电磁振荡
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(共47张PPT)
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演示：LC振荡实验
1. 振荡电流：这种电路 产生的大小和方向做周期性 变化的电流，叫振荡电流。
G
C
S
L
一、电磁振荡的产生
1. 振荡电流：这种电路 产生的大小和方向做周期性 变化的电流，叫振荡电流。
2. 能够产生振荡电流的 电路叫振荡电路。如图所示 是一种简单的振荡电路，称 为LC振荡电路。
G
C
S
L
一、电磁振荡的产生
1. 振荡电流：这种电路 产生的大小和方向做周期性 变化的电流，叫振荡电流。
2. 能够产生振荡电流的 电路叫振荡电路。如图所示 是一种简单的振荡电路，称 为LC振荡电路。
3. LC回路产生的振荡 电流按正弦规律变化。
G
C
S
L
一、电磁振荡的产生
1. 振荡电流：这种电路 产生的大小和方向做周期性 变化的电流，叫振荡电流。
2. 能够产生振荡电流的 电路叫振荡电路。如图所示 是一种简单的振荡电路，称 为LC振荡电路。
3. LC回路产生的振荡 电流按正弦规律变化。
G
C
S
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说明: 由LC回路产生的振荡电流也是一种交变电流，只是它的频率比照明用交变电流的频率高得多。
一、电磁振荡的产生
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i
0
o
q
t
t
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o
q
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t
正向放电
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正向放电
反向充电
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反向放电
正向放电
反向充电
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反向放电
正向充电
正向放电
反向充电
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t
反向放电
正向充电
正向放电
反向充电
思考：充电过程：电容器的电荷q、电压u、电场E、电场能E电、线圈的自感电动势e自。线圈的电流i、磁场B、磁场能E磁怎么变？放电过程呢？
电磁振荡： 在振荡电路里产生振荡电流的过程中，电容 器极板上的电荷q、通过线圈的电流i、以及跟电 流和电荷相联系的磁场B和电场E等都发生周期性 的变化，这种现象叫做电磁振荡。
电磁振荡： 在振荡电路里产生振荡电流的过程中，电容 器极板上的电荷q、通过线圈的电流i、以及跟电 流和电荷相联系的磁场B和电场E等都发生周期性 的变化，这种现象叫做电磁振荡。
两类量： 第一类：电容器的电荷q、电压u、电场E、 电场能E电、线圈的自感电动势e自。 第二类：线圈的电流i、磁场B、磁场能E磁。 两类量的变化规律相反。 充电:第一类增大时第二类减小；第一类达最大时第二类为零。放电反之。
如（2）图：电容器放电完毕瞬间；电 容器充电开始；电场能向磁场能转化完毕； 磁场能向电场能转化开始。
再如（1）→（2）：电容器放电过程； 电容器极板电量减小过程；电路电流增大过 程；电场能向磁场能转化过程。
注意各种说法：
机械振动和电磁振荡类比：
机械振动和电磁振荡类比：
单 摆
振 荡 电 路
放电
充电
放电
充电
机械振动和电磁振荡类比：
v－i (B) h－q(u) Ek － E磁 Ep－E电
单 摆
振 荡 电 路
放电
充电
放电
充电
三、阻尼振荡和无阻尼振荡
1. 无阻尼振荡（理想）
播放视频:无阻尼振荡和阻尼振荡
三、阻尼振荡和无阻尼振荡
1. 无阻尼振荡（理想）
i
O
t
三、阻尼振荡和无阻尼振荡
1. 无阻尼振荡（理想）
i
O
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三、阻尼振荡和无阻尼振荡
1. 无阻尼振荡（理想）
2. 等幅振荡（实际应用）
i
O
t
i
O
t
小结：
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；
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。
小结：
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；
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。
在解决振荡电路问题时，电场能与磁场 能的交替转化是解决问题的线索和关键；与电 场能和磁场能相关的各量的变化规律是解决问 题的依据；q－t 和I－t 图线及其相互转化是解 决问题的直观手段。
四、电磁振荡的周期和频率
电磁振荡与简谐运动有很多相似之处，它们的运动都有周期性，我们知道自由振动的周期只与振动系统本身的特性有关，那么电磁振荡的周期或频率是由什么因素决定的呢？本节我们将研究这个问题。
四、电磁振荡的周期和频率
四、电磁振荡的周期和频率
1.周期和频率：电磁振荡完成一次周期性变化所需的时间叫做周期，一秒钟内完成周期变化的次数叫做频率。 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)。
四、电磁振荡的周期和频率
2.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。
1.周期和频率：电磁振荡完成一次周期性变化所需的时间叫做周期，一秒钟内完成周期变化的次数叫做频率。 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)。
四、电磁振荡的周期和频率
大量实验表明：
大量实验表明：
（1）电容增大时，周期变长（频率变低）；
