高中物理 14.2《電磁振蕩》課件 新人教版選修3-4.ppt

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第十四章 電磁波,第二節(jié) 電磁振蕩,復習電磁波的發(fā)現(xiàn),麥克斯韋的電磁場理論 電磁波,,,,,,,,,,,,L,C,ω,K,電路圖,,G,,,,,,,,C,L,K,G,,,,,,,,,,,,L,C,ω,K,電路圖,,+ + + + _ _ _ _,,G,,,,,,,,,,,,,,,,,,L,C,ω,K,電路圖,+ + + + _ _ _ _,,G,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,L,C,ω,K,電路圖,,,,G,,,+ + + + _ _ _ _,,大小和方向都做周期性變化的電流叫振蕩電流,產(chǎn)生振蕩電流的電路叫振蕩電路,振蕩電流:,振蕩電路:,LC回路：由線圈L和電容C組成的最簡單振蕩電路。,理想的LC振蕩電路:只考慮電感、電容的作用，而忽略能量損耗,,,,,,,,L,C,,LC振蕩電路,振蕩原理分析,,,,,,,,,,,L,C,_ _ _ + + +,,A,,,,,,,,,,,C,,,B,,,,,,,L,,,,,,,,,,,L,C,_ _ _ + + +,,,,,C,,,,,,,,C,,,,,,,L,D,,,,,,,放電,充電,放電,充電,,,,,,_ _ + +,,,+ + _ _,,,,,,,,,,,L,C,,},I,磁場能,},q,電場能,ω,ω,小 結(jié),B,U,E,,第二,,第一,,整體感知,,,,,,,,,L,C,_ _ + +,,,,,,,,,,L,C,_,,+,,,電源,用電器,,,,用電器,,放電：,,電場能,磁場能,磁場能,,電場能,充電：,,,,,,,,例:1,此圖正處充電過程還是放電過程？,,,,+ + +,_ _ _,,,,,,,,,此圖正處充電過程還是放電過程？,答:放電,例2：,此圖是處充電過程，則電容器上極板帶正電還是負電？,,,,,,,,,,,答：正電,電磁振蕩種類,,,i,t,,,,,,,,,i,t,（1）,（2）,B、阻尼振蕩,任何振蕩電路中,總存在能量損耗,使振蕩電流 i 的振幅逐漸減小,這種振蕩叫阻尼振蕩.如圖(2),A、振蕩電路中，若沒有能量損耗，則振蕩電流的振幅將不變 ，這種振蕩叫無阻尼振蕩。如圖：(1),無阻尼振蕩和阻尼振蕩,總結(jié)與拓展,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,++,_ _,,,,,,,,,,,,,,,+ +,,,,,,,,— —,,,,,,,,勢能,動能,勢能,,,動能,電場能,磁場能,電場能,磁場能,,,,,,,,,,,,,+ +,_ _,勢能,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,0,i,t,,,,T,T,3T,T,,,,4,2,4,電場能,,,,,,,,,,思考題,,,1、如圖所示為振蕩電路在某一時刻的電容器情況和電感線圈中的磁感線方向情況，由圖可知，以下說法正確得是,,,,,,,C,,,,,,L,+ + +,— — —,,,,,,,,,,(A C),A、電容器正在充電 B、電感線圈的電流正在增大 C、電感線圈中的磁場能正在轉(zhuǎn)變?yōu)殡娙萜鞯碾妶瞿? D、自感電動勢正在阻礙電流增加,,1、如圖所示為振蕩電路在某一時刻的電容器情況和電感線圈中的磁感線方向情況，由圖可知，以下說法正確得是,A、電容器正在充電 B、電感線圈的電流正在增大 C、電感線圈中的磁場能正在轉(zhuǎn)變?yōu)殡娙萜鞯碾妶瞿? D、自感電動勢正在阻礙電流增加,,,,,,,C,,,,,,L,- - -,,,,,,+ + +,2、如圖所示，LC電路中電流隨時間變化的曲線做出的判斷正確的是 A、在t1時刻電容器兩端電壓最小 B、在t1時刻電容器帶的電量為零 C、在t2時刻電路中只有電場能 D、在t2時刻電路中只有磁場能,,,1,i,0,,,t,,t,1,t,2,,答：ABC,3.已知LC振蕩電路中電容器極板1上的電量隨時間變化的曲線如圖所示則（ ） A.a、c兩時刻電路中電流最大，方向相同 B.a、c兩時刻電路中電流最大，方向相反 C.b、d兩時刻電路中電流最大，方向相同 D.b、d兩時刻電路中電流最大，方向相反,,4.當LC振蕩電路中電流達到最大值時，下列敘述中正確的是（ ）。 A.磁感應強度和電場強度都達到最大值 B.磁感應強度和電場強度都為零 C.磁感應強度最大而電場強度為零 D.磁感應強度是零而電場強度最大,,電磁振蕩的周期和頻率,電磁振蕩與簡諧運動有很多相似之處，它們的運動都有周期性，我們知道自由振動的周期只與振動系統(tǒng)本身的特性有關(guān)，那么電磁振蕩的周期或頻率是由什么因素決定的呢？本節(jié)我們將研究這個問題．,一、電磁振蕩的周期和頻率,1．周期和頻率：電磁振蕩完成一次周期性變化所需的時間叫做周期，一秒鐘內(nèi)完成周期變化的次數(shù)叫做頻率． LC回路的周期和頻率由回路本身的特性決定．這種由振蕩回路本身特性所決定的振蕩周期（或頻率）叫做振蕩電路的固有周期（或固有頻率），簡稱振蕩電路的周期（或頻率）．,2．在一個周期內(nèi)，振蕩電流的方向改變兩次；電場能（或磁場能）完成兩次周期性變化．,大量實驗表明： （1）電容增大時，周期變長（頻率變低）； （2）電感增大時，周期變長（頻率變低）； （3）電壓升高時，周期不變（頻率不變）． 結(jié)果表明，LC回路的周期和頻率只與電容C和自感L有關(guān)，跟電容器的帶電多少和回路電流大小無關(guān)．,定性解釋： 電容越大，電容器容納電荷就越多，充電和放電所需的時間就越長，因此周期越長，頻率越低；自感越大，線圈阻礙電流變化的作用就越大，使電流的變化越緩慢，因此周期越長，頻率越低．,LC回路的周期和頻率公式,（1）式中各物理量T、L、C、f的單位分別是s、H、F、Hz． （2）適當?shù)剡x擇電容器和線圈，可使振蕩電路物周期和頻率符合我們的需要．,例： 對振蕩電路，下列說法正確的是（ ）,B．振蕩電路中，電場能與磁場能的轉(zhuǎn)化周期為,A．振蕩電路中、電容器充電或放電一次所用的 時間為,C．振蕩過程中，電容器極板間電場強度的變化 周期為,D．振蕩過程中，線圈內(nèi)磁感應強度的變化 周期為,解析：,在一個周期內(nèi)，電容器充電、放電各兩次，每次充電或放電所用的時間為振蕩周期的1/4．電場能與電場強度的方向無關(guān)，磁場能與磁感應強度的方向無關(guān)，因此在電磁振蕩的一個周期內(nèi)各出現(xiàn)兩次最大值，即電場能或磁場能的變化周期為 ．電場、磁場、電荷的變化周期跟電流的變化周期相同．均為 ．,所以，正確選項為C．D．,小結(jié)：,LC振蕩電路中電磁振蕩的固有周期回路的周期,固有頻率,