电磁振荡教科版(1)

1、第二节第二节 电磁振荡电磁振荡一、电磁振荡的产生一、电磁振荡的产生点击下图观看实验点击下图观看实验+ + + +CLSE 实验表明，实验表明，LCLC回路里产生的振荡电流是按正回路里产生的振荡电流是按正弦规律变化的。弦规律变化的。1. 振荡电流振荡电流: 这种电路产生的大小和方向做周这种电路产生的大小和方向做周期性变化的电流期性变化的电流, 叫振荡电流叫振荡电流.2. 能够产生振荡电流的电路叫振荡电路能够产生振荡电流的电路叫振荡电路. 如图如图 示是一种简单的振荡电路示是一种简单的振荡电路, 称称LC振荡电路振荡电路.说明说明: 由由LC回路产生的振荡电流也是一回路产生的振荡电流也是一种交变电

2、流种交变电流, 只是它的频率比照明用交变电流只是它的频率比照明用交变电流的频率高得多的频率高得多.3. LC回路产生的振荡电流按正弦规律变化回路产生的振荡电流按正弦规律变化.一、电磁振荡的产生一、电磁振荡的产生（1 1）电磁振荡：在振荡电路里产生振荡电流的）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，通过线圈的电流，过程中，电容器极板上的电荷，通过线圈的电流，以及跟电流和电荷相联系的磁场和电场都发生周期以及跟电流和电荷相联系的磁场和电场都发生周期性变化的现象，叫做性变化的现象，叫做电磁振荡电磁振荡（2 2）机械振动和电磁振荡有本质的不同，但它）机械振动和电磁振荡有本质的不同

3、，但它们具有共同的变化规律们具有共同的变化规律机械机械振动振动位移位移x x（或加或加速度速度a a）速度速度v v势能势能动能动能电磁电磁振荡振荡带电量带电量q q（或或U U、E E）电流电流i i（或或B B）电场电场能能磁场磁场能能LCLC回路振荡过程回路振荡过程点击下图观看点击下图观看LCLC回路振荡过程回路振荡过程电容器电容器具有充、具有充、放电作用放电作用线圈线圈具有自具有自感作用感作用L + + + +C一一个个周周期期性性变变化化放电放电充电充电充电充电放电放电+ +- - - -+ +- - - -q=Qm i=0q=Qm i=0q=0 i=Imq=0 i=Im第一类：第一

4、类：电容器的电荷电容器的电荷q、电压、电压u、电场、电场E、 电场能电场能E电电、线圈的自感电动势、线圈的自感电动势e自自第二类：第二类：线圈的电流线圈的电流i、磁场、磁场B、磁场能、磁场能E磁磁两类量的变化规律相反两类量的变化规律相反. 即第一类增大时即第一类增大时第二类减小第二类减小; 第一类达最大时第二类为零第一类达最大时第二类为零.两类量两类量:(3)(3)变化规律的图象描述：变化规律的图象描述：qtot电场能电场能oito磁场能磁场能toLC_ _ _+ + +LC_+电源用电器用电器放电：电场能磁场能磁场能电场能充电充电：(1)(1)两个物理过程：两个物理过程：放电过程放电过程:

5、:电场能转化为磁场能，电场能转化为磁场能，q iq i充电过程充电过程: :磁场能转化为电场能，磁场能转化为电场能，q iq i充电完毕状态充电完毕状态: :磁场能向电场能转化完毕磁场能向电场能转化完毕, ,电场电场能最大能最大, ,磁场能最小磁场能最小. .放电完毕状态放电完毕状态: :电场能向磁场能转化完毕电场能向磁场能转化完毕, ,磁场磁场能最大能最大, ,电场能最小电场能最小. .LCLC回路工作过程具有回路工作过程具有对称性对称性和和周期性周期性, ,可归结为可归结为(2)(2)两个特殊状态：两个特殊状态：3 3、电磁振荡的特点：、电磁振荡的特点：二、阻尼振荡和无阻尼振二、阻尼振荡和

6、无阻尼振荡荡 点击下图观看实验点击下图观看实验 2 2阻尼振荡：阻尼振荡：任何电磁振荡电路中，总存在能量任何电磁振荡电路中，总存在能量损耗，使振荡电流的振幅逐渐减小，这种振荡叫做损耗，使振荡电流的振幅逐渐减小，这种振荡叫做阻阻尼振荡尼振荡，或叫做，或叫做减幅振荡减幅振荡 （1 1）振荡电路中的能量损耗有一部分转化为内能）振荡电路中的能量损耗有一部分转化为内能（产生焦耳热），还有一部向外辐射出去而损失（产生焦耳热），还有一部向外辐射出去而损失 （2 2）如果用振荡器不断地将电源的能量补充到振）如果用振荡器不断地将电源的能量补充到振荡电路中去，就可以保持等幅振荡荡电路中去，就可以保持等幅振荡 1

7、1无阻尼振荡：无阻尼振荡：在电磁振荡中，如果没有能量损在电磁振荡中，如果没有能量损失，振荡电流的振幅保持不变，这种振荡叫做失，振荡电流的振幅保持不变，这种振荡叫做无无阻尼振阻尼振荡荡，也叫做，也叫做等幅振荡等幅振荡 1. 无阻尼振荡（理想）无阻尼振荡（理想）2. 阻尼振荡（实际）阻尼振荡（实际）itoito二、阻尼振荡和无阻尼振荡二、阻尼振荡和无阻尼振荡三、电磁振荡的周期和频率三、电磁振荡的周期和频率 1 1周期和频率：电磁振荡完成一次周期性变化所需的时间周期和频率：电磁振荡完成一次周期性变化所需的时间叫做叫做周期周期，一秒钟内完成周期变化的次数叫做，一秒钟内完成周期变化的次数叫做频率频率 L

