高中物理知识点整合 电磁振荡及LC回路素材
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1.振荡电流和振荡电路
大小和方向都做周期性变化的电流叫振荡电流,能产生振荡电流的电路叫振荡电路,LC电路是最简单的振荡电路。
2.电磁振荡及周期、频率
(1)电磁振荡的产生
(2)振荡原理:利用电容器的充放电和线圈的自感作用产生振荡电流,形成电场能与磁场能的相互转化。
(3)振荡过程:电容器放电时,电容器所带电量和电场能均减少,直到零,电路中电流和磁场均增大,直到值。
给电容器反向充电时,情况相反,电容器正反方向充放电一次,便完成一次振荡的全过程。
(4)振荡周期和频率:电磁振荡完成一次周期性变化所用时间叫电磁振荡的周期,一秒内完成电磁振荡的次数叫电磁振荡的频率。
对于LC 振荡电路。
(5)电磁场:变化的电场在周围空间产生磁场,变化磁场在周围空间产生电场,变化的电场和磁场成为一个完整的整体,就是电磁场。
第3讲电磁振荡电磁波整合教材·夯实必备知识一、电磁振荡(选二第四章第1节)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。
最简单的振荡电路为LC振荡电路。
3.电磁振荡:振荡电路中的电流i、电容器极板上的电荷量q、电容器里的电场强度E、线圈里的磁感应强度B,都在周期性地变化的现象。
4.LC电路的周期和频率公式:T=2π√LC,f=2π√LC二、电磁波(选二第四章第2节)1.麦克斯韦电磁场理论的理解(1)变化的磁场产生电场。
(2)变化的电场产生磁场。
2.电磁波的认识(1)产生:周期性变化的电场和磁场交替产生,由近及远向周围传播,形成电磁波。
(2)电磁波是横波,如图所示。
(3)在真空中,电磁波的速度c=3.0×108 m/s。
(4)电磁波能产生反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象。
3.电磁波具有能量电磁场的转换就是电场能量与磁场能量的转换,电磁波的发射过程是辐射能量的过程,传播过程是能量传播的过程。
三、无线电波的发射和接收(选二第四章第3节) 1.电磁波的发射(1)发射电磁波的振荡电路的特点:需要足够高的振荡频率和采用开放电路。
(2)电磁波的调制调制在电磁波发射技术中,使载波随各种信号而改变的技术 分 类调幅 (AM)使高频电磁波的振幅随信号的强弱而变的调制技术调频 (FM)使高频电磁波的频率随信号的强弱而变的调制技术2.电磁波的接收 (1)原理电磁波在传播过程中如果遇到导体,会使导体中产生感应电流。
因此,空中的导体可以用来接收电磁波。
(2)电谐振与调谐①电谐振:当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相同时,接收电路中产生的振荡电流最强的现象。
②调谐(即选台):使接收电路产生电谐振的过程。
四、电磁波谱(选二第四章第4节)1.定义按电磁波的波长大小或频率高低的顺序把它们排列成谱。
2.电磁波谱的排列按波长由长到短依次为:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。
第一章 机械振动1. 机械振动物体在某一中心位置两侧所做的往复运动;条件是物体离开平衡位置就受到回复力作用并且阻力足够小。
2. 回复力振动物体离开平衡位置受到指向平衡位置的合力;可以是几个力的合力或某个力的分力,不一定等于合外力。
3. 描述振动的位移特指偏离平衡位置的位移;由平衡位置指向振动质点所在位置;矢量。
4. 振幅物体离开平衡位置的最大距离;标量。
5. 周期物体完成一次全振动所需要的时间。
6. 频率单位时间内完成的全振动的次数;与周期互为倒数。
7. 简谐振动物体在跟位移大小成正比并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动;F=-kx 。
8. 弹簧振子忽略摩擦、弹簧质量的理想化模型;周期和频率由弹簧劲度系数和振子质量决定;可以水平放置和竖直放置。
9. 单摆一条不可伸长、忽略质量的细线下端拴一可视为质点的小球;回复力是重力沿切线方向的分力;当摆角很小时,单摆的摆动是简谐振动,周期T=2g L。
10. 简谐振动的图像表示振动质点在各个时刻相对于平衡位置的位移,不表示运动轨迹。
11. 阻尼振动振幅逐渐减小的振动;减小的机械能等于克服摩擦所做的功。
12. 受迫振动在外界周期性驱动力作用下的振动;受迫振动的频率等于驱动频率,与固有频率无关;驱动频率越接近固有频率,振幅越大,相等时共振。
第二章 机械波13. 机械波机械振动在介质中的传播;需要波源和弹性介质;波动由振动引起,但振动不一定就有波动;分为纵波和横波。
14. 纵波质点振动方向与波的传播方向在同一直线上的波。
15. 横波质点振动方向与波的传播方向垂直的波;高中主要研究横波。
