粤教版高中物理选修3-4电磁振荡.ppt

学习目标： 1.知道LC振荡电路的构成和振荡电流的概念。 2.了解电磁振荡及电场能和磁场能的转化。 3.知道LC回路的周期和频率公式。 一、电磁振荡的产生 1.振荡电流和振荡电路 (1)振荡电流:大小和方向都做周期性迅速变化的电流。 (2)振荡电路:产生振荡电流的电路。 (3)LC回路:由自感线圈和电容器组成的最简单的振荡电路。LC回路里产生的振荡电流是按正弦或余弦规律变化的。 2.电磁振荡的过程 放电过程:由于线圈的自感作用,放电电流由零逐渐增大,电容器极板上的电荷逐渐减少,电容器里的电场逐渐减弱,线圈的磁场逐渐增强,电场能逐渐转化为磁场能,振荡电流逐渐增大,放电完毕,电流达到最大,电场能全部转化为磁场能。 充电过程:电容器放电完毕后,由于线圈的自感作用,电流保持原来的方向逐渐减小,电容器将进行反向充电,线圈的磁场逐渐减弱,电容器里的电场逐渐增强,磁场能逐渐转化为电场能,振荡电流逐渐减小,充电完毕,电流减小为零,磁场能全部转化为电场能。 此后,这样充电和放电的过程反复进行下去。 3.电磁振荡的实质 在电磁振荡过程中,电容器极板上的电荷量,电路中的电流,与振荡电流相联系的电场和磁场都在周期性地变化,电场能和磁场能周期性地转化。 打开收音机的开关,转动选台旋钮,旋到使收音机收不到电台的频道,然后开大音量。在收音机附近,将电池盒的两根引线反复碰撞,你会听到收音机中发出“喀喀”的响声。为什么会产生这种现象呢?打开电扇,将它靠近收音机,看看又会怎样。 提示 电磁波是由电磁振荡产生的,在收音机附近,将电池盒两引线反复碰触,变化的电流产生变化的磁场,变化的磁场产生变化的电场,这样会发出电磁波,从而导致收音机中发出“喀喀”声。若将转动的电扇靠近收音机,因为电扇中电动机内通有交变电流,电动机的运行同样会引起收音机发出“喀喀”声。 二、电磁振荡的周期和频率 1.电磁振荡的周期T:电磁振荡完成一次周期性变化所用的时间。 2.电磁振荡的频率f:1s内完成周期性变化的次数。 3.LC回路的周期(频率)公式。 周期、频率公式: 。其中,周期T、频率f、自感系数L、电容C的单位分别是秒(s)、赫兹(Hz)、亨利(H)、法拉(F)。 电磁振荡的过程 1.各物理量变化情况一览表 2.振荡电流、极板带的电荷量随时间的变化图象 3.LC振荡电路的周期和频率 LC振荡电路的周期T和频率f只与自感系数L和电容C有关,与其他因素无关。 式中的T、f、L、C的单位分别是秒、赫兹、亨利、法拉。 【例1】 (多选)LC振荡电路中,通过P点的电流变化规律如图乙所示(图中周期为2 s)。现规定沿顺时针方向的电流方向为正,则(　　) A.0.5 s至1 s时间内,电容器充电 B.0.5 s至1 s时间内,电容器上极板带的是正电 C.1 s至1.5 s时间内,磁场能正在转化为电场能 D.1 s至1.5 s时间内,下极板的电势高 思路分析：解答本题的关键是充分理解振荡电流的图象及电容器充电、放电的特点。 解析:由振荡电流的图象可知,在0.5~1 s的时间内,电流为正方向,且电流值正在减小,由题意可知,顺时针方向为电流的正方向,则在0.5~1 s的时间内,LC回路中的电流是沿顺时针方向的,而且电容器C正在充电。可知在0.5~1 s的时间内电容器C的上极板带负电,下极板带正电,选项A正确,B错误;再由振荡电流的图象知,在1~1.5 s的时间内,电流的方向为负,且电流的值正在增大,由题意可知,此时间内LC回路中的电流是沿逆时针方向的,所以下极板的电势高,电场能正在转化为磁场能,选项C错误,D正确。 答案:AD 1、如图所示:为某时刻LC振荡电路中电容器电场的方向和电流的方向,则下列说法中正确的是(　　) A.电容器正在放电 B.电感线圈的磁场能正在减少 C.电感线圈中的电流正在增大 D.电容器的电场能正在减少 解析:由题图知,电路中电流方向为逆时针方向,电容器被充电,电场能增加,电感线圈中的电流正在减小,电感线圈的磁场能正在减少,A、C、D错误。 答案:B 谢 谢