《电磁振荡》人教版高中物理完美PPT

考点三
电磁振荡的产生
1．振荡电流的产生：(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：能够产生振荡电流的电路；(3)LC 振荡电路：由电感线圈 L 和电容器 C 组成的电路，LC 振荡电路 是一种最简单的振荡电路．
2．电磁振荡：在振荡电路产生振荡电流的过程中，电容器 极板上的电荷量、极板上的电压、电路中的电流以及跟电荷有 关的电场、与电流有关的磁场都发生周期性变化的现象叫电磁 振荡．在电磁振荡过程中，电场能和磁场能同时发生周期性变 化．
解析：麦克斯韦电磁场理论的要点是：变化的磁场(电场) 要在周围空间产生电场(磁场)，若磁场(电场)的变化是振荡的， 产生的电场(磁场)也是振荡的，由此可判断出正确的为 D 项．
考点二
电磁场和电磁波
1．电磁场 如果在空间某区域中有周期性变化的电场，那么这个电场 就会在它周围空间引起周期性变化的磁场；这个周期性变化的 磁场又会在它周围空间引起新的变化的电场……变化的电场和 变化的磁场是相互联系着的，形成不可分割的统一体，这就是 电磁场．
pF
时，频
率最高，即 fmax＝2π
1＝ L1C1 2π
0.1×101－3×4×10－12≈8.0×106
Hz，
当 L2＝4 mH，C2＝90 pF 时，频率最低，即 fmin＝2π
1 L2C2
＝ 2π
1 4×10－3×
90×
10－12≈
2.7×
105
Hz.
考点一
麦克斯韦电磁场理论
1．麦克斯韦电磁场理论 (1)变化的磁场产生电场 如下图所示，麦克斯韦认为在变化的磁场周围产生电场， 是一种普遍存在的现象，跟闭合电路(导体环)是否存在无关．导 体环的作用只是用来显示电场的存在．
(3)电磁波具有波的共性，能产生干涉、衍射等现象，与物 质相互作用时，能发生反射、吸收、折射．
(4)电磁波的波速、波长与频率的关系：v＝fλ 或 λ＝vf .
4．赫兹发现了电磁波 1886 年，赫兹用如图所示的实验证明了麦克斯韦预言的正 确性，第一次发现了电磁波．他还通过实验观察到了电磁波的 反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象．通过实验证明了电磁 波在真空中具有与光相同的速度 c.
2．麦克斯韦对电磁波的预言 如果在空间某区域内有____周_期__性_____变化的电场，那么这 个变化的电场就在空间引起 ___周__期__性_____变化的磁场；这个 ____变__化______的磁场又引起新的____变__化______的电场……于是，
变化的_____电_场______和变化的_____磁__场_____交替产生，由近及远 向周围传播，形成了___电__磁__波_____
提示：电磁波是由电磁振荡产生的，在收音机附近，将电 池盒的两引线反复碰触，变化的电流产生变化的磁场，变化的 磁场产生变化的电场，这样会形成电磁波，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 动机内通有交流电，发动机的运行同样会引起收音机发出“喀 喀”声．
三、电磁振荡的周期和频率
3．电磁波的特点 (1)电磁波中的电场强度与磁感应强度互相___垂__直_______，
而 且 二 者 均 与 波 的 传 播 方 向 ____垂__直______ ， 因 此 电 磁 波 是 _____横__波_____
(2)电磁波在真空中传播的速度等于__光__速__c______，光的本 质是__电__磁__波______
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．
第三章
电磁振荡与电磁波
1 电磁振荡
2 电磁场与电磁波
01课前自主学习 03课堂效果检测
02课堂考点演练 课时作业
一、麦克斯韦的电磁场理论及对电磁波的预言 1．麦克斯韦电磁场理论 英国物理学家麦克斯韦在总结前人研究电磁现象成果的基 础上，建立了完整的电磁场理论．可定性表述为：____变__化______ 的磁场产生电场，____变__化______的电场产生磁场．
北京时间 2011 年 11 月 3 日凌晨，“神舟”八号飞船与“天宫” 一号目标飞行器实现刚性连接，形成组成体，中国载人航天首次空间 交会对接试验获得成功．“神舟”八号与“天宫”一号交会对接的成 功意味着我国成为继美国、俄罗斯后，第三个独立掌握航天交会对接 技术的国家．因此，“天宫”一号与“神八”这次太空中的亲密接触， 不仅奠定了中国载人航天技术在世界上的一席之地，也使中国未来空 间站的组装和建造成为可能．“神八”与“天宫”一号的对接过程是 在地面控制中心的科学家们的指挥下完成的，地面控制中心与“神 舟”八号和“天宫”一号相距如此之远，他们是如何完成控制指令的 传输的？
