电磁振荡_课件

麦克斯韦
20年后德国物理学家赫兹第一次用实验 证实了电磁波的存在，此后电磁波广泛 用于各个领域 。
赫兹
卫星通过接收和发送电磁波传 送声音、图象等信息。
不同种类的卫星可以做军事侦 察、探测矿藏、预报天气天文 观测等，其用途不胜枚举。
军事雷达通过接收和发送电磁 波获取军事情报传达命令，瞬 息万里。真可谓“运筹帷幄之 中，决胜于千里之外。”
演示实验
现象：电流表的指针左右摆动。
结论：这表明电路中产生了 大小和方向做周期性变化的 电流。
振荡电路 了解振荡电路的结构。
初步了解电磁振荡中的各阶段电容、电压、电量、电流的 变化。
振荡电路 振荡电流：
这种电路产生大小和方向都做周期性 变化的电流，叫做振荡电流。 振荡电路： 能够产生振荡电流的电路，叫做振荡电路。
这是太阳在电磁波紫外线波段 的照片。用来研究太阳的活动 。
今天，电磁波与人们的生活息息相关， 它的发现使人类的信息 传递发生了巨大的变革，在科技、军事、生活、等各个领域都 有广泛的应用。
没有人能想到没有电磁波的世界会变成怎么样。
要产生持续的电磁波，需要变化的电磁场； 要产生变化的电磁场，需要变化的电流。 如何得到？
电磁振荡
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。 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 为零。
充放电过程的判断
电磁振荡
注意： ①电磁振荡过程中总能量守恒：
电场能＋磁场能＝恒量 ②电磁振荡过程中，电场能与磁场能交替转化。
电场能↓ ↑
磁场能↑ ↓
电容器电量最
电场强度 E↓ ↑
磁感应强度 B↑ ↓大时，电流为 零
电容器带电量 q↓ ↑
电路中电流 i↑ ↓
充放电过程的判断 此图正处充电过程还是放电过程？ 放电
充放电过程的判断 此图是处充电过程，则电容器上极板带正电还是负电？ 正电
由自感线圈L和电容器C组成的 振荡电路叫做LC振荡电路。
它是最简单的振荡电路。
理想的LC振荡电路：只考虑电感 、电容的作用，而忽略能量损耗
振荡电路 用示波器观察LC振荡回路的振荡电流
自感线圈：通电后 里面形成磁场储存 了磁场能。
示波器：用来 观察电路中电 信号波形的仪 器。
电容器：充电后储 存电荷，上下极板 间储存了电场形式 的电场能。
振荡电路
LC 振荡 电路 的振 荡电 流产 生过 程
++ ++
放电
-- --
q
充
i电
++ ++
-- --
q
i
周期性的
化变
放电
i
q
++ + +
-- --
反i
向
充 电
q
产生振荡电流的过程 中，电容器极板上的 电荷q，通过线圈的电 流i，发生周期性变化。
-- --பைடு நூலகம்
++ + +
振荡电路
LC振荡电路产生振荡电流的物理原因是什么？
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高中物理选择性必修2 第四章 电磁振荡与电磁波
电磁振荡
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教学目标 通过对电磁振荡的实验观察，体会LC电路中电荷、电场、 电流、磁场的动态变化过程及电磁波的产生过程。 了解LC振荡电流及其相关物理量的变化情况。
了解固有周期和固有频率的公式，了解实际生产生活中调 节振荡电路的频率的基本方法。
++
T/2～3T/4
-
+
T/2～3T/4
t=T/4
振荡电路中的充放电曲线
+
++
-
3T/4～T
--
3T/4～T
+++
---
3T/4～T
+ +++
----
t=T
振荡电路中的充放电曲线
时间t 电量q 电流I 电场能 磁场能
t=0 最大 零 最大 零
t=T/4 零 最大 零 最大
t=T/2 最大 零 最大 零
教学重点 分析振荡电流的产生过程。 电磁振荡过程中电场能与磁场能的相互转化规律。
教学难点 理解振荡电流的产生过程。 LC回路振荡过程中电场强度和磁感应强度的相互转化规律。
19世纪60年代，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，提出：变化的磁场产生电场，变化的电场产 生磁场”，预言了电磁波的存在。
t=3T/4 零 最大 零 最大
t=T 最大 零 最大 零
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。
振荡电路中的充放电曲线
正向 放电
正向 充电
反向 放电
反向 充电
振荡电路中的充放电曲线 说明： ①电容器储存的电荷应在上下极板内部。 ②电容器极板电荷的减少、电路中电流的增加线圈中磁场的 增强应是同步的。
振荡电路中的充放电曲线
++++
++ +
++
+
- ---
-- -
--
t=0
0～T/4
0～T/4
-
0～T/4
t = T/4
B(T )
振荡电路中的充放电曲线
-
--
+
T/4～T/2
++
T/4～T/2
-- +++
T/4～T/2
- -- ++++
t=T/2
振荡电路中的充放电曲线
-- -
--
+++
T/2～3T/4
振荡电路中的能量分析
用电器
电源
L
++ C
L
--
用电器
C
+
放电：电场能 磁场能 充电：磁场能 电场能
振荡电路中的能量分析 整个过程中，
电磁振荡
电磁振荡： 在振荡电路里产生振荡电流的过程中，电容器极板上的电荷q ，通过线圈的电流i，以及跟电流和电荷相联系的磁场B和电 场E等都发生周期性变化的现象，叫做电磁振荡。
LC回路产生的振荡电流按正弦规律变化。
振荡电路 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。
由LC回路产生的振荡电流也是一种交变电流，只是它的 频率比照明用交变电流的频率高得多。 在无线电技术中实际使用的振荡电流，频率很高。
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。
++ ++ - - --
++ ++ -- --
-- -+ +++
-- -++ ++
++ ++ - - --
正向放电 正向充电 反向+放电 反向充电
在充放电过程中，电路中的电流和电压随时间分别是如何变化的呢？
振荡电路的电压和电流关系 掌握振荡电路的电流随时间关系。 掌握振荡电路中电量随时间变化关系。 掌握振荡电路中电量随时间变化关系。