人教版 (2019)选择性必修 第二册1 电磁振荡精品ppt课件

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水波是由机械振动形成的。一颗石子投入水面会激起一阵涟漪，但是要形成持续的水波，则需要不断地击打水面。电视、广播接收的是电磁波，要产生持续的电磁波，需要持续变化的电流。怎样才能产生这样的电流呢？
把线圈、电容器、电源和单刀双掷开关按照图连成电路。把电压传感器（或示波器）的两端连在电容器的两个极板上。 先把开关置于电源一侧，为电容器充电;稍后再把开关置于线圈一侧，使电容器通过线圈放电。观察电脑显器显示的电压波形。
观察振荡电路中电压的波形
观察振荡电路电流变化情况
电路的电压、电流发生周期性的变化，像这种大小和方向都做周期性迅速变化的电流，叫做振荡电流。产生振荡电流的电路叫作振荡电路。
①振荡电流：大小和方向都做周期性迅速变化的电流
②振荡电路：能够产生振荡电流的电路。
想一想与交流电有何区别？
当开关置于线圈一侧时，由电感线圈L和电容C组成的电路，就是最简单的振荡电路。
2.振荡电路的工作原理
注意观察:电荷量和电流大小及方向的变化情况
①电容器充电结束，两极板上的电荷量最多。
②电容器开始放电，回路中电流从0开始逐渐增到最大。两极板电荷量从最大减为0。
③自感线圈给电容器正向充电结束，回路中电流从最大减为0，两极板电荷量从0变回最大。
⑤自感线圈给电容器反向充电，于是整个电路回到最开始状态。
电磁振荡的图象分析——电流、电量的变化图像
在整个过程中，电路中的电流i、电荷量q、电场强度E、磁感应强度B，都在周期性地变化着。这种现象就是电磁振荡。
电磁振荡与机械振动虽然有着本质的不同，但它们还是具有一些共同的特点。在机械振动中，例如在单摆的振动中，位移x、速度v、加速度a 这几个物理量周期性地变化。在电磁振荡中，电荷量q、电流i、电场强度E、磁感应强度B这几个物理量也在周期性地变化。 在机械振动中，动能与势能周期性地相互转化。那么，在电磁振荡中，能量是如何转化的?
电磁振荡的过程中，电场能和磁场能发生周期性的转化
Q、B、i、E变化周期
电场能、磁场能变化周期
所以，在电磁振荡的过程中，电场能和磁场能会发生周期性的转化。
如果能够适时地把能量补充到振荡电路中，以补偿能量损耗，就可以得到振幅不变的等幅振荡。实际电路中由电源通过电子器件为LC电路补充能量。
周期：电磁振荡完成一次周期性变化所需的时间。
频率：一秒钟内完成周期变化的次数叫做频率。
电容较大时，电容器充电、放电的时间会长些还是短些?线圈的自感系数较大时，电容器充电、放电的时间会长些还是短些？根据讨论结果，定性分析LC电路的周期（频率）与电容 C、电感L的关系。
第一次白振荡周期大于第二次振荡雕花
理论分析表明，LC电路的周期T与电感L、电容C的关系是
①式中各物理量T、L、C、f的单位分别是s、H、F、Hz。
L：线圈的大小、形状、匝数、铁芯。
注意：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。
②适当地选择电容器和线圈，可使振荡电路物周期和频率符合我们的需要。
例题：在LC振荡电路中，线圈L的自感系数为30μH，可调电容器C的可调范围为1.7-270pF。求振荡电路的频率范围。
解：根据LC振荡电路的频率公式
此振荡电路的频率范围是1.77×106—2.65×107Hz。
④由振荡回路本身特性所决定的振荡周期和频率，叫做振荡电路的固有周期和固有频率，简称振荡电路的周期和频率。
1.振荡电流：大小和方向都做周期性迅速变化的电流
2.振荡电路：能够产生振荡电流的电路。
3.LC振荡电路：当开关置于线圈一侧时，由电感线圈L和电容C组成的电路，就是最简单的振荡电路。
4.电磁振荡：在整个过程中，电路中的电流i、电荷量q、电场强度E、磁感应强度B，都在周期性地变化着。这种现象就是电磁振荡。
5.电磁振荡的周期和频率
【例题】如图所示为理想LC振荡回路，某时刻电容器极板带电情况和线圈中的磁场方向如图，下列哪些说法是正确的（　）A.此时电容器正在充电 B.此时线圈中的磁场能在减少 C.若在线圈中插入铁芯，振荡电流的频率增大 D.若增大电容器极板间距，振荡电流的频率增大
D. 磁场能正在向电场能转化
【例题】某时刻LC回路的状态如图所示, 则此时刻 ( )
A. 振荡电流i 正在减小
B. 振荡电流i 正在增大
C. 电场能正在向磁场能转化
由电流方向和电容器上电量可判断电路中正在充电.
【例题】 LC回路中电容器两端的电压随时间变化的关系如图所示, 则: ( )
A. 在时刻t1, 电路中的电流最大
B. 在时刻t2, 电路中的磁场能最大
C. 在时刻t2至t3, 电路中电场能不断增大
D. 在时刻t3至t4, 电容的带电量不断增大
1、（多选）对振荡电路，下列说法正确的是（ ）
A.振荡电路中、电容器充电或放电一次所用的时间为
C.振荡过程中，电容器极板间电场强度的变化周期为
D.振荡过程中，线圈内磁感应强度的变化周期为
2、在如图甲所示的振荡电路中，电容器极板间电压随时间变化的规律如图乙所示，规定电路中振荡电流逆时针方向为正方向，则电路中振荡电流随时间变化的图像是（ ）