高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册第四章 电磁振荡与电磁波1 电磁振荡完美版课件ppt

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【物理观念】了解电磁振荡产生的过程。【科学思维】经历用所学过的知识来解决相关现象、解释相关问题,养成乐于科学探索的思维习惯。【科学探究】培养学生实验探求知识的意识，增强求知欲望。【科学态度与责任】通过结合生活中各种相应现象及常识，理解电磁振荡在人们生活中的地位。体会物理知识在生活中的重要作用，培养勇于探索的精神。【教学重点】电磁振荡过程中电场能与磁场能的相互转化规律。【教学难点】LC回路振荡过程中电场强度和磁感应强度的相互转化规律。
其实我们已经离不开电磁波了。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。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？
当今社会信息技术高速发展，电磁波对我们来说越来越重要。从移动电话到广播电视，从互联网到航空导航，从卫星遥感到宇宙探测，它们的工作和运行都要利用电磁波。
1.观察振荡电路中电压的波形
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。
为什么会出现这样的变化波形图？
电容器充放电和线圈的自感现象共同作用产生的
电容器具有充、放电作用
2.LC电磁振荡的产生原理
3.LC电磁振荡的产生过程
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。
大小和方向都做周期性迅速变化的电流
能够产生振荡电流的电路。
电容器充电结束，开始放电，回路中电流从0开始增大，电容器所带电荷量开始减少。
电容器反向充电结束，所带电荷量最大，回路中电流为0。电容器开始反向放电。
电容器反向放电结束，所带电荷量为0，回路中电流最大。电容器开始充电。
电容器充电结束，电荷量最大，回路中电流为0，回到最初状态。电容器开始放电。
电容器放电结束，所带电荷量为0 ，回路中电流最大。电容器开始反向充电。
5.电磁振荡过程中电荷量、电流变化规律
二、电磁振荡中的能量变化
1. LC电磁振荡的能量变化规律：
(1)总能量守恒＝电场能＋磁场能＝恒量
(2)电场能与磁场能交替转化
2. 电磁振荡过程中有关物理量的变化规律
LC回路工作过程具有对称性和周期性，可归结为：
电场能转化为磁场能，q↓→ i↑
磁场能转化为电场能，q↑ → i↓
磁场能向电场能转化完毕，电场能最大，磁场能最小
电场能向磁场能转化完毕，磁场能最大，电场能最小
3.LC电磁振荡的特点
4. 阻尼振荡和无阻尼振荡
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，这种振荡叫做无阻尼振荡，也叫做等幅振荡。
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，这种振荡叫做阻尼振荡，或叫做减幅振荡。①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．②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。
三、电磁振荡的周期和频率
1.周期和频率(1)周期：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间。(2)频率：1 s内完成的周期性变化的次数。(3)振荡电路里在不受其他外界条件影响下发生无阻尼振荡时的周期和频率叫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。
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。
影响LC电路振荡周期的因素
LC振荡电路的电容 C越大、电感L越大，振荡周期越大。
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。
①在一个周期内，振荡电流的方向改变两次； ②电场能（或磁场能）完成两次周期性变化。
3. LC回路的周期和频率公式
1（多选）对振荡电路，下列说法正确的是（ ）
2.下图为某时刻LC振荡电路中电容器电场的方向和电流的方向，则下列说法正确的是(　　)A.电容器正在放电B.电感线圈的磁场能正在减少C.电感线圈中的电流正在增大D.电容器的电场能正在减少
由题图知,电路中电流方向为逆时针方向,电容器被充电，电场能增加，电感线圈中的电流正在减小，电感线圈的磁场能正在减少，A、C、D错误，B正确。
3.下图为LC振荡电路中电容器的极板所带电荷量随时间变化的曲线,下列判断正确的是(　　)①在b和d时刻,电路中电流最大②在a→b时间内,电场能转变为磁场能③a和c时刻,磁场能为零④在O→a和c→d时间内,电容器被充电A.只有①和③ B.只有②和④C.只有④ D.只有①②和③
a和c时刻是充电结束时刻,此时刻电场能最大,磁场能最小,为零,③正确;b和d时刻是放电结束时刻,此时刻电路中电流最大,①正确;a→b是放电过程,电场能转化为磁场能,②正确;O→a是充电过程,而c→d是放电过程,④错误。分析振荡电路各量的变化规律时要抓住两条线索。一个是i随时间的变化规律,同时B、EB与i的变化规律一致;一个是q随时间的变化规律,同时E、E电、u与q的变化规律一致。并且要知道i与q变化规律的关系,否则会造成思路混乱。
4.在LC振荡电路中，用以下哪种办法可以使振荡频率增大一倍(　　)A.自感L和电容C都增大一倍B.自感L增大一倍,电容C减小到原来的一半C.自感L减小到原来的一半,电容C增大一倍D.自感L和电容C都减小到原来的一半