【创新设计】2014-2015学年高中物理 3.1-3.2 电磁振荡 电磁场与电磁波课件 教科版选修3-4.ppt

[目标定位]　1.了解振荡电流、振荡电路及LC电路的振荡过程，会求LC电路的周期与频率.2.了解阻尼振荡和无阻尼振荡.3.了解麦克斯韦电磁场理论的基本观点以及在物理学发展史上的意义.4.了解电磁波的特点及其发展过程，通过电磁波体会电磁场的物理性质． 一、电磁振荡 1．振荡电流的产生　电磁振荡 (1)振荡电流和振荡电路 ①振荡电流：大小和 都随时间做周期性迅速变化的电流． ②振荡电路：能够产生 的电路．由 和 组成的电路是最简单的振荡电路，称为LC振荡电路． (2)电磁振荡的过程 放电过程：由于电感线圈对交变电流的阻碍作用，放电电流由零逐渐增大，线圈产生的磁场 ，电容器里的电场逐渐减弱，电场能逐渐转化为磁场能．放电完毕后， 全部转化为 ． 充电过程：电容器放电完毕后，由于线圈的自感作用，电流保持 继续流动，电容器将进行 ，线圈的磁场逐渐减弱，电容器里的电场 ，磁场能逐渐转化为电场能．充电完毕，电流减小为零， 全部转化为 . 此后电容器再放电，再充电． (3)电磁振荡 电容器不断地充电和放电，电路中就出现了 变化的振荡电流，这种现象叫做电磁振荡． 2．无阻尼振荡和阻尼振荡 (1)在电磁振荡中，如果没有 ，振荡将永远持续下去，振荡电流的振幅应该永远 ，这种振荡叫做无阻尼振荡，如图3－1－1(甲)． (2)由于电路中有电阻，电路中的能量有一部分要转化成 ，还有一部分能量以电磁波的形式 到周围空间去了．这样，振荡电路中的能量逐渐损耗，振荡电流的振幅 ，直到停止振荡．这种振荡叫做阻尼振荡．如图3－1－1(乙)． 二、电磁场和电磁波 1．麦克斯韦电磁理论的两个基本假设 (1)变化的磁场能够在周围空间产生电场． (2)变化的电场能够在周围空间产生磁场． 2．电磁场 如果在空间某区域有 的电场，那么这个变化的电场就在它周围空间引起变化的 ，这个变化的磁场又在它周围空间引起变化的电场……于是，变化的电场和变化的磁场交替产生，形成不可分割的统一体，称为电磁场． 3．电磁波 (1)产生：由 的电场和磁场交替产生而形成的电磁场是由近及远传播的，这种变化的电磁场在空间的传播称为电磁波． (2) 在1865年从理论上预见了电磁波的存在，1888年物理学家 第一次用实验证实了电磁波的存在． 还运用自己精湛的实验技术测定了电磁波的波长和频率，得到了电磁波的传播速度，证实了这个速度等于 ． (3)电磁波的波长λ，波速v和周期T、频率f的关系： λ＝vT＝ . (4)电磁波在真空中的传播速度v＝ . 一、电磁振荡中各物理量的变化情况 如图3－1－2所示 【例1】　某时刻LC振荡电路的状态如图3－1－3所示，则此时刻 (　　) A．振荡电流i在减小 B．振荡电流i在增大 C．电场能正在向磁场能转化 D．磁场能正在向电场能转化 解析　图中电容器上极板带正电荷，图中给出的振荡电流方向，说明负电荷向下极板聚集，所以电容器正在充电，电容器充电的过程中，电流减小，磁场能向电场能转化，所以A、D选项正确． 答案　AD 二、对麦克斯韦电磁场理论的理解 1．恒定的磁场不会产生电场，同样，恒定的电场也不会产生磁场； 2．均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场，同样，均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场； 3．振荡变化的磁场在周围空间产生同频率振荡的电场，同样，振荡变化的电场在周围空间产生同频率振荡的磁场． 【例2】　关于电磁场理论，下列说法正确的是 (　　) A．在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场 B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周围一定产生变化的电场 C．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场 D．周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场 解析　根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场能产