电磁振荡课件完整版1

E
qm
Em
qm→0 Em→0
0
0
0→qm 0→Em
qm
Em
i 0 0→im im im→0 0
B 0 0→Bm Bm Bm→0 0
能量 E 电最大 E 磁最小
E 电→E 磁
E 电最小 E 磁最大
E 磁→E 电
E 电最大 E 磁最小
如图所示为LC电路中某一时刻电容器带电情况和线圈中的磁场情况，判断 下列结论是否正确( )
1．周期：电磁振荡完成一次周期性变化所需要的时间
叫做周期．
2．频率：单位时间内完成的周期性变化的次数叫做频
率．
3．公式 T＝2π
LC，f＝2π
1 LC.
4．影响电磁振荡的周期和频率的因素 由电磁振荡的周期公式 T＝2π LC知，要改变电磁振荡 的周期和频率，必须改变线圈的自感系数 L 或者电容器电容 C. 影响线圈自感系数 L 的是：线圈的匝数、有无铁芯及线 圈截面积和长度．匝数越多，自感系数 L 越大，有铁芯的自 感系数比无铁芯的大．
在LC振荡电路中，用以下的哪种方法可以使振荡频率增大一倍 () ●A．自感L和电容C都增大一倍 ●B．自感L增大一倍，电容C减小一半 ●C．自感L减小一半，电容C增大一倍 ●D．自感L和电容C都减小一半
●答案： D
解析：
据
LC
振荡电路频率公式
f＝2π
1 ，当 LC
L、CΒιβλιοθήκη 都减小一半时，f 增大一倍，故选项 D 是正确的．
●答案： BCD
LC 振荡电路的分析方法 (1)首先明确 LC 振荡电路的周期公式及周期的大小，将 周期进行分解：把整个振荡周期分成四个14T，分别研究每一 个14T 内各物理量的变化情况． (2)电容器充、放电过程中电流的变化特征：电容器充电 过程中，电容器带电荷量越来越多，电流越来越小，充电完 毕时，电流为零；电容器放电过程中，电容器带电荷量越来 越少，电流越来越大，放电完毕时，电流最大．一个周期内 振荡电流方向改变两次．

LC振荡电路产生振荡电流的物理实 质是电场能和磁场能的周期性转换。
在解决振荡电路问题时，电场能与磁场能 的交替转化是解决问题的线索和关键；与电场能和 磁场能相关的各量的变化规律是解决问题的依据； q—t 和I—t 图线及其相互转化是解决问题的直观 手段。
一一、、电电磁磁振振荡荡
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？它具有怎样的规律化的电流 叫振荡电流
振荡电路:产生振荡电流的电路叫振荡电路
LC回路：由线圈L和电容C组成的最简单振 荡电路。
i
——
++
电场能
++
__
磁场能 电场能
0
T
T
4
2
3T T t
4
2、电磁振荡的变化规律：
(1)总能量守恒＝电场能＋磁场能＝恒量
(2)电场能与磁场能交替转化
放电
电场能
同
充电
步 变
电容器电压ｕ
化 电容器带电量ｑ
磁场能 同 步 变
电路中电流ｉ 化
步调相反
小结：
LC振荡电路产生振荡电流的物理原 因是电容器的充放电作用和线圈的自感 作用；
(1)、两个物理过程：
放电过程；电场能转化为磁场能，q↓→ i↑ 充电过程：磁场能转化为电场能，q↑ → i↓
(2)、两个特殊状态：
充电完毕状态：磁场能向电场能转化完毕，电场 能最大，磁场能最小。
放电完毕状态：电场能向磁场能转化完毕，磁场 能最大，电场能最小。
势能 动能
势能
动能
势能
++
__

