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教科版高中物理选择性必修第二册电磁振荡

CATALOGUE目录电磁振荡基本概念与原理LC振荡电路分析阻尼振荡与受迫振荡现象探讨电磁波发射、传播和接收原理电磁振荡在科技领域应用实验探究：电磁振荡相关实验设计与操作

01电磁振荡基本概念与原理

变化的电场和磁场相互激发、交替产生，形成不可分割的统一体，即电磁场。电磁场由近及远地传播形成电磁波，电磁波向外传播的过程也是传播能量的过程。变化的电场和磁场总是相互联系着，形成一个不可分割的统一体，即电磁场。如果空间某处产生了变化的电场，那么就会在空间引起磁场，而这个磁场的变化又会在较远的空间引起电场，接着又在更远一些的空间引起磁场。这样，变化的电场和磁场交替产生，由近及远地传播出去形成电磁波。电磁场电磁波电磁波的产生电磁场与电磁波简介

振荡电路组成振荡电路一般由电阻、电感、电容等元件和电子器件所组成。由电感线圈l和电容器c相连而成的lc电路是最简单的一种振荡电路。工作原理充电完毕（放电开始）：电场能达到最大，磁场能为零，回路中感应电流i=0。放电完毕（充电开始）：电场能为零，磁场能达到最大，回路中感应电流达到最大。振荡电路组成及工作原理

电磁振荡产生条件与过程产生条件：振荡电路产生振荡电流的条件是：①整个电路的电阻r=0（包括线圈、导线），从能量角度看没有其它形式的能向内能转化，即热损耗为零。②电感线圈l集中了全部电路的电感，电容器c集中了全部电路的电容，无潜布电容存在。③lc振荡电路在发生电磁振荡时不向外界空间辐射电磁波，是严格意义上的闭合电路，lc电路内部只发生线圈磁场能与电容器电场能之间的相互转化。过程：放电过程：由于开始时整个电路处于静止状态，即没有自由的电荷在电路中移动，电池内正、负离子之间的相互作用力跟静电排斥力一样。当断开s时，正离子推向负极板，负离子推向正极板的过程开始，相当b板的外城电子被电池吸收到电池内部形成了电池中的电流。随着正、负离子逐渐分离，两极板之间的电势差逐渐增大，到正负离子完全分离时，两极板之间的电势差达到最大。此过程中能量相互转化的情况是：先由化学能转变为电磁能，到两极板间的电势差最大时，全部转变为两极板间的电场能。充电过程：将两极板接回到电池上后，负极板的自由电子通过电池的作用开始移向正极板，使得正离子由上向下运动形成电流。这些正离子与已经分离到负极板一侧的负电荷中和后又回到正极板附近，故又称此过程为中和过程。此过程一直进行到与正极板分离的正离子全部回到正极板为止。这一过程中正离子向下运动的宏观表现即为电池中的电流由正极流向负极。此过程中能量相互转化的情况是：随着两极板间电势差的逐渐减小，两极板间的电场能将逐渐转变为电磁能。当两极板间的电势差为零时，全部电场能转变为电磁能的过程结束。同时由电源通过自感线圈提供的电磁能开始转变为电容器中的电场能。

能量转化与守恒在电磁振荡中体现能量转化：在lc振荡电路中，当电容器在放电过程：电场能在减少，磁场能在增加，回路中电流在增加，电容器上的电量在减少。从能量看：电场能在向磁场能转化；从电压看：电容器上电压在减小；从电流看：电流在增大；从电场强度看：电场强度在减小；从磁感应强度看：磁感应强度在增大；从安培力看：安培力在增大。当电容器在充电过程：电场能在增加，磁场能在减小，回路中电流在减小，电容器上电量在增加。从能量看：磁场能在向电场能转化；从电压看：电容器上电压在增大；从电流看：电流在减小；从电场强度看：电场强度在增大；从磁感应强度看：磁感应强度在减小；从安培力看：安培力在减小。能量守恒：充电结束后，电容器极板上带电量最多。放电结束后，电容器极板上带电量最少。充电过程结束后相当于将电源内部的电荷通过非静电力做功搬运到了电容器上极板上储存了起来；放电过程结束后相当于将电容器上极板上的电荷又搬运回到了电源内部之中。因此在lc振荡电路中一个周期内充电一次和放电一次所经过的时间是相同的；充电过程和放电过程也是互逆的过程。充电过程和放电过程中电场能、磁场能和动能之间的转化所遵循的规律是——能量守恒定律。

02LC振荡电路分析

由电感L和电容C组成，无外加电源电感线圈L中储存磁场能，电容器C中储存电场能电场能与磁场能之间可以相互转化，形成振荡LC振荡电路结构特点

电容器极板上的电荷量增加，电路中的电流逐渐减小，电场能逐渐增强充电过程电容器极板上的电荷量减少，电路中的电流逐渐增大，磁场能逐渐增强放电过程充放电过程中电量和电流变化规律

单位时间内完成振荡的次数，计算公式为f=1/T，其中T为振荡周期完成一次充电或放电所需的时间，计算公式为T=2π√(LC)，其中L为电感，C为电容振荡频率和周期计算方法振荡周期T振荡频率f

收音机调谐回路是一个典型的LC振荡电路，用于选择特定频率的无线电信号通过调整可变电容器的电容值，可以改变振荡电路的