16. 波长在波的传播方向上,两个相邻的、在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点之间的距离;横波的两个相邻的波峰或波谷之间的距离;振动在一个周期里传播的距离;用λ表示。
17. 波速波的传播速率;只与介质有关;同一种均匀介质中,波速是定值,与波源无关。
18. 频率波传播的频率与波源的振动频率相同。
1.电磁振荡1.通过实验,了解电磁振荡。
2.体会LC振荡电路中电荷、电场、电流、磁场的动态变化过程及其相关物理量的变化情况。
3.了解LC振荡电路固有周期和固有频率的公式,了解实际生产生活中调节振荡电路频率的基本方法。
知识点 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,叫做振荡电流。
2.振荡电路能产生振荡电流的电路叫做振荡电路。
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:由于线圈的自感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减少。
放电完毕时,极板上的电荷为零,放电电流达到最大。
(2)充电过程:电容器放电完毕,由于线圈的自感作用,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,电容器开始反向充电,极板上的电荷逐渐增加,当电流减小到零时,充电结束,极板上的电荷量达到最大。
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。
知识点 2 电磁振荡中的能量变化1.电容器放电过程中从能量的观点来看,电容器刚要放电时,电路里的能量全部储存在电容器的电场中,电容器放电的过程,就是电场能逐渐转化为磁场能的过程。
2.电容器充电过程中从能量的观点来看:在充电的过程中,磁场能逐渐转化为电场能。
3.在电磁振荡的过程中,电场能和磁场能会发生周期性的转化。
如果没有能量损失,振荡可以永远持续下去,振荡电流的振幅保持不变。
知识点 3 电磁振荡的周期和频率1.周期电磁振荡完成一次周期性变化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.固有周期和固有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固有周期和固有频率。
4.周期和频率公式T=2πLC,f=12πLC。
探究电磁振荡的产生及能量转化┃┃情境导入__■音叉的振动产生声音,但是要形成持续的声音,则需要不断地打击音叉。
高二物理第一节电磁振荡第二节电磁振荡的周期和频率人教版知识精讲【同步教育信息】一. 本周教学内容:第一节电磁振荡第二节电磁振荡的周期和频率二. 知识要点:1. 知道什么是LC振荡电路和LC回路中振荡电流的产生过程2. 知道产生电磁振荡的过程中,LC振荡电路中的能量转换情况3. 知道什么是电磁振荡的周期和频率4. 知道电磁振荡的周期和频率公式三. 疑难辨析:1. 振荡电流的形成及其变化规律下图所示,将电键K扳到1,给电容器充电,然后将电键K扳到2,此时可以见到G表的指针来回摆动。
小结:能产生大小和方向都作周期发生变化的电流叫振荡电流。
能产生振荡电流的电路叫振荡电路。
其中最简单的振荡电路叫LC回路。
振荡电流是一种交变电流,是一种频率很高的交变电流,它无法用线圈在磁场中转动产生,只能是由振荡电路产生。
那么振荡电路中的交变电流有一些什么样的性质:(1)介绍振荡电路中交变电流的一些重要性质:(2)电路分析:甲图:电场能达到最大,磁场能为零,电路感应电流i=0甲→乙:电场能↓,磁场能↑,电路中电流i ↑,电路中电场能向磁场能转化,叫放电过程。
乙图:磁场能达到最大,电场能为零,电路中电流I 达到最大。
乙→丙:电场能↑,磁场能↓,电路中电流i ↓,电路中电场能向磁场能转化,叫充电过程。
丙图:电场能达到最大(与甲图的电场反向),磁场能为零,电路中电流为零。
丙→丁:电场能↓,磁场能↑,电路中电流i ↑,电路中电场能向磁场能转化,叫放电过程。
丁图:磁场能达到最大,电场能为零,回路中电流达到最大(方向与原方向相反), 丁→戊:电场能↑,磁场能↓,电路中电流i ↓,电路中电场能向磁场能转化,叫充电过程。
戊与甲是重合的,从而振荡电路完成了一个周期。
小结:① 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。
② 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。
③ 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。
电磁振荡及LC回路
第一,学习这节前,首先让我们了解一下lc振荡电路回路的结构,因为我们高中物理研究的电磁振荡是有lc回来产生的.
