電磁振蕩主講人：

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學(xué) 科：物理（人教版） 年 級(jí)：高二下學(xué)期實(shí)驗(yàn)視頻ECLS觀察觀察實(shí)驗(yàn)，放電過程中，電流表的示數(shù)有什么變化？A12高中物理一、電磁振蕩的產(chǎn)生基本概念振蕩電流：大小和方向做周期性變化的電流。振蕩電路①定義：能產(chǎn)生振蕩電流的電路。②結(jié)構(gòu)：最簡單的振蕩電路是由自感線圈L和電容器C組成的電路，稱為LC振蕩電路。高中物理提問分析，剛才的LC振蕩電路中，除了電流，還有哪些物理量發(fā)生了變化？各物理量的變化具有哪些特點(diǎn)呢？高中物理一、電磁振蕩的產(chǎn)生1.基本概念(3)電磁振蕩現(xiàn)象：電容器充放電的過程中，電容器極板上的電荷量q、電路中的電流i、電容器里的電場強(qiáng)度E、線圈里的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，都在周期性地變化著。這種現(xiàn)象就是電磁振蕩。高中物理提問為什么LC振蕩電路中各個(gè)物理量是周期性變化呢？電磁振蕩的一個(gè)周期內(nèi)，各個(gè)物理量是如何變化的呢？高中物理過程1（正向放電）物理量變化：電場能↓ → 磁場能↑q↓ E

↓ i

↑ B

↑特殊值：(a)圖位置磁場能、B=0

、

i=0q

、E

、電場能最大(b)圖位置磁場能、

B

、

i

最大q

、

E

、電場能均為0ECLSA12高中物理過程2（正向充電）物理量變化：磁場能↓B

↓→ 電場能↑q↑ i

↓ E

↑（反向）特殊值：(b)圖位置磁場能、B

、i最大，q、E、電場能均為0(c)圖位置磁場能、

B

=0

、i

=0q、E、電場能最大高中物理過程3（反向放電）物理量變化：電場能↓ →q↓ i

↑(反向) E

↓(反向)磁場能↑B

↑

(反向)特殊值：(c)圖位置磁場能、B=0

、

i

=0q、E、電場能最大(d)圖位置磁場能、

B

、i最大q、E、電場能均為0高中物理過程4（反向充電）物理量變化：磁場能↓B

↓

(反向)→ 電場能↑q↑ i

↓(反向) E

↑特殊值：(d)圖位置磁場能、B

、i最大，q、E、電場能均為0(a)圖位置磁場能、

B

=0

、i

=0q、E、電場能最大高中物理2.總結(jié)：一個(gè)周期內(nèi)充放電幾次？電流方向變化幾次？3.總結(jié)：充電、放電的過程分別有哪些規(guī)律？1.總結(jié)：一個(gè)周期內(nèi)有幾個(gè)特殊狀態(tài)？各個(gè)物理量的極值出現(xiàn)在那個(gè)狀態(tài)？思考B=0i=0B=0i=0B最大i最大B最大i最大q

=0E

=0q

=0E

=0q最大E最大q最大E最大反向反向放電放電充電充電2.變化規(guī)律高中物理電磁振蕩的變化規(guī)律電容器極板上的電量、振蕩電流、電場和磁場變化的頻率相同，在一個(gè)周期內(nèi)完成一次周期性變化，頻率均為f。在一個(gè)周期內(nèi)電場能和磁場能相互轉(zhuǎn)化兩次，轉(zhuǎn)化的頻率為2f。兩個(gè)物理過程：①放電過程：電場能轉(zhuǎn)化為磁場能，電場能↓→磁場能↑電容器帶電量q↓→電路中電流i↑，電場強(qiáng)度E↓→磁感應(yīng)強(qiáng)度B↑；②充電過程：磁場能轉(zhuǎn)化為電場能，電場能↑→磁場能↓電容器帶電量q↑→電路中電流i↓，電場強(qiáng)度E↑→磁感應(yīng)強(qiáng)度B↓判斷LC振蕩電路充放電的方法是什么？高中物理實(shí)驗(yàn)表明，LC振蕩電路里產(chǎn)生的振蕩電流是按正弦規(guī)律變化的。4.拓展：各物理量隨時(shí)間的變化圖象如何？高中物理從圖中能得到哪些信息呢？思考it

