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,K,電路圖,G,C,L,K,G,L,C,K,電路圖,+ + + + _ _ _ _,G,L,C,K,電路圖,+ + + + _ _ _ _,G,L,C,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(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,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,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圈中的磁感線方向情況，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、電感線圈的電流正在增大 C、電感線圈中的磁場(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圈中的磁感線方向情況，由圖可知，以下說(shuō)法正確得是,A、電容器正在充電 B、電感線圈的電流正在增大 C、電感線圈中的磁場(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： 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CD,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,