随堂检测
探究
随堂检测
探究
2.相关量与电路状态的对应情况
随堂检测
探究
3.几个关系(1)同步同变关系在LC振荡回路发生电磁振荡的过程中,电容器上的物理量:电荷量q、 电场强度E、电场能EE是同步变化的,即q↓→E ↓→EE ↓(或 qt→Et→EEt)。振荡线圈上的物理量:振荡电流i、磁感应强度B、磁场能EB也是同 步变化的,即i↓→B ↓→EB ↓(或it→Bt→EB t)。(2)同步异变关系在LC振荡过程中,电容器上的三个物理量q、E、EE增大时,线圈中 的三个物理量i、B、EB减小,且它们的变化是同步的,也即q、E、
随堂检测
探究
规律方法LC振荡电路充、放电过程的判断方法(1)根据电流流向判断, 当电流流向带正电的极板时,处于充电过程; 反之,处于放电过程。 (2)根据物理量的变化趋势判断: 当电容器的电荷量q( U、E)增大时, 处于充电过程;反之,处于放电过程。 (3)根据能量判断: 电场能增加时,处于充电过程;磁场能增加时,处于 放电过程。
自我检测
必备知识
能
3.用可调电容器或可调电感的线圈组成电路,改变电容器的电容或
,振荡电路的周期和频率就会随着改变。
三、电磁振荡的周期和频率
线圈的电感
自我检测
必备知识
1.正误判断。(1)只有均匀变化的电场(磁场)才能产生均匀变化的磁场(电场)。( )解析:均匀变化的电场(磁场)产生恒定的磁场(电场)。周期性变化 的电场(磁场)产生同频率周期性变化的磁场(电场)。答案: × (2)在LC振荡电路中,电流增大的过程中电容器放电,磁场能和电场 能都减小。 ( )解析:电流增大, 电容器放电,磁场能增大, 电场能减小。 答案: ×
自我检测

电磁振荡
一、振荡电流与振荡电路： G
L
2
C
1
S
1、振荡电流：
大小和方向都做周期性变化的电流叫做振荡电流
2、振荡电路：
能够产生振荡电流的电路叫做振荡电路
A B
+
－
3、理想的LC振荡电路：
（1） LC回路：由线圈L和电容C组成的最简单振荡电路
（2） 理想的LC振荡电路：只考虑电感、电容的作用， 而忽略能量的损耗
L
A
+ C
B
－
补充说明：
我们做实验能观察到电流表的指针左右摆动， 表明这个电路中振荡电流的频率是很低的。这种大 电感和大电容组成的LC回路仅供演示，不能实用。 在无线电技术中实际使用的振荡电流的频率是很高 的，要用示波器观察。通过示波器观察可以发现， LC回路里产生的振荡电流跟正弦交流电一样，也是 按正弦规律变化。
q = Qm i = 0
3、各物理量在一个周期内不同时刻的状态
时间 t 带电量 t = 0
零 最大 电容器 (上+、下-)
t = T/4
最大 (上-、下+)
t = T/2
零
t = 3T/4
t = T
最大 (上+、下-)
电 场 强 度 电场能
电路中零
最大 (逆时针) 零 最大 (顺时针) 零
电 流 磁感应 强 度
三、电磁振荡的变化规律：
1、电磁振荡的特点：
LC回路工作过程具有周期性，可归结为：
（1）两个物理过程：
放电过程： q↓ → i↑，电场能转化为磁场能 充电过程： q↑ → i↓，磁场能转化为电场能
（2）两个特殊状态：
放电完毕状态：电场能向磁场能转化完毕， 磁场能最大，电场能最小 为零。

2023-2026
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《电磁振荡电磁波》 PPT课件
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目 录
• 电磁振荡概述 • 电磁波的产生与传播 • 电磁波的性质与应用 • 电磁波与物质相互作用 • 电磁波的测量与检测技术 • 电磁波的安全与防护
PART 01
电磁振荡概述
电磁振荡的定义
案例二
某移动通信基站附近的居民反映出现失眠、记忆力下降等 症状，经过检测发现基站发射的电磁波强度超标，这是由 于基站设备故障或设计不合理导致的。
案例三
某实验室为了防止电磁波干扰，采用了高性能的电磁波屏 蔽材料，有效降低了电磁波对实验设备和人体的影响，提 高了实验的准确性和可靠性。
2023-2026
电磁波在真空中的传播速度是 光速，约为3×10^8米/秒。
在介质中，电磁波的传播速度 会受到介质特性的影响，通常 小于光速。
电磁波的传播速度与介质折射 率有关，折射率越高，传播速 度越慢。
PART 03
电磁波的性质与应用
电磁波的性质
电磁波的传播速度
电磁波的波动特性
电磁波在真空中的传播速度为光速，不受 介质影响。
。
雷达探测的应用
介绍电磁波测量与检测技术在雷达探 测领域的应用，如目标识别、距离测 量、速度测量等。
军事领域的应用
介绍电磁波测量与检测技术在军事领 域的应用，如雷达侦察、电子战等。
PART 06
电磁波的安全与防护
电磁波对人体的影响
电磁波对人体的影响主要表现在热效 应、非热效应和累积效应。热效应是 指电磁波辐射使人体产生热量，可能 导致皮肤干燥、头痛、失眠等症状； 非热效应则是指电磁波对人体的生理 功能和代谢产生影响，如影响神经系 统、免疫系统等；累积效应是指长期 接受电磁波辐射可能导致身体出现慢 性损伤。

