4.1电磁振荡（共37张ppt）
文档属性
| 名称 | 4.1电磁振荡（共37张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 6.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-05-23 21:20:04 | ||
图片预览
文档简介
(共37张PPT)
电磁振荡（1）
1
寻找生活中能够利用电磁波的设备和应用场景，请拍照给老师。需要在照片上文字标注拍摄的内容（重点哪里存在电磁波）。
周末作业
生活类
康帅
王艺瑄
高一帆
杨涛羽
医疗类
胡雪松
安全类
谢鸣欣
冯亦琪
军事类
李彦
通讯类
杨成林
李鹏飞
王禧豪
梁新榆
刘伟涛
张博伦
周彦名
陈卓
如何持续产生电磁波？
核心问题
类比学习
声波
声源振动
持续
持续
电磁波
？
持续
麦克斯韦预言：
1、变化的磁场产生电场；
2、变化的电场产生磁场；
3、变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的电磁场。
必修3 120页
变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播。
麦克斯韦预言：
类比学习
声波
声源振动
持续
持续
电磁波
？
持续
类比学习
持续
声波
声源振动
持续
持续
电磁波
变化
电磁场
持续
如何持续产生电磁波？
核心问题
持续变化电磁场
如何持续产生电磁波？
核心问题
如何持续产生变化电磁场？
知识回顾
奥斯特实验表明：
电流周围存在磁场。
如何持续产生变化电磁场？
知识回顾
持续
声波
声源振动
持续
持续
电磁波
变化
电流
持续
如何持续产生电磁波？
核心问题
如何持续产生变化电磁场？
持续变化电流
如何持续产生电磁波？
核心问题
如何持续产生变化电磁场？
如何持续产生变化电流？
通过线圈和电容器组成的电路实现
演示实验
观察振荡电路中电流的波形
电流传感器
一、电磁振荡的产生
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。
③LC振荡电路：
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。
1.概念
LC振荡电路产生振荡电流的原因是什么？
小组思考与讨论
1.电容刚开始正向放电时，电容所带电荷量Q是怎样的？电路中是否存在电流？
2.电容正向放电过程中，电流的方向是怎样的？振荡电路中电感会发生自感现象，自感作用是什么？电流大小是如何变化的？电容所带电荷量如何变化？
3.电容电荷量所带电量Q为多少时，标志电容正向放电完毕，电流是怎样的？
4.仿照第1、2、3问，在学案表格中完成LC振荡电路、电容所带电量Q、振荡电路电流I的表格内容。
电磁振荡的充放电分析
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
LC振荡电路产生振荡电流的物理原因是：电容器的充放电作用和线圈的自感作用。
电容刚开始正向放电
电容正向放电过程中
电容正向放电完毕
小组思考与讨论
5.电磁振荡中，电荷量q、电流i，电容器两极板间的电场强度E、线圈内的磁感应强度B随时间如何变化？在学案中画出图像。
电磁振荡的图象分析
电流I
0
t
+
-
电容器
电量Q
0
t
+
-
+
-
+
-
+
-
正向放电
正向充电
反向放电
反向充电
电磁振荡的电流、磁场分析
i → 电流
0
t
+
-
B →线圈中的磁感应强度
0
t
+
-
+
-
+
-
+
-
正向放电
正向充电
反向放电
反向充电
电磁振荡的电荷量、场强分析
Q →电容器电量
0
t
+
-
E →电容器两板的场强
0
t
+
-
+
-
+
-
+
-
正向放电
正向充电
反向放电
反向充电
小组思考与讨论
6.电磁振荡中，能量是如何变化的？讨论后填写学案中表格。
整个过程中，若LC回路是没有能量损失，电场能和磁场能相互转化，总能量守恒。E磁+E电=恒量
电磁振荡的能量分析
LC振荡电路产生振荡电流的物理实质是电场能和磁场能的周期性转换。
时间t
电量Q
电流I
电场能
磁场能
t=0
t=T/4
t=T/2
t=3T/4
t=T
最大
最大
最大
最大
最大
零
零
零
零
零
最大
最大
最大
最大
最大
零
零
零
零
零
电磁振荡的能量分析
如何持续产生电磁波？
核心问题
如何持续产生变化电磁场？
如何持续产生变化电流？
振荡电路（工作原理、能量变化）
电磁振荡的周期和频率
周期和频率：
电磁振荡完成一次周期性变化需的时间叫做周期。周期的倒数叫作频率，数值等于单位时间内完成的周期性变化的次数。
LC回路的周期和频率：由回路本身的特性决定。
这种由振荡回路本身特性所决定的振荡周期（或频率）叫做振
荡电路的固有周期（或固有频率），简称振荡电路的周期（或
频率）。
电磁振荡的周期和频率
LC电路的周期（频率）与哪些因素有关？
电容较大时，电容器充电、放电的时间长些还是短些？
电容越大，电容器容纳电荷就越多，充电和放电所需的时间就越长，因此周期越长，频率越低；
线圈的自感系数较大时，电容器充电、放电时间长些还是短些？
自感越大，线圈阻碍电流变化的作用就越大，使电流的变化越缓慢，因此周期越长，频率越低。
问题思考
通过理论推导可得：LC回路的周期和频率公式
①式中各物理量T、L、C、f的单位分别是s、H、F、Hz。
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。
