2020-2021学年选修3-4第十四章 电磁波2 电磁振荡教学ppt课件

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人民教育出版社 高二 | 选修3-4
学习目标：1.知道振荡电流、振荡电路、LC回路的概念。2. LC回路中振荡电流的产生过程及能量转化过程。3.知道电磁振荡的周期和频率。
人民教育出版社 高二 | 选修3-4
一、电磁振荡的产生： 1.振荡电流和振荡电路 （1）振荡电流：大小和方向都做周期性迅速变化的电流，叫做振荡电流。 （2）产生振荡电流的电路叫做振荡电路。
例1.如下图所示，充电后的电容器与线圈构成 ，因电容器和线圈的共同作用在闭合回路中产生了 和 都周期性变化的振荡电流。
2.电磁振荡过程如图所示，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关掷向2，从此时起，电容器通过线圈放电。
（1）放电过程：由于线圈自感的作用，放电电流不能立刻达到最大值，而是由零逐渐增大，同时电容器极板上的电荷逐渐减少。放电完毕时，极板上的电荷量为零，放电电流达到最大值。通过该过程，电容器储存的电场能全部转化为线圈的磁场能。
（2）充电过程：电容器放电完毕时，由于线圈的自感作用，电流并不会立刻减小为零，而要保持原来的方向继续流动，并逐渐减小，电容器开始充电，极板上的电荷逐渐增多，当电流减小到零时，充电结束，极板上的电荷量达到最大值。通过该过程，线圈中的磁场能又全部转化为电容器的电场能。
（3）此后电容器再放电、再充电。这样不断地充电和放电，电路中就出现了大小、方向都在变化的电流，即出现了振荡电流。在这个过程中，电容器极板上的电荷量q、电路中的电流i、电容器里的电场强度E、线圈里的磁感应强度B，都在周期性地变化着。这种现象就是电磁振荡。
（4）如果没有能量损失，振荡可以永远持续下去，振荡电流的振幅保持不变。但是，任何电路都有电阻，电路中有一部分能量会转化为内能。另外，还有一部分能量以电磁波的形式辐射出去。振荡电路中的能量会逐渐减少，直到最后停止振荡。
例2.电磁振荡放电过程中， 转化为 ，充电过程中， 转化为 。
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二、电磁振荡的周期和频率：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间叫做周期，1s内完成的周期性变化的次数叫做频率。如果没有能量损失，也不受其他外界的影响，这时电磁振荡的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。
由以上两式可知，适当地选择电容器和线圈，就可以使振荡电路的周期和频率符合我们的需要。也可以用可变电容器或可变电感的线圈组成电路，改变电容器的电容或线圈的电感，振荡电路的周期和频率就随着改变。
课堂练习：例1：LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，则下列说法正确的是（ ）A.若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电B.若电容器正在充电，则电容器下极板带正电C.若电容器上极板带正电，则线圈中电流正在增大D.若电容器正在放电，则自感电动势正在阻碍电流增大