4.1 电磁振荡（第一课时） 课件 -2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册(共24张PPT)
文档属性
| 名称 | 4.1 电磁振荡（第一课时） 课件 -2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册(共24张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 4.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-03-12 19:18:16 | ||
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文档简介
(共24张PPT)
《 电磁振荡》(第一课时)
新人教版 选择性必修二 第四章
【学习目标】
1、通过实验，了解电磁振荡。知道LC振荡电路中电荷、电场、磁场的动态变化情况及电动势与磁场能的转化情况。（物理观念）
2、经历从机械振动到电磁振荡的类比过程，体会类比推理的方法。经历分析电磁振荡周期与L、C关系的过程，体会定性分析推理的方法。（科学思维）
3、经历实验观察电磁振荡中各物理量的变化过程，体会实验在物理观念形成过程中的作用。（科学探究）
如今，天问一号距离地球超过1亿公里，地面的工作人员又是如何与它联系？我们是如何接收如此遥远的距离发送的信号的呢？
声波
声源振动
持续
电磁波
持续
持续
？
产生
产生
如何持续的产生电磁波呢？
麦克斯韦预言：
电磁波
持续
？
产生
激发
电磁波
变化的电磁场
变化的电流
电流的磁效应
变化的电流
演示实验：观察振荡电路中电流的波形
（观察电脑显示器）
一、电磁振荡的产生
振荡电流：大小和方向都做周期性迅速变化的电流。
振荡电路：能够产生振荡电流的电路。
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，称为LC振荡电路。
电容器充放电和线圈的自感现象共同作用产生的
电容器
充、放电作用
电感线圈
自感作用
－ － － －
L
+ + + +
C
UC
UL
LC电磁振荡的产生原理
一、电磁振荡的产生
－ － － －
L
+ + + +
C
UC
UL
当开关掷向线圈一侧的瞬间，电路里没有电流，电容器两极板上的电荷最多。
思考
问题：
1、放电过程中电容器极板上的电荷怎样变化？
2、由于电感线圈的存在，电路中的电流怎样变化？
放电
ｑ
ｉ
++ ++
- - - -
q=Qm i=0
q=0 i=Im
LC电磁振荡的产生过程
问题：
1、充电过程中电容器极板上的电荷怎样变化？
2、由于电感线圈的存在，电路中的电流怎样变化？
思考
LC电磁振荡的产生过程
充电
ｑ
ｉ
++ ++
- - - -
q=Qm i=0
q=0 i=Im
一
个
周
期
性
变
化
正向放电
正向充电
反向充电
反向放电
ｑ
ｉ
ｑ
ｉ
ｑ
ｉ
ｑ
ｉ
++ ++
- - - -
++ ++
- - - -
q=Qm i=0
q=Qm i=0
q=0 i=Im
q=0 i=Im
LC电磁振荡的产生过程
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
i
0
t
B
0
t
Q
0
t
E
0
t
时间 t 电 流 I 电量 Q 电场能 磁场能
0
零
最大
最大
最大
零
零
零
零
零
零
零
最大
最大
最大
最大
最大
最大
最大
零
零
LC电磁振荡的变化规律：
(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
电场能
磁场能
充电
磁感强度B
电容器带电量ｑ
电路中电流ｉ
同步变化
同步变化
步调相反
两极间场强E
放电
在振荡电路产生振荡电流的过程中，电容器极板上的电荷、通过线圈的电流，以及跟电荷和电流相联系的电场和磁场，都发生周期性的变化，这种现象叫电磁振荡。
电磁振荡：
i
t
o
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。
课堂小结
i
t
o
堂堂清
√
√
√
×
1.振荡电路中，电容器放电时,由于线圈的自感作用,放电电流由0逐渐增大。 ( )
2.振荡电路中,电容器放电完毕时，放电电流最大。 ( )
3.在振荡电路中,电容器充电完毕时,磁场能全部转化为电场能。( )
4.在LC振荡电路完成一次全振动的过程中，电容器充电一次。 ( )
堂堂清
1.［多选］在LC振荡电路中，某时刻电路中的电流方向如图所示，且电流正在减小，则该时刻（ ）
A.电容器上极板带正电，下极板带负电
B.电容器上极板带负电，下极板带正电
C.电场能正在向磁场能转化
D.磁场能正在向电场能转化
BD
【解析】C错，D对：电流正在减小说明磁场能转化为电场能。
A错，B对：此时电容器正在充电，由电流方向知电容器上极板带负电，下极板带正电。
堂堂清
2.关于LC振荡电路中的振荡电流，下列说法中正确的是（ ）
A.振荡电流最大时，电容器两极板间的电场强度最大
B.振荡电流为零时，线圈中自感电动势为零
C.振荡电流增大的过程中，线圈中的磁场能转化成电场能
D.振荡电流减小的过程中，线圈中的磁场能转化为电场能
解析：A错：振荡电流最大时，处于电容器放电结束瞬间，电场强度为零。
