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(fù)習(xí)電磁波的發(fā)現(xiàn),麥克斯韋的電磁場(chǎng)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(xiàn)圈L和電容C組成的最簡(jiǎn)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(chǎng)能,},q,電場(chǎng)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(chǎng)能,磁場(chǎng)能,磁場(chǎng)能,,電場(chǎng)能,充電：,,,,,,,,例:1,此圖正處充電過(guò)程還是放電過(guò)程？,,,,+ + +,_ _ _,,,,,,,,,此圖正處充電過(guò)程還是放電過(guò)程？,答:放電,例2：,此圖是處充電過(guò)程，則電容器上極板帶正電還是負(fù)電？,,,,,,,,,,,答：正電,電磁振蕩種類(lèi),,,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(méi)有能量損耗，則振蕩電流的振幅將不變 ，這種振蕩叫無(wú)阻尼振蕩。如圖：(1),無(wú)阻尼振蕩和阻尼振蕩,總結(jié)與拓展,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,++,_ _,,,,,,,,,,,,,,,+ +,,,,,,,,— —,,,,,,,,勢(shì)能,動(dòng)能,勢(shì)能,,,動(dòng)能,電場(chǎng)能,磁場(chǎng)能,電場(chǎng)能,磁場(chǎng)能,,,,,,,,,,,,,+ +,_ _,勢(shì)能,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,0,i,t,,,,T,T,3T,T,,,,4,2,4,電場(chǎng)能,,,,,,,,,,思考題,,,1、如圖所示為振蕩電路在某一時(shí)刻的電容器情況和電感線(xiàn)圈中的磁感線(xiàn)方向情況，由圖可知，以下說(shuō)法正確得是,,,,,,,C,,,,,,L,+ + +,— — —,,,,,,,,,,(A C),A、電容器正在充電 B、電感線(xiàn)圈的電流正在增大 C、電感線(xiàn)圈中的磁場(chǎng)能正在轉(zhuǎn)變?yōu)殡娙萜鞯碾妶?chǎng)能 D、自感電動(dòng)勢(shì)正在阻礙電流增加,,1、如圖所示為振蕩電路在某一時(shí)刻的電容器情況和電感線(xiàn)圈中的磁感線(xiàn)方向情況，由圖可知，以下說(shuō)法正確得是,A、電容器正在充電 B、電感線(xiàn)圈的電流正在增大 C、電感線(xiàn)圈中的磁場(chǎng)能正在轉(zhuǎn)變?yōu)殡娙萜鞯碾妶?chǎng)能 D、自感電動(dòng)勢(shì)正在阻礙電流增加,,,,,,,C,,,,,,L,- - -,,,,,,+ + +,2、如圖所示，LC電路中電流隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)做出的判斷正確的是 A、在t1時(shí)刻電容器兩端電壓最小 B、在t1時(shí)刻電容器帶的電量為零 C、在t2時(shí)刻電路中只有電場(chǎng)能 D、在t2時(shí)刻電路中只有磁場(chǎng)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(shí)間變化的曲線(xiàn)如圖所示則（ ） A.a、c兩時(shí)刻電路中電流最大，方向相同 B.a、c兩時(shí)刻電路中電流最大，方向相反 C.b、d兩時(shí)刻電路中電流最大，方向相同 D.b、d兩時(shí)刻電路中電流最大，方向相反,,4.當(dāng)LC振蕩電路中電流達(dá)到最大值時(shí)，下列敘述中正確的是（ ）。 A.磁感應(yīng)強(qiáng)度和電場(chǎng)強(qiáng)度都達(dá)到最大值 B.磁感應(yīng)強(qiáng)度和電場(chǎng)強(qiáng)度都為零 C.磁感應(yīng)強(qiáng)度最大而電場(chǎng)強(qiáng)度為零 D.磁感應(yīng)強(qiáng)度是零而電場(chǎng)強(qiáng)度最大,,電磁振蕩的周期和頻率,電磁振蕩與簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)有很多相似之處，它們的運(yùn)動(dòng)都有周期性，我們知道自由振動(dòng)的周期只與振動(dòng)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(gè)問(wèn)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(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(jiǎn)稱(chēng)振蕩電路的周期（或頻率）．,2．在一個(gè)周期內(nèi)，振蕩電流的方向改變兩次；電場(chǎng)能（或磁場(chǎng)能）完成兩次周期性變化．,大量實(shí)驗(yàn)表明： （1）電容增大時(shí)，周期變長(zhǎng)（頻率變低）； （2）電感增大時(shí)，周期變長(zhǎng)（頻率變低）； （3）電壓升高時(shí)，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(wú)關(guān)．,定性解釋?zhuān)?電容越大，電容器容納電荷就越多，充電和放電所需的時(shí)間就越長(zhǎng)，因此周期越長(zhǎng)，頻率越低；自感越大，線(xiàn)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(zhǎng)，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(dāng)?shù)剡x擇電容器和線(xiàn)圈，可使振蕩電路物周期和頻率符合我們的需要．,例： 對(duì)振蕩電路，下列說(shuō)法正確的是（ ）,B．振蕩電路中，電場(chǎng)能與磁場(chǎng)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(shí)間為,C．振蕩過(guò)程中，電容器極板間電場(chǎng)強(qiáng)度的變化 周期為,D．振蕩過(guò)程中，線(xiàn)圈內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化 周期為,解析：,在一個(gè)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(shí)間為振蕩周期的1/4．電場(chǎng)能與電場(chǎng)強(qiáng)度的方向無(wú)關(guān)，磁場(chǎng)能與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向無(wú)關(guān)，因此在電磁振蕩的一個(gè)周期內(nèi)各出現(xiàn)兩次最大值，即電場(chǎng)能或磁場(chǎng)能的變化周期為 ．電場(chǎng)、磁場(chǎng)、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(xiàng)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,