大量实验表明：
（1）电容增大时，周期变长（频率变低）；
（2）电感增大时，周期变长（频率变低）；
大量实验表明：
（1）电容增大时，周期变长（频率变低）；
（2）电感增大时，周期变长（频率变低）；
（3）电压升高时，周期不变（频率不变）。
大量实验表明：
（1）电容增大时，周期变长（频率变低）；
（2）电感增大时，周期变长（频率变低）；
（3）电压升高时，周期不变（频率不变）。
结果表明，LC 回路的周期和频率只与电容C和自感L有关，跟电容器的带电多少和回路电流大小无关．
定性解释： 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；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．
LC回路的周期和频率公式
LC回路的周期和频率公式
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．
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。
随堂练习：
1. 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 D. 磁场能正在向电场能转化
+
+
L
C
随堂练习：
1. 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 D. 磁场能正在向电场能转化
AD
由电流 方向和电容 器上电量可 判断电路中 正在充电。
+
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L
C
随堂练习：
2. LC回路中电容 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
O
U
t
t1
t2
t3
t4
随堂练习：
2. LC回路中电容 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
BC
O
U
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3.如图所示的LC振荡 电路正处在振荡过程中， 某时刻L中的磁场和C中的 电场如图，可知（ ） A. 电容器中的电场强 度正在增大 B. 线圈中磁感强度正在增大 C. 该时刻电容器带电量最多 D. 该时刻振荡电流达最大值
C
L
随堂练习：
3.如图所示的LC振荡 电路正处在振荡过程中， 某时刻L中的磁场和C中的 电场如图，可知（ ） A. 电容器中的电场强 度正在增大 B. 线圈中磁感强度正在增大 C. 该时刻电容器带电量最多 D. 该时刻振荡电流达最大值
C
L
随堂练习：
3.如图所示的LC振荡 电路正处在振荡过程中， 某时刻L中的磁场和C中的 电场如图，可知（ ） A. 电容器中的电场强 度正在增大 B. 线圈中磁感强度正在增大 C. 该时刻电容器带电量最多 D. 该时刻振荡电流达最大值
C
L
A
随堂练习：
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演示：LC振荡实验
1. 振荡电流：这种电路 产生的大小和方向做周期性 变化的电流，叫振荡电流。
G
C
S
L
一、电磁振荡的产生
1. 振荡电流：这种电路 产生的大小和方向做周期性 变化的电流，叫振荡电流。
2. 能够产生振荡电流的 电路叫振荡电路。如图所示 是一种简单的振荡电路，称 为LC振荡电路。
G
C
S
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一、电磁振荡的产生
1. 振荡电流：这种电路 产生的大小和方向做周期性 变化的电流，叫振荡电流。
2. 能够产生振荡电流的 电路叫振荡电路。如图所示 是一种简单的振荡电路，称 为LC振荡电路。
3. LC回路产生的振荡 电流按正弦规律变化。
G
C
S
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一、电磁振荡的产生
1. 振荡电流：这种电路 产生的大小和方向做周期性 变化的电流，叫振荡电流。
2. 能够产生振荡电流的 电路叫振荡电路。如图所示 是一种简单的振荡电路，称 为LC振荡电路。
3. LC回路产生的振荡 电流按正弦规律变化。
G
C
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说明: 由LC回路产生的振荡电流也是一种交变电流，只是它的频率比照明用交变电流的频率高得多。
一、电磁振荡的产生
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正向充电
正向放电
反向充电
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反向放电
正向充电
正向放电
反向充电
思考：充电过程：电容器的电荷q、电压u、电场E、电场能E电、线圈的自感电动势e自。线圈的电流i、磁场B、磁场能E磁怎么变？放电过程呢？
电磁振荡： 在振荡电路里产生振荡电流的过程中，电容 器极板上的电荷q、通过线圈的电流i、以及跟电 流和电荷相联系的磁场B和电场E等都发生周期性 的变化，这种现象叫做电磁振荡。
电磁振荡： 在振荡电路里产生振荡电流的过程中，电容 器极板上的电荷q、通过线圈的电流i、以及跟电 流和电荷相联系的磁场B和电场E等都发生周期性 的变化，这种现象叫做电磁振荡。
两类量： 第一类：电容器的电荷q、电压u、电场E、 电场能E电、线圈的自感电动势e自。 第二类：线圈的电流i、磁场B、磁场能E磁。 两类量的变化规律相反。 充电:第一类增大时第二类减小；第一类达最大时第二类为零。放电反之。
如（2）图：电容器放电完毕瞬间；电 容器充电开始；电场能向磁场能转化完毕； 磁场能向电场能转化开始。
再如（1）→（2）：电容器放电过程； 电容器极板电量减小过程；电路电流增大过 程；电场能向磁场能转化过程。
注意各种说法：
机械振动和电磁振荡类比：
机械振动和电磁振荡类比：
单 摆
振 荡 电 路
放电
充电
放电
充电
机械振动和电磁振荡类比：