【方法指导】 变化的磁场产生的电场，称为感应电场， 也叫涡旋场，跟前面学过的静电场一样，处于电场中的电荷受 力的作用，且 F＝qE.但它们也有显著的区别，表现为：(1)静电 场的电场线是非闭合曲线，而感应电场的电场线是闭合曲线；(2) 静电场中有电势的概念，而感应电场中无电势的概念；(3)在同 一静电场中，电荷运动一周(曲线闭合)，电场力做功一定为零， 而在感应电场中，电荷沿闭合曲线运动一周，电场力做功不一 定为零；(4)静电场的“源”起于电荷，而感应电场的“源”起 于变化的磁场．
4．赫兹的实验
(1)赫兹利用如图的实验装置，证实了___电__磁__波_____的存在． (2)赫兹的其他实验成果：赫兹通过一系列的实验，观察到 了电磁波的反射、折射、干涉、衍射和偏振现象，并通过测量 证明，电磁波在真空中具有与光相同的____速__度______，证实了 麦克斯韦关于光的电磁理论．
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，使收音机收不到电台 的广播，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(如图)，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．
间产生恒定的磁场
产生恒定的电场
不均匀变化的电场在周围 不均匀变化的磁场在周围空
空间产生变化的磁场
间产生变化的电场
振荡电场产生同频率的振 振荡磁场产生同频率的振荡
荡磁场
电场
【拓展延伸】 麦克斯韦的重大贡献有哪些？ 麦克斯韦集电磁学研究成果之大成，不仅预言了电磁波的 存在，而且揭示了电、磁、光现象在本质上的统一性，建立了 完整的电磁场理论．麦克斯韦电磁场理论的意义足以与牛顿力 学体系相媲美，它是物理学发展中一个划时代的里程碑．
提示：借助于电磁波．
二、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，最简单的振荡电 路为 LC 振荡电路．
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．
【解析】 根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场才产 生磁场，均匀变化的电场产生恒定的磁场，非均匀变化的电场产 生变化的磁场．

总结提能 在理解麦克斯韦电磁场理论时，要注意静电场不 产生磁场，稳定磁场也不产生电场．
下列说法正确的是( D ) A．稳定的电场产生稳定的磁场 B．均匀变化的电场产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场 产生均匀变化的电场 C．变化的电场产生的磁场一定是变化的 D．振荡的电场周围空间产生的磁场也是振荡的
(2)变化的电场产生磁场 根据麦克斯韦理论，在给电容器充电的时候，不但导体中 的电流要产生磁场，而且在电容器两极板间变化的电场周围也 要产生磁场，如图所示．
2．对电磁场理论的理解
变化的电场产生磁场
变化的磁场产生电场
恒定的电场不产生磁场
恒定的磁场不产生电场
均匀变化的电场在周围空 均匀变化的磁场在周围空间
(Hz)、亨利(H)、法拉(F)．
某 LC 振荡电路，线圈的自感系数可从 0.1 mH 变到 4 mH， 电容器的电容可从 4 pF 变到 90 pF.该电路振荡的最高频率是多 少？最低频率是多少？
答案：8.0×106 Hz 2.7×105 Hz
解析：由
f＝2π
1 知，当 LC
L1＝0.1
mH，C1＝4
后人为纪念赫兹的实验为无线电技术的发展作出的突出贡 献，把频率的单位定为赫兹.
【例 2】 [多选]电磁波与声波比较，下列说法正确 4 的是 ( ABC )
A．电磁波的传播不需要介质，声波的传播需要介质 B．由空气进入水中时，电磁波速度变小，声波速度变大 C．由空气进入水中时，电磁波波长变短，声波波长变长 D．电磁波和声波在介质中的传播速度，都是由介质决定的， 与频率无关
要知道电磁波与机械波有哪些相同，哪些不同．
【解析】 电磁波传播不需要介质，而声波属于机械波，声 波传播离不开介质，A 正确；电磁波在空气中的速度接近光在真 空中的速度，进入水中速度变小，而声波进入水中速度反而比空 气中大，B 正确；由 v＝λf，电磁波或声波由一种介质进入另一 种介质时，频率不变，可见波速 v 与波长 λ 成正比，C 正确；电 磁波的速度不仅与介质有关，还与频率有关，这点与声波不相同， D 错误．本题易错选 D，关键是没有弄清机械波的传播速度只与 介质有关，而电磁波的传播速度由介质和频率共同决定．