第四章 电磁振荡和电磁波
第1节
电磁振荡
学习目标
1. 了解电磁振荡的概念，知道什么是振荡电流和LC振荡电路；
2. 理解振荡电流产生的过程和能量转化情况；
3. 知道什么是电磁振荡的周期和频率，知道LC电路的周期和频率公式。
知识梳理
一、电磁振荡的产生
周期性
1．振荡电流：大小和方向都做__________迅速变化的电流。
容器两极板间电压最大时，回路中的电流反而是零。
知识归纳：振荡过程中电流i、极板上的电荷量q、电场能和磁场能之间的对应关系
(1)图像说明：
q 减小
I 增大
q最大 I=0
q=0 I最大
a
q增大
q减小
b
I减小
I增大
q增大
I减小
q=0 I最大
d
q最大 I=0
c
(2)图表说明：
时刻(时间)
工作过程
q
E
i
B
考点2：电磁振荡的周期和频率
影响电磁振荡的周期和频率的因素
由电磁振荡的周期公式T＝2π 知，要改变电磁振荡的周期和频率，必须改
变线圈的自感系数L或电容器的电容C。
影响线圈自感系数L的是：线圈的匝数、有无铁芯及线圈的横截面积和长度。
匝数越多，自感系数L越大，有铁芯的自感系数比无铁芯的大。
影响电容器电容C的是：两极板正对面积S、两极板间介电常数εr以及两极板间
最多
毕瞬间，电流减小为0，电容器极板上的电荷________。
4．电磁振荡
电流i
在LC振荡电路中，电路中的_________、电容器极板上的电荷量q、电容器里的
电场强度E
周期性
_____________、线圈里的磁感应强度B，都在__________变化的现象。

10－6 H.
______
解析：根据磁感线方向，应用安培定则可判断出电流方向，从而可知电容
器在充电，电流会越来越小.
根据振荡电流的周期公式 T＝2π LC，
T2
得 L＝ 2 ≈10－6 H.
4π C
乙所示，规定电路中振荡电流逆时针方向为正方向，则电路中振荡电流随
时间变化的图像是（ D ）
做一做
3、如图所示为振荡电路在某一时刻的电容器带电情况和电
感线圈中的磁感线方向情况.由图可知，电感线圈中的电流
减小
正在______(填“增大”“减小”或“不变”).如果电流的
振荡周期为T＝10－4 s，电容C＝250 μF，则线圈的电感L＝
三、电磁振荡的周期和频率
实 验
L1＞L2
C1＞C2
第一次白振荡周期
大于第二次振荡雕花
三、电磁振荡的周期和频率
理论分析表明，LC电路的周期T与电感L、电容C的关系是
1
f
T 2 LC
2 LC
①式中各物理量T、L、C、f的单位分别是s、H、F、Hz。
L：线圈的大小、形状、匝数、铁芯。
②改变周期的方法：
振荡。实际电路中由电源通过电子器件为 LC电
路补充能量。
三、电磁振荡的周期和频率
周期：电磁振荡完成一次周期性变化所需的时间。
频率：一秒钟内完成周期变化的次数叫做频率。
电容较大时，电容器充电、放电的时间会长些还是短些?线圈的自感系数
较大时，电容器充电、放电的时间会长些还是短些？根据讨论结果，定性分
析LC电路的周期（频率）与电容 C、电感L的关系。
③自感线圈给电容器正向充电结束，回路中电流从最大减为0，两极板电荷量从0变回最大。