v－i (B) h－q(u) Ek － E磁 Ep－E电
单 摆
振 荡 电 路
放电
充电
放电
充电
三、阻尼振荡和无阻尼振荡
1. 无阻尼振荡（理想）
播放视频:无阻尼振荡和阻尼振荡
三、阻尼振荡和无阻尼振荡
1. 无阻尼振荡（理想）
i
O
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三、阻尼振荡和无阻尼振荡
1. 无阻尼振荡（理想）
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三、阻尼振荡和无阻尼振荡
1. 无阻尼振荡（理想）
2. 等幅振荡（实际应用）
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小结：
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；
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。
小结：
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；
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。
在解决振荡电路问题时，电场能与磁场 能的交替转化是解决问题的线索和关键；与电 场能和磁场能相关的各量的变化规律是解决问 题的依据；q－t 和I－t 图线及其相互转化是解 决问题的直观手段。
四、电磁振荡的周期和频率
电磁振荡与简谐运动有很多相似之处，它们的运动都有周期性，我们知道自由振动的周期只与振动系统本身的特性有关，那么电磁振荡的周期或频率是由什么因素决定的呢？本节我们将研究这个问题。
四、电磁振荡的周期和频率
四、电磁振荡的周期和频率
1.周期和频率：电磁振荡完成一次周期性变化所需的时间叫做周期，一秒钟内完成周期变化的次数叫做频率。 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)。
四、电磁振荡的周期和频率
2.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。
1.周期和频率：电磁振荡完成一次周期性变化所需的时间叫做周期，一秒钟内完成周期变化的次数叫做频率。 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)。
四、电磁振荡的周期和频率
大量实验表明：
大量实验表明：
（1）电容增大时，周期变长（频率变低）；
大量实验表明：
（1）电容增大时，周期变长（频率变低）；
（2）电感增大时，周期变长（频率变低）；
大量实验表明：
（1）电容增大时，周期变长（频率变低）；
（2）电感增大时，周期变长（频率变低）；
（3）电压升高时，周期不变（频率不变）。
大量实验表明：
（1）电容增大时，周期变长（频率变低）；
（2）电感增大时，周期变长（频率变低）；
（3）电压升高时，周期不变（频率不变）。
结果表明，LC 回路的周期和频率只与电容C和自感L有关，跟电容器的带电多少和回路电流大小无关．
定性解释： 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；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．
LC回路的周期和频率公式
LC回路的周期和频率公式
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．
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。
随堂练习：
1. 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 D. 磁场能正在向电场能转化
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随堂练习：
1. 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 D. 磁场能正在向电场能转化
AD
由电流 方向和电容 器上电量可 判断电路中 正在充电。
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随堂练习：
2. LC回路中电容 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
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随堂练习：
2. LC回路中电容 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
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3.如图所示的LC振荡 电路正处在振荡过程中， 某时刻L中的磁场和C中的 电场如图，可知（ ） A. 电容器中的电场强 度正在增大 B. 线圈中磁感强度正在增大 C. 该时刻电容器带电量最多 D. 该时刻振荡电流达最大值
C
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随堂练习：
3.如图所示的LC振荡 电路正处在振荡过程中， 某时刻L中的磁场和C中的 电场如图，可知（ ） A. 电容器中的电场强 度正在增大 B. 线圈中磁感强度正在增大 C. 该时刻电容器带电量最多 D. 该时刻振荡电流达最大值
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随堂练习：
3.如图所示的LC振荡 电路正处在振荡过程中， 某时刻L中的磁场和C中的 电场如图，可知（ ） A. 电容器中的电场强 度正在增大 B. 线圈中磁感强度正在增大 C. 该时刻电容器带电量最多 D. 该时刻振荡电流达最大值
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随堂练习：