其他物理量的圖像如何呢？0放電充 電放電充 電TT/2T/43T/4高中物理Et0TT/2T/43T/4qt0TT/2T/43T/4Bt0TT/2T/43T/4ut0TT/2T/43T/4高中物理it0TT/2T/43T/4ut0TT/2T/43T/4高中物理對(duì)比機(jī)械振動(dòng)的各個(gè)物理量也具有周期性。對(duì)比機(jī)械振動(dòng)與電磁振蕩，二者有哪些相似的特點(diǎn)呢？機(jī)械振動(dòng)位移x(或加速度a)速度v勢(shì)能動(dòng)能電磁振蕩帶電量q(或u、E)電流i

(或B)電場能 磁場能高中物理思考二、阻尼振蕩和無阻尼振蕩無阻尼振蕩：在電磁振蕩中，如果沒有能量損失，振蕩電流的振幅保持不變，這種振蕩叫做無阻尼振蕩，也叫做等幅振蕩．阻尼振蕩：任何電磁振蕩電路中，總存在能量損耗，使振蕩電流的振幅逐漸減小，這種振蕩叫做阻尼振蕩。哪些原因造成了電磁振蕩的能量損失呢？有沒有辦法補(bǔ)充能量呢？實(shí)驗(yàn)視頻高中物理高中物理二、阻尼振蕩和無阻尼振蕩1．無阻尼振蕩：在電磁振蕩中，如果沒有能量損失，振蕩電流的振幅保持不變，這種振蕩叫做無阻尼振蕩，也叫做等幅振蕩。2．阻尼振蕩：任何電磁振蕩電路中，總存在能量損耗，使振蕩電流的振幅逐漸減小，這種振蕩叫做阻尼振蕩。振蕩電路中的能量損耗有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（產(chǎn)生焦耳熱），還有一部向外輻射出去而損失。如果用振蕩器不斷地將電源的能量補(bǔ)充到振蕩電路中去，就可以保持等幅振蕩。高中物理2．在一個(gè)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。1．周期和頻率：電磁振蕩完成一次周期性變化所需的時(shí)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振蕩電路的周期和頻率跟什么因素有關(guān)呢？三、電磁振蕩的周期和頻率LC振蕩電路的周期和頻率跟什么因素有關(guān)呢？思考電容較大時(shí)，電容器充電、放電的時(shí)間長些還是短些？線圈的自感系數(shù)較大時(shí)，電容器充電、放電時(shí)間長些還是短些？根據(jù)上面的討論結(jié)果，定性地講，LC電路的周期(頻率)與電容C、電感L的大小有什么關(guān)系？實(shí)驗(yàn)視頻高中物理高中物理周期和頻率：電磁振蕩完成一次周期性變化所需的時(shí)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振蕩電路的周期和頻率：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)。在一個(gè)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。三、電磁振蕩的周期和頻率3．

LC振蕩電路（理想）的周期和頻率式中各物理量T、L、C、f

的單位分別是s、H、F、Hz．適當(dāng)?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。dc

εS高中物理例題1LC振蕩電路在工作過程中狀態(tài)的分析如圖所示為LC電路中電容器兩極板上的電壓u隨時(shí)間t變化的圖象，由圖可知( )A．在t1時(shí)刻，電路中的磁場能最小B．從t1到t2，電路中的電流不斷變小C．從t2到t3，電容器極板上的帶電荷量增多D．在t4時(shí)刻，電容器中的電場能最小【答案】 ACD高中物理例題2LC回路在工作過程中狀態(tài)的分析在LC振蕩電路中，某時(shí)刻的磁場方向如圖所示，則下列說法正確的是()A．若磁場正在增強(qiáng)，則電容器上極板帶正電B．若磁場正在減弱，則電容器上極板帶正電C．若電容器正在放電，則電容器上極板帶正電D．若電容器在充電，則自感電動(dòng)勢(shì)的方向與電流的方向相反【答案】 B高中物理例題3如圖所示電路中，L是電阻不計(jì)的電感器，C是電容器，閉合開關(guān)S，待電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，再打開開關(guān)S，LC電路中將產(chǎn)生電磁振蕩。如果規(guī)定電感L中的電流方向從a到b為正，打開開關(guān)的時(shí)刻為t＝0時(shí)刻，能正確表示電感中的電流i隨時(shí)間t變化規(guī)律的是( )【答案】

C兩種初始條件下的電磁振蕩高中物理例題4汽車收音機(jī)是利用LC振蕩電路來接收電磁波能量的，現(xiàn)需要增大LC電路的固有頻率，來接收頻率較高的電磁信號(hào)，下列哪些方法是可行的( )減小電容器上的充電電壓減小電容器兩極板之間的間距C．在線圈中將鐵芯抽出一些D．增加線圈的匝數(shù)【