高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册1 电磁振荡评课课件ppt

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1|电磁振荡的产生和能量变化
1.振荡电流和振荡电路(1)振荡电流:大小和①　　　    都做周期性迅速变化的电流。(2)振荡电路:产生②　　　     的电路。最简单的振荡电路为LC振荡电路。
2.电磁振荡的过程电容器放电过程:电容器刚要放电时,电容器里的电场最强,电路里的能量全部储存 在电容器的电场中;电容器开始放电后,由于线圈的自感作用,放电电流由零逐渐增 大,电容器极板上的电荷逐渐③　　　    ,电容器里的电场逐渐减弱,线圈的磁场逐 渐增强,电场能逐渐转化为④　　　    ,放电完毕时,放电电流达到最大值,电场能全 部转化为磁场能。
电容器充电过程:电容器放电完毕后,由于线圈的自感作用,电流会保持原来的⑤    　　    并逐渐减小,电容器将进行⑥　　 　    ,线圈的磁场逐渐减弱,电容器里的电场逐渐增强,磁场能逐渐转化为电场能,反方向充电完毕时,电流减小为零,电容器极板上的电荷最多,磁场能全部转化为电场能。此后,这样充电和放电的过程反复进行下去。导师点睛　(1)振荡电流是充、放电电流。(2)振荡电流实际上就是交变电流,由于频率很高,习惯上称之为振荡电流。
3.电磁振荡的实质在振荡电路产生振荡电流的过程中,电路中的电流i、电容器极板上的电荷量q、电 容器里的电场强度E、线圈里的磁感应强度B,都在发生⑦　 　　    的变化。这种 现象就是电磁振荡。
易错警示　电磁振荡并不是只指振荡电流的周期性变化,而是指振荡电路中所涉 及的所有物理量的周期性变化。
2|电磁振荡的周期和频率
1.周期T:电磁振荡完成一次⑧　　　　　    需要的时间。2.频率f:在数值上等于单位时间内完成的周期性变化的⑨　　　    。
3.LC电路的周期(频率)公式(1)周期公式:T=⑩　　     。(2)频率公式:f= 。其中,周期T、频率f、自感系数L、电容C的单位分别是秒(s)、赫兹(Hz)、亨利 (H)、法拉(F)。
判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ✕” 。
1.在LC振荡电路中,电容器放电时间的长短决定于电容C和电感L的数值。 (　　)2.LC振荡电路中电容器两极板上的电荷量为零时,线圈中振荡电流最大。 (　　)3.在LC振荡电路中,电感L和电容C都减小一半,可以使振荡频率增大一倍。 (    　)
4.在LC振荡电路中,已知电容器的电容为C,振荡电流i=Im sin ωt,则此电路中线圈的 自感系数为ω2C。 (　　)
5.LC振荡电路线圈的自感系数增大为原来的4倍,振荡周期增大为原来的2倍。 (　　)
6.提高充电电压,极板上带更多的电荷时,能使振荡周期变大。（ ）
1 |电磁振荡的产生及物理量的变化
情境　微波炉(如图甲所示)是一种用微波加热食品的现代化烹调灶具。微波炉由 电源、磁控管、控制电路和烹调腔等部分组成。电源向磁控管提供大约4 000 V 高压,磁控管在电源激励下,连续产生微波,再经过波导系统,耦合到烹调腔内。在烹 调腔的进口处附近,有一个可旋转的搅拌器,由于搅拌器是风扇状的金属,旋转起来 以后能够向各个方向反射微波,因此能够把微波能量均匀地分布在烹调腔内,从而 加热食物。微波炉的功率范围一般为500~1 000 W。磁控管由集成电路和高频振 荡电路组成(如图乙所示)。
1.如图乙所示,先将单刀双掷开关S拨到b,给电容器C充电,再将开关S拨到a,之后将 会发生什么现象?说明了什么?
提示:电流表G的指针左右摆动。说明电流的方向在做周期性变化。
2.图乙中,将开关S拨到a后,电流表G指针往复摆动的幅度为什么越来越小?
提示:回路中有能量损失。
3.如果能够适时地把能量补充到振荡电路中,振荡电流、电荷量能保持最大值不变 吗?
4.LC振荡电流是一种什么性质的电流?按什么规律变化?
提示:LC振荡电流实质上是交变电流,按正弦(或余弦)规律变化。
　电磁振荡过程分析LC电路中电磁振荡规律可用图表示:(图中↑表示增大,↓表示减小) 
    LC电路中各量间的对应关系及其变化规律电磁振荡中的电流i、极板间电压u、极板上的电荷量q、电场强度E、电场能EE、 磁感应强度B、磁场能EB随时间变化的规律及各量之间的对应关系,如图所示。 
     　　(多选)如图所示的振荡电路中,某时刻线圈中磁场方向向上【1】,且电路中的电 流正在增强【2】,则此时 (　　) 
A.a点电势比b点电势低B.电容器两极板间场强正在减小C.电路中电场能正在增大D.线圈中磁场能正在增大
信息提取    【1】由安培定则可知电流方向从b到a。【2】电容器正在放电。
思路分析    在LC振荡电路发生电磁振荡的过程中,电容器上的物理量:电荷量q、 电场强度E、电场能EE是同步变化的,即q↓→E↓→EE↓(或q↑→E↑→EE↑)【3】;线 圈上的物理量:振荡电流i、磁感应强度B、磁场能EB也是同步变化的,即i↓→B↓ →EB↓(或i↑→B↑→EB↑)【4】;在LC电路的电磁振荡过程中,电容器上的三个物理 量q、E、EE增大时,线圈中的三个物理量i、B、EB减小,且它们的变化是同步的,也 即q、E、EE↑同步异向变化。
解析    结合图中磁场的方向,根据安培定则可知,电流方向从b到a(由【1】得到),此 时电流正在增强,表明电容器正在放电,所以下极板带正电,上极板带负电,a点电势 比b点电势低(由【2】得到),电容器两极板间场强正在减小,电场能在减小(由【3】 得到),电流增大,线圈中磁场能正在增大(由【4】得到)。故A、B、D正确,C错误。
2 | LC振荡电路的周期和频率
　固有周期和固有频率如果没有能量损失,也不受其他外界条件影响,这时的周期和频率叫作振荡电路的 固有周期和固有频率,简称振荡电路的周期和频率。
　影响电磁振荡的周期和频率的因素(1)LC振荡电路的周期T=2π 和频率f= 只与线圈的自感系数L和电容器的电容C有关,与其他因素无关。(2)电容C与两极板正对面积S、板间距离d及两极板间电介质的相对介电常数εr有 关,即根据C= 判断;线圈的自感系数L与线圈的大小、形状、匝数,以及有无铁芯等因素有关。