4.1 电磁振荡 课件（共27张）

(共27张PPT)
第四章 电磁振荡与电磁波
粤教版 选择性必修二
第一节 电磁振荡
新课导入
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。
不断地击打水面
电视、广播接收的是电磁波，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？
新课导入
E
C
S
L
E
C
S
L
电路的电压、电流发生周期性的变化，像这种大小和方向都做周期性迅速变化的电流，叫做振荡电流。产生振荡电流的电路叫作振荡电路。
Part 01
振荡电流的产生
一、振荡电流的产生
1．相关概念
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。
一、振荡电流的产生
2．振荡电路的工作原理
注意观察:电荷量和电流大小及方向的变化情况
2．振荡电路的工作原理
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
正向放电
正向充电
反向放电
反向充电
放电
q↓ i↑
充电
q↑ i↓
放电
q↓ i↑
充电
q↑ i↓
周期性的
变化
2．振荡电路的工作原理
电磁振荡的充放电过程
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
正向放电
正向充电
反向放电
反向充电
①电容器充电结束，两极板上的电荷量最多。
②电容器开始放电，回路中电流从0开始逐渐增到最大。两极板电荷量从最大减为0。
③自感线圈给电容器正向充电结束，回路中电流从最大减为0，两极板电荷量从0变回最大。
⑤自感线圈给电容器反向充电，于是整个电路回到最开始状态。
④电容开始反向放电
3．振荡电路的图象分析——电流、电量的变化图像
电磁振荡的充放电过程
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
讨论与交流
电磁振荡与机械振动虽然有着本质的不同，但它们还是具有一些共同的特点。在机械振动中，例如在单摆的振动中，位移x、速度v、加速度a 这几个物理量周期性地变化。在电磁振荡中，电荷量q、电流i、电场强度E、磁感应强度B这几个物理量也在周期性地变化。
在机械振动中，动能与势能周期性地相互转化。那么，在电磁振荡中，能量是如何转化的
Part 02
电磁振动中能量的转化
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
B
0
t
E
电磁振荡的过程中，电场能和磁场能发生周期性的转化
t
0
磁
场
能
电
场
能
电场能
磁场能
充电
放电
Q、B、i、E变化周期
T
电场能、磁场能变化周期
二、电磁振动中能量的转化
电磁振荡的过程中，电场能和磁场能发生周期性的转化
二、电磁振动中能量的转化
电场能
磁场能
电场能
磁场能
电场能
正向放电
正向充电
反向放电
反向充电
(1)两个物理过程：
①放电过程:电场能转化为磁场能，q↓→ i↑
②充电过程:磁场能转化为电场能，q↑ → i↓
①充电完毕:磁场能向电场能转化完毕,电场能最大,磁场能最小.
②放电完毕:电场能向磁场能转化完毕,磁场能最大,电场能最小.
(2)两个特殊状态：
二、电磁振动中能量的转化
能量有损耗
内能
电磁波
Part 03
电磁振荡的周期和频率
三、电磁振荡的周期和频率
周期：电磁振荡完成一次周期性变化所需的时间。
频率：一秒钟内完成周期变化的次数叫做频率。
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。
1．相关概念
L1＞L2
C1＞C2
第一次的振荡周期大于第二次的振荡周期
三、电磁振荡的周期和频率
2．电磁振动的周期和频率规律
①式中各物理量T、L、C、f 的单位分别是 s、H、F、Hz 。
③改变周期的方法：
L：线圈的大小、形状、匝数、铁芯。
注意：在一个周期内，振荡电流的方向改变两次；
电场能（或磁场能）完成两次周期性变化。
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。
固有周期、固有频率
由振荡回路本身特性所决定
Part 04
小结巩固
课堂小结
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。
5.电磁振荡的周期和频率
电场能
磁场能
充电
放电
课堂练习
1、如图所示为理想LC振荡回路，某时刻电容器极板带电情况和线圈中的磁场方向如图，下列哪些说法是正确的（　 ）
A.此时电容器正在充电
B.此时线圈中的磁场能在减少
C.若在线圈中插入铁芯，振荡电流的频率增大
D.若增大电容器极板间距，振荡电流的频率增大
D
课堂练习
D. 磁场能正在向电场能转化
2、某时刻 LC 回路的状态如图所示, 则此时刻 ( )
A. 振荡电流i 正在减小
B. 振荡电流i 正在增大
C. 电场能正在向磁场能转化




C
L
由电流方向和电容器上电量可判断电路中正在充电.
AD
课堂练习
3、LC 回路中电容器两端的电压随时间变化的关系如图所示, 则: ( )
A. 在时刻t1, 电路中的电流最大
B. 在时刻t2, 电路中的磁场能最大
C. 在时刻t2至t3, 电路中电场能不断增大
D. 在时刻t3至t4, 电容的带电量不断增大
U
O
t1
t2
t3
t4
t
BC
课堂练习
4、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