如图所示) 什么是电磁振荡？它具有怎样的规律？ 知识点1 电磁振荡的产生1.振荡电流：大小和方向都做迅速变化的电流，叫做振荡电流。 2．振荡电路：能产生振荡电流的电路叫做。 周期性 振荡电路 3．振荡过程：如图所示，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关掷向2，从此时起，电容器要对线圈放电： (1)放电过程：由于线圈的作用放电电流不能立刻达到最大值，由0逐渐增大，同时电容器极板上的电荷。放电完毕时，极板上的电荷为零，放电电流达到。该过程电容器储存的转化为线圈的。 自感 减少 最大 电场能 磁场能 (2)充电过程：电容器放电完毕，由于线圈的作用，电流并不会立刻消失，而要保持原来的方向继续流动，并逐渐减小，电容器开始，极板上的电荷逐渐，当电流减小到零时，充电结束，极板上的电荷量达到。该过程线圈中的又转化为电容器的。此后电容器再放电、再充电，周而复始，于是电路中就有了周期性变化的振荡电流。 自感 反向充电 增加 最大 磁场能 电场能 (3)实际的LC振荡是阻尼振荡：电路中有电阻，振荡电流通过时会有产生，另外还会有一部分能量以的形式辐射出去。如果要实现等幅振荡，必须有能量补充到电路中。 电热 电磁波 知识点2 电磁振荡的周期和频率1.周期：电磁振荡完成一次需要的时间叫做周期。 2．频率：单位时间内完成的变化的次数叫做频率。 如果振荡电路没有能量损失，也不受外界影响，这时的周期和频率分别叫做周期和频率。 3．周期和频率公式：T＝，f＝。 周期性变化 周期性 固有 固有 2π 一、电磁振荡的产生过程 1．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量、通过线圈的电流以及跟电流和电荷量相联系的磁场和电场都发生周期性的变化，这种现象叫电磁振荡。振荡过程中的充放电过程如下图所示。 特别提醒：因i＝，所以q－t图象中，图线的斜率反映了线圈中电流i的变化规律，当q－t图线为余弦曲线时，i－t图线为正弦曲线；同理i－t图线的斜率可反映线圈中的自感电动势E自的变化规律?E自＝L)，即自感电动势E自的变化规律与q－t图象相对应。 2．阻尼振荡和无阻尼振荡 (1)无阻尼振荡：没有能量损耗的电磁振荡。无阻尼振荡必是等幅振荡，如图甲所示。 (2)阻尼振荡：有能量损耗的振荡。若能量得不到补充，振幅会逐渐减小，如图乙所示。 在LC振荡电路中，电压u与i之间的关系及变化是否遵循欧姆定律？为什么？ 答案：不遵循欧姆定律，因为LC振荡电路是非纯电阻电路，分析振荡过程可知，当电容器两极电压最大时，回路中的电流反而是零。 二、电磁振荡的周期和频率 1．LC振荡电路的周期T＝2π和频率f＝只与自感系统L和电容C有关，与其他因素无关。 2．电容C与正对面积S，板间距离d及介电常数ε有关即根据C＝判断；电感L与线圈的匝数、粗细、有无铁芯、长度等因素有关。 3．LC回路中的电流i、线圈中的磁感应强度B、电容器极板间的电场强度E的变化周期就是LC回路的振荡周期T＝2π，在一个周期内上述各量方向改变两次；电容器极板上所带的电荷量，其变化周期也是振荡周期T＝2π，极板上电荷的电性在一个周期内改变两次；电场能、磁场能也在做周期性变化，但是它们是标量没有方向，所以变化周期T′是振荡周期T的一半，即T′＝＝π。 特别提醒：LC回路的周期、频率都由电路本身的特性?L和C的值?决定，与电容器极板上电荷量的多少、板间电压的高低、是否接入电路中等因素无关，所以称为LC电路的固有周期或固有频率。使用周期公式时，一定要注意单位，T、L、C、f的单位分别是秒?s?、亨?H?、法?F?、赫?Hz?。 (2011·扬州高二检测)在LC振荡电路中，电容器放电时间取决于(　　) A．充电电压的大小 B．电容器储电量的多少 C．自感L和电容C的数值 D．回路中电流的大小 解析：放电时间等于四分之一个振荡周期，即t＝＝，所以放电时间取决于自感L和电容C。故选项C