•
11、明天是世上增值最快的一块土地，因它充满了希望。
•
12、得意时应善待他人，因为你失意时会需要他们。
•
13、人生最大的错误是不断担心会犯错。
•
14、忍别人所不能忍的痛，吃别人所不能吃的苦，是为了收获别人得不到的收获。
•
15、不管怎样，仍要坚持，没有梦想，永远到不了远方。
•
16、心态决定命运，自信走向成功。
•
67、心中有理想 再累也快乐
•
68、发光并非太阳的专利，你也可以发光。
•
69、任何山都可以移动，只要把沙土一卡车一卡车运走即可。
•
70、当你的希望一个个落空，你也要坚定，要沉着！
•
71、生命太过短暂，今天放弃了明天不一定能得到。
•
72、只要路是对的，就不怕路远。
•
73、如果一个人爱你、特别在乎你，有一个表现是他还是有点怕你。
放电 充电 放电 充电
i
0
t
q
t
0
归纳：
在振荡电路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，线圈磁场的磁感 应强度B，都发生周期性的变化，这种现 象叫做电磁振荡。
此外，在电磁振荡的过程中，电场能 和磁场能也在同时发生周期性的变化。
三、电磁振荡的变化规律：
•
50、想像力比知识更重要。不是无知，而是对无知的无知，才是知的死亡。
•
51、对于最有能力的领航人风浪总是格外的汹涌。
•
52、思想如钻子，必须集中在一点钻下去才有力量。
•
53、年少时，梦想在心中激扬迸进，势不可挡，只是我们还没学会去战斗。经过一番努力，我们终于学会了战斗，却已没有了拼搏的勇气。因此，我们转向自身，攻击自己，成为自己最大的敌人。

(4)极值、图像的对应关系： 如图所示，i＝0时，q最大，E最大，EE最大，E自(E自 为自感电动势)最大。
q＝0 时，i 最大，B 最大，EB 最大，EE＝0。 对于电场 E 与磁场 B 以及电场能 EE 与磁场能 EB 随时间的变 化图像有这样的对应关系，图像能直观地反映同步异变关系和极 值对应关系。 (5)自感电动势 E 与 i－t 图像的关系 由 E＝L·ΔΔti知，E∝ΔΔit是 i－t 图像上某处曲线切线的斜率 k 的 绝对值。所以，利用图像可分析自感电动势随时间的变化和极值。
1
(3)周期和频率公式：T＝ 2π LC，f＝ 2π LC 。
1．振动电流、极板带电荷量随时间的变化图像
2.LC电路中各量间的变化规律及对应关系 (1)同步同变关系： 在LC振荡电路发生电磁振荡的过程中，电容器上的 物理量：电量q、板间电压U、电场强度E、电场能EE是同 步同向变化的，即：q↓→U↓→E↓→EE↓(或 q↑→U↑→E↑→EE↑)。振荡线圈上的物理量：振荡电流i、 磁感应强度B、磁场能EB也是同步同向变化的，即： i↓→B↓→EB↓(或i↑→B↑→EB↑)。
电磁振荡
1．电磁振荡的产生 (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：能产生 振荡电流 的电路。 (3)振荡过程：如图所示，将开关S掷向1，先给电容器
①放电过程：由于线圈的自感 作用， 放电电流不能立刻达到最大值，由零逐 渐增大，同时电容器极板上的电荷逐渐 减少 。放电完毕时，电容器极板上的电 荷为零，放电电流达到 最大值 。该过程 电容器储存的电场能 转化为线圈的磁场能 。
(2)同步异变关系：
在 LC 振荡过程中，电容器上的三个物理量 q、E、EE 与线
圈中的三个物理量 i、B、EB 是同步异向变化的，即 q、E、EE

核磁共振成像技术特点
无辐射、分辨率高、可多参数成像等。
其他领域应用案例
电磁震荡在雷达探测中应用
01
利用电磁波的反射特性进行目标探测和定位。
电磁震荡在感应加热中应用
02
利用电磁感应原理使金属工件产生涡流而发热，用于金属材料
的热处理、焊接等工艺。
电磁震荡在无线充电中应用
03
利用电磁感应原理实现电能的无线传输，为电动汽车、智能手
特点
电场能和磁场能交替产生并相互 转化，震荡过程中总能量保持不 变。
产生条件与分类
产生条件
当电路中的电容和电感元件满足一定 条件时，即可产生电磁震荡。这些条 件包括电路元件参数、初始能量等。
分类
根据震荡频率、幅度、相位等特征， 电磁震荡可分为正弦波震荡、非正弦 波震荡等类型。
振荡电路组成要素
01
06 实验结果分析与讨论
实验数据整理方法
01
02
03
数据表格化
将实验数据整理成表格形 式，便于查看和对比。
绘制图表
根据实验数据绘制相应的 图表，如折线图、散点图 等，更直观地展示数据变 化趋势。
数据拟合
对实验数据进行拟合处理， 得出数学模型，以便进一 步分析。
误差来源及减小措施
仪器误差
由于实验仪器精度有限，会 产生一定的误差。应选择精 度较高的仪器，并进行定期 校准。
放电过程
当电容器充电到一定程度后，开始放电。放电过程中，电场能逐渐减小，磁场能 逐渐增加。当电容器完全放电时，电场能为零，磁场能达到最大。
振荡频率与周期计算
振荡频率
LC振荡电路的振荡频率f由电感L和电 容C决定，公式为f=1/(2π√LC)。其中， L为电感量，单位为亨利；C为电容量， 单位为法拉。