电磁振荡的周期和频率
振荡电路的线圈自感系数为L，电容器的电容为C，则电容器两
级电压从最大值降到零的最短时间为（ ）
C
反馈训练
电磁振荡（1）
1
寻找生活中能够利用电磁波的设备和应用场景，请拍照给老师。需要在照片上文字标注拍摄的内容（重点哪里存在电磁波）。
周末作业
生活类
康帅
王艺瑄
高一帆
杨涛羽
医疗类
胡雪松
安全类
谢鸣欣
冯亦琪
军事类
李彦
通讯类
杨成林
李鹏飞
王禧豪
梁新榆
刘伟涛
张博伦
周彦名
陈卓
如何持续产生电磁波？
核心问题
类比学习
声波
声源振动
持续
持续
电磁波
？
持续
麦克斯韦预言：
1、变化的磁场产生电场；
2、变化的电场产生磁场；
3、变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的电磁场。
必修3 120页
变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播。
麦克斯韦预言：
类比学习
声波
声源振动
持续
持续
电磁波
？
持续
类比学习
持续
声波
声源振动
持续
持续
电磁波
变化
电磁场
持续
如何持续产生电磁波？
核心问题
持续变化电磁场
如何持续产生电磁波？
核心问题
如何持续产生变化电磁场？
知识回顾
奥斯特实验表明：
电流周围存在磁场。
如何持续产生变化电磁场？
知识回顾
持续
声波
声源振动
持续
持续
电磁波
变化
电流
持续
如何持续产生电磁波？
核心问题
如何持续产生变化电磁场？
持续变化电流
如何持续产生电磁波？
核心问题
如何持续产生变化电磁场？
如何持续产生变化电流？
通过线圈和电容器组成的电路实现
演示实验
观察振荡电路中电流的波形
电流传感器
一、电磁振荡的产生
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。
③LC振荡电路：
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。
1.概念
LC振荡电路产生振荡电流的原因是什么？
小组思考与讨论
1.电容刚开始正向放电时，电容所带电荷量Q是怎样的？电路中是否存在电流？
2.电容正向放电过程中，电流的方向是怎样的？振荡电路中电感会发生自感现象，自感作用是什么？电流大小是如何变化的？电容所带电荷量如何变化？
3.电容电荷量所带电量Q为多少时，标志电容正向放电完毕，电流是怎样的？
4.仿照第1、2、3问，在学案表格中完成LC振荡电路、电容所带电量Q、振荡电路电流I的表格内容。
电磁振荡的充放电分析
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
LC振荡电路产生振荡电流的物理原因是：电容器的充放电作用和线圈的自感作用。
电容刚开始正向放电
电容正向放电过程中
电容正向放电完毕
小组思考与讨论
5.电磁振荡中，电荷量q、电流i，电容器两极板间的电场强度E、线圈内的磁感应强度B随时间如何变化？在学案中画出图像。
电磁振荡的图象分析
电流I
0
t
+
-
电容器
电量Q
0
t
+
-
+
-
+
-
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正向放电
正向充电
反向放电
反向充电
电磁振荡的电流、磁场分析
i → 电流
0
t
+
-
B →线圈中的磁感应强度
0
t
+
-
+
-
+
-
+
-
正向放电
正向充电
反向放电
反向充电
电磁振荡的电荷量、场强分析
Q →电容器电量
0
t
+
-
E →电容器两板的场强
0
t
+
-
+
-
+
-
+
-
正向放电
正向充电
反向放电
反向充电
小组思考与讨论
6.电磁振荡中，能量是如何变化的？讨论后填写学案中表格。
整个过程中，若LC回路是没有能量损失，电场能和磁场能相互转化，总能量守恒。E磁+E电=恒量
电磁振荡的能量分析
LC振荡电路产生振荡电流的物理实质是电场能和磁场能的周期性转换。
时间t
电量Q
电流I
电场能
磁场能
t=0
t=T/4
t=T/2
t=3T/4
t=T
最大
最大
最大
最大
最大
零
零
零
零
零
最大
最大
最大
最大
最大
零
零
零
零
零
电磁振荡的能量分析
如何持续产生电磁波？
核心问题
如何持续产生变化电磁场？
如何持续产生变化电流？
振荡电路（工作原理、能量变化）
电磁振荡的周期和频率
周期和频率：
电磁振荡完成一次周期性变化需的时间叫做周期。周期的倒数叫作频率，数值等于单位时间内完成的周期性变化的次数。
LC回路的周期和频率：由回路本身的特性决定。
这种由振荡回路本身特性所决定的振荡周期（或频率）叫做振
荡电路的固有周期（或固有频率），简称振荡电路的周期（或
频率）。
电磁振荡的周期和频率
LC电路的周期（频率）与哪些因素有关？
电容较大时，电容器充电、放电的时间长些还是短些？
电容越大，电容器容纳电荷就越多，充电和放电所需的时间就越长，因此周期越长，频率越低；
线圈的自感系数较大时，电容器充电、放电时间长些还是短些？
自感越大，线圈阻碍电流变化的作用就越大，使电流的变化越缓慢，因此周期越长，频率越低。
问题思考
通过理论推导可得：LC回路的周期和频率公式
①式中各物理量T、L、C、f的单位分别是s、H、F、Hz。
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。
电磁振荡的周期和频率
振荡电路的线圈自感系数为L，电容器的电容为C，则电容器两
级电压从最大值降到零的最短时间为（ ）
C
反馈训练