B错：振荡电流为零时，回路中振荡电流改变方向，这时的电流变化最快，电流变化率最大，线圈中自感电动势最大。
C错：振荡电流增大时，线圈中的电场能转化为磁场能。
D对：振荡电流减小时，线圈中的磁场能转化为电场能。
D
堂堂清
3、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（ ）
D
《 电磁振荡》(第一课时)
新人教版 选择性必修二 第四章
【学习目标】
1、通过实验，了解电磁振荡。知道LC振荡电路中电荷、电场、磁场的动态变化情况及电动势与磁场能的转化情况。（物理观念）
2、经历从机械振动到电磁振荡的类比过程，体会类比推理的方法。经历分析电磁振荡周期与L、C关系的过程，体会定性分析推理的方法。（科学思维）
3、经历实验观察电磁振荡中各物理量的变化过程，体会实验在物理观念形成过程中的作用。（科学探究）
如今，天问一号距离地球超过1亿公里，地面的工作人员又是如何与它联系？我们是如何接收如此遥远的距离发送的信号的呢？
声波
声源振动
持续
电磁波
持续
持续
？
产生
产生
如何持续的产生电磁波呢？
麦克斯韦预言：
电磁波
持续
？
产生
激发
电磁波
变化的电磁场
变化的电流
电流的磁效应
变化的电流
演示实验：观察振荡电路中电流的波形
（观察电脑显示器）
一、电磁振荡的产生
振荡电流：大小和方向都做周期性迅速变化的电流。
振荡电路：能够产生振荡电流的电路。
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，称为LC振荡电路。
电容器充放电和线圈的自感现象共同作用产生的
电容器
充、放电作用
电感线圈
自感作用
－ － － －
L
+ + + +
C
UC
UL
LC电磁振荡的产生原理
一、电磁振荡的产生
－ － － －
L
+ + + +
C
UC
UL
当开关掷向线圈一侧的瞬间，电路里没有电流，电容器两极板上的电荷最多。
思考
问题：
1、放电过程中电容器极板上的电荷怎样变化？
2、由于电感线圈的存在，电路中的电流怎样变化？
放电
ｑ
ｉ
++ ++
- - - -
q=Qm i=0
q=0 i=Im
LC电磁振荡的产生过程
问题：
1、充电过程中电容器极板上的电荷怎样变化？
2、由于电感线圈的存在，电路中的电流怎样变化？
思考
LC电磁振荡的产生过程
充电
ｑ
ｉ
++ ++
- - - -
q=Qm i=0
q=0 i=Im
一
个
周
期
性
变
化
正向放电
正向充电
反向充电
反向放电
ｑ
ｉ
ｑ
ｉ
ｑ
ｉ
ｑ
ｉ
++ ++
- - - -
++ ++
- - - -
q=Qm i=0
q=Qm i=0
q=0 i=Im
q=0 i=Im
LC电磁振荡的产生过程
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
i
0
t
B
0
t
Q
0
t
E
0
t
时间 t 电 流 I 电量 Q 电场能 磁场能
0
零
最大
最大
最大
零
零
零
零
零
零
零
最大
最大
最大
最大
最大
最大
最大
零
零
LC电磁振荡的变化规律：
(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
电场能
磁场能
充电
磁感强度B
电容器带电量ｑ
电路中电流ｉ
同步变化
同步变化
步调相反
两极间场强E
放电
在振荡电路产生振荡电流的过程中，电容器极板上的电荷、通过线圈的电流，以及跟电荷和电流相联系的电场和磁场，都发生周期性的变化，这种现象叫电磁振荡。
电磁振荡：
i
t
o
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。
课堂小结
i
t
o
堂堂清
√
√
√
×
1.振荡电路中，电容器放电时,由于线圈的自感作用,放电电流由0逐渐增大。 ( )
2.振荡电路中,电容器放电完毕时，放电电流最大。 ( )
3.在振荡电路中,电容器充电完毕时,磁场能全部转化为电场能。( )
4.在LC振荡电路完成一次全振动的过程中，电容器充电一次。 ( )
堂堂清
1.［多选］在LC振荡电路中，某时刻电路中的电流方向如图所示，且电流正在减小，则该时刻（ ）
A.电容器上极板带正电，下极板带负电
B.电容器上极板带负电，下极板带正电
C.电场能正在向磁场能转化
D.磁场能正在向电场能转化
BD
【解析】C错，D对：电流正在减小说明磁场能转化为电场能。
A错，B对：此时电容器正在充电，由电流方向知电容器上极板带负电，下极板带正电。
堂堂清
2.关于LC振荡电路中的振荡电流，下列说法中正确的是（ ）
A.振荡电流最大时，电容器两极板间的电场强度最大
B.振荡电流为零时，线圈中自感电动势为零
C.振荡电流增大的过程中，线圈中的磁场能转化成电场能
D.振荡电流减小的过程中，线圈中的磁场能转化为电场能
解析：A错：振荡电流最大时，处于电容器放电结束瞬间，电场强度为零。
B错：振荡电流为零时，回路中振荡电流改变方向，这时的电流变化最快，电流变化率最大，线圈中自感电动势最大。
C错：振荡电流增大时，线圈中的电场能转化为磁场能。
D对：振荡电流减小时，线圈中的磁场能转化为电场能。
D
堂堂清
3、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（ ）
D