第一类：电容器的电荷q、电压u、电场E、 电场能E电、线圈的自感电动势e自
第二类：线圈的电流i、磁场B、磁场能E磁
两类量的变化规律相反. 即第一类增大时 第二类减小; 第一类达最大时第二类为零.
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27
二、阻尼振荡和无阻尼振荡
i
o
t
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28
二、阻尼振荡和无阻尼振荡
1. 无阻尼振荡（理想）
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3
4.电磁场
❖ 1. 周期性变化电场和周期性变化的磁场总是 相互联系着的，形成一个不可分割的统一体， 这就是电磁场。
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4
二、电磁波
空间中某处电场交变变化就在周围空间产生交变磁场， 交变磁场又在周围空间产生交变电场，……电场和磁场就 这样交替变化逐渐由变化的区域传播出去形成电磁波。电 磁场由近及远地传播，就形成电磁波。
电磁波的波长。 cTc2 LC
电磁波是横波。
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5
14.2《电磁振荡》
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6
演示：LC振荡实验
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7
演示：LC振荡实验
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8
+
−
+
−
+
−
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9
+
−
+
−
+
−
i
0
t
q
o
t
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10
+
−
+
−
+
−
正向 放电
i
0
t
q
o
t

第1节　电磁波电磁振荡
1.麦克斯韦的电磁场理论
1.麦克斯韦的电磁场理论
1.麦克斯韦的电磁场理论
2.电磁波
2.电磁波
2.电磁波
3.电磁波与机械波的区别
一、电磁场理论
3.电磁波与机械波的区别
C
一、电磁场理论
3.电磁波与机械波的区别
AB
C
1.两种振荡电路
1.两种振荡电路
二、电磁振荡
2.振荡电路的振荡原理分析
二、电磁振荡
2.振荡电路的振荡原理分析
2.振荡电路的振荡原理分析
2.振荡电路的振荡原理分析
2.振荡电路的振荡原理分析
3.电磁振荡的周期与频率
4.振荡电路的解题技巧
二、电磁振荡
4.振荡电路的解题技巧
BC
二、电磁振荡
4.振荡电路的解题技巧
BC
二、电磁振荡
4.振荡电路的解题技巧
BC。

低，信号质量越高。
晶体振荡器的功耗和尺寸也 是重要的性能指标，特别是 在低功耗和便携式应用中。
晶体振荡器设计与应用
设计考虑因素
包括频率范围、稳定度、噪声、功耗等性能指标，以及封装形式、引脚定义等实际应用需 求。
应用领域
广泛应用于通信、计算机、消费电子、汽车电子等领域，为各种电子设备提供稳定的时钟 信号。
晶体振荡器
负阻振荡器
利用晶体的压电效应制成的振荡器，具有 频率稳定度高、温度稳定性好等特点，是 高精度振荡器的代表。
利用负阻元件的负阻效应制成的振荡器，具 有起振容易、频率可调范围宽等特点，常用 于高频振荡电路。
02 LC振荡器
LC振荡器工作原理
电感与电容的储能特性
LC振荡器利用电感（L）和电容（C）的储能特性，通过能 量的相互转换实现振荡。在振荡过程中，电感和电容周期 性地储存和释放能量。
变化的电场和磁场交替产生，形成电 磁波，电磁波在空间中的传播遵循一 定的规律。
麦克斯韦方程组
描述了电场、磁场与电荷密度、电流 密度之间的关系，是电磁场理论的基 础。
振荡器工作原理
振荡器基本组成
振荡器主要由放大电路、正反馈 网络和选频网络三部分组成。
起振过程
在起振阶段，通过正反馈网络将输 出信号反馈到输入端，使得放大电 路的增益逐渐增大，振荡幅度逐渐 增大。
频率稳定
03
晶体振荡器具有极高的频率稳定性，能够在各种环境条件下提
供准确的频率输出。
晶体振荡器性能指标
频率范围
指晶体振荡器能够产生 的频率范围，通常根据
具体需求进行选择。
频率稳定度
相位噪声
功耗与尺寸
表示晶体振荡器输出频率 的稳定程度，受温度、电 压、负载等因素影响。