8、CLC回路的周期和频率：回路的周期和频率： 由回路本身的特性决定这种由振荡回路本身特性所决由回路本身的特性决定这种由振荡回路本身特性所决定的振荡周期（或频率）叫做定的振荡周期（或频率）叫做振荡电路的固有周期振荡电路的固有周期（或（或固有频率），简称固有频率），简称振荡电路的周期振荡电路的周期（或频率）（或频率） 2在一个周期内，振荡电流的方向改变两次；电场在一个周期内，振荡电流的方向改变两次；电场能（或磁场能）完成两次周期性变化能（或磁场能）完成两次周期性变化 大量实验表明：大量实验表明：（1 1）电容增大时，周期变长（频率变）电容增大时，周期变长（频率变低）；低）；（2 2）电感增大时，周期

9、变长（频率变）电感增大时，周期变长（频率变低）；低）；（3 3）电压升高时，周期不变（频率不）电压升高时，周期不变（频率不变）变）结果表明，结果表明，LCLC回路的周期和频回路的周期和频率只与电容率只与电容C C和自感和自感L L有关，跟电容器有关，跟电容器的带电多少和回路电流大小无关的带电多少和回路电流大小无关3 3、LCLC回路的周期和频率公回路的周期和频率公式式 （1 1）式中各物理量）式中各物理量T T、L L、C C、f f的单位分别是的单位分别是s s、HH、F F、HzHz（2 2）适当地选择电容器和线圈，可使振荡电路物周期和频率适当地选择电容器和线圈，可使振荡电路物周期和频率符

10、合我们的需要符合我们的需要 LCfLCT212例：例： 对振荡电路，下列说法正确的是（ ） B振荡电路中，电场能与磁场能的转化周期为 LC2A振荡电路中、电容器充电或放电一次所用的时间为 LC C振荡过程中，电容器极板间电场强度的变化周期为 LC2D振荡过程中，线圈内磁感应强度的变化周期为 LC2解析：解析：在一个周期内，电容器充电、放电各两次，每次充电或放电所用的时间为振荡周期的1/4电场能与电场强度的方向无关，磁场能与磁感应强度的方向无关，因此在电磁振荡的一个周期内各出现两次最大值，即电场能或磁场能的变化周期为电场、磁场、电荷的变化周期跟电流的变化周期相同均为LC2LC所以，正确选项为CD

11、 例：例：如图所示的振荡电路中，某时刻线圈中磁场方向如图所示的振荡电路中，某时刻线圈中磁场方向向上，且电路的电流正在增强则此时向上，且电路的电流正在增强则此时 （ ）A Aa a点电势比点电势比b b点低点低B B电容器两极板间场强正在减小电容器两极板间场强正在减小C C电路中电场能正在增大电路中电场能正在增大D D线圈中感应电动势正在减小线圈中感应电动势正在减小 解析：因为电路中电流正在增强，所以电容器处于放电过程，极板上的电荷不断减少，两板间的场强正不断减小，电场能也不断减小，由安培定则可判断断得此时电容器放电的电流方向由b经线圈到a，电容器的下板带正电、上极带负电，所以b点电势高于a点电

12、势，电流增大时，电流的变化率（磁通量的变化率）减小，所以线圈中的自感电动势在减小正确选项为A、B、D2 2、在、在LCLC振荡电路中，在电容器充电完毕振荡电路中，在电容器充电完毕未开始放电时，正确的说法是：未开始放电时，正确的说法是： A A、电场能正向磁场能转化、电场能正向磁场能转化 B B、磁场能正向电场能转化、磁场能正向电场能转化 C C、电路里的电场最强、电路里的电场最强 D D、电路里的磁场最强、电路里的磁场最强C C、电路里的电场最强、电路里的电场最强1、如图所示为振荡电路在某一时刻的电、如图所示为振荡电路在某一时刻的电容器情况和电感线圈中的磁感线方向情况，容器情况和电感线圈中的磁

13、感线方向情况，由图可知，以下说法正确得是由图可知，以下说法正确得是 CL+ + + (A C)A、电容器正在充电电容器正在充电B、电感线圈的电流正在增大电感线圈的电流正在增大C、电感线圈中的磁场能正在电感线圈中的磁场能正在 转变为电容器的电场能转变为电容器的电场能 D、自感电动势正在阻碍电流自感电动势正在阻碍电流 增加增加2、如图所示，如图所示，L是电阻可以不计的纯电感是电阻可以不计的纯电感线圈，开关线圈，开关S闭合后电路中有恒定电流通过，闭合后电路中有恒定电流通过，今将开关今将开关S断开，同时开始计时，则电容器断开，同时开始计时，则电容器上极板上极板A的电量的电量q随时间变化的图象是下图随时间变化的图象是下图中的哪一项？中的哪一项？3CLAB0A0B0CDtttqqqqS注：上极板带负电荷为正注：上极板带负电荷为正3、如图所示，、如图所示，LC电路中电流电路中电流随时间变化的曲线做出的判随时间变化的曲线做出的判断正确的是断正确的是A、在、在 时刻