第二,1.电磁振荡总结
像这样产生的大小和方向交替变化的电流,叫做振荡电流,能产生振荡电流的电路,叫振荡电路,上面的LC回路叫LC振荡电路。
再将振荡电流信号取出接在示波器上观察波形,就会发现,LC回路里产生的振荡电流跟正弦式电流一样,也是按正弦规律变化的。
指出振荡电流实质上就是前边学过的交流电,它也是按正弦规律变化的。
电磁振荡的产生过程
①给电容充电,电容器中储存一定的电场能(E电)
②电容C放电,电场能转化为磁场能
C(电容)上带电量,电场能(电压)逐渐减小(降低),电路中的电流、磁场能则逐渐增大,请同学们想一下这样转化的条件是什么?为什么是“逐渐”的?随后指出这是由于电容器的放电作用(两极板上正、负电荷的吸引作用)和电感L中电流变化时产生的自感电动势的“阻碍”作用所至,当C放电完了时,如图所示(电场能为0,0=0,U=0),磁场能达到最大(与之对应的振荡电流也达到最大Im).
③反向充电过程,如图所示,是磁场能转化为电场能的过程,C放电完了时,由于L 的自感作用,电路中移动的电荷不能立即停止运动,仍保持原方向流动,C反向充电,同理则有i减小,ε磁减小,而ε电增大(Qc,Uc也随之增大),直到ε磁(i)减为零,ε电(Qc,Uc)增为最大,如图5所示。
④电容C再次反向放电过程——如图7所示,同理可知ε电(Qc,Uc)减小,直到为零,ε磁(i)增大,直到最大(Im)如图8所示,如此下去,回路中就产生了振荡电流。
归纳总结
像上述情况,电路中的电场能和磁场能(与之对应的电荷Q和电流i)做周期性交替变化的现象叫做电磁振荡现象。
2.无阻尼振荡和阻尼振荡
(1)振荡电路中,若没有能量损耗,则振荡电流的振幅(Im)将不变,如图9所示,叫做无阻尼振荡(或等幅振荡)
(2)阻尼振荡,任何振荡电路中,总存在能量损耗,使振荡电流i的振幅逐渐减小,如图10所示,这叫做阻尼振荡(或叫减幅振荡),请同学们想一下,电路损耗的能量哪里去了?
如果用振荡器周期性地给振荡电路补充能量,就可以保持等幅振荡,这类似于受迫振动。
第三,名师提示误区及总结:
1.电容(两极板带等量异种电荷,当它放电时正、负电荷正好中和,就没有电荷在电路里往复运动了,哪里还有振荡电流!对于这类问题除强调能量的转化和C、L的作用外,还应从电磁感应的知识,采用图12略加分析
当电容C中储存电场能最大时(带电量、场强值最大、电压最高),电路中电流为零。
磁场能为零。
随着电容C逐渐放电,电场能ε电(带电量Q,电压U)逐渐减小,而磁场能ε磁(电流i)将逐渐增大
2.运用简谐振动和电磁感应知识,对电场能和磁场能交替转化类比分析更能利于我们对这些抽象东西的理解和记忆我们特意制作了一张对比表格:。