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1、電磁振蕩和電磁波電磁振蕩和電磁波第第十八章十八章電磁振蕩和電磁波電磁振蕩和電磁波規(guī)律規(guī)律種類種類應(yīng)用應(yīng)用 概念概念總結(jié)總結(jié)產(chǎn)生產(chǎn)生 引入引入第一節(jié)第一節(jié) 電磁振蕩電磁振蕩規(guī)律規(guī)律種類種類應(yīng)用應(yīng)用 概念概念總結(jié)總結(jié)產(chǎn)生產(chǎn)生 引入引入第一節(jié)第一節(jié) 電磁振蕩電磁振蕩1.1.電磁波電磁波與現(xiàn)代科技和人類生活的密切關(guān)與現(xiàn)代科技和人類生活的密切關(guān)系。在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，電磁波對系。在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，電磁波對我們來說越來越重要。我們來說越來越重要。2.2.電磁波到底是什么？為什么它具有那么電磁波到底是什么？為什么它具有那么大的威力？它又是怎樣產(chǎn)生的呢？它有哪些大的威力？它又是怎樣產(chǎn)生的呢？它有

2、哪些性質(zhì)？是否具有波的共同特性？怎樣利用它性質(zhì)？是否具有波的共同特性？怎樣利用它來傳遞各種信號？來傳遞各種信號？電磁波是電磁振蕩產(chǎn)生的。電磁波是電磁振蕩產(chǎn)生的。是什么是什么怎樣產(chǎn)生怎樣產(chǎn)生特性特性怎樣利用怎樣利用為什么為什么性質(zhì)性質(zhì)機械波是怎樣產(chǎn)生的機械波是怎樣產(chǎn)生的?一、電磁振蕩現(xiàn)象一、電磁振蕩現(xiàn)象1、電路介紹、電路介紹2、實驗觀察、實驗觀察E:范雄兵物理課件電磁振蕩現(xiàn)象000499汪一穎.swf1、振蕩電流：、振蕩電流：大小和方向都做周期性變化的電流叫做振蕩電流大小和方向都做周期性變化的電流叫做振蕩電流能夠產(chǎn)生振蕩電流的電路叫做振蕩電路能夠產(chǎn)生振蕩電流的電路叫做振蕩電路2、振蕩電路：、振蕩

3、電路：二、振蕩電流與振蕩電路：二、振蕩電流與振蕩電路：3、理想的、理想的LC振蕩電路：振蕩電路：(2)理想的理想的LC振蕩電路振蕩電路:只考慮電感、電容的作用，而只考慮電感、電容的作用，而忽略能量損耗忽略能量損耗(1)LC回路：由線圈回路：由線圈L和電容和電容C組成的最簡單振蕩電路。組成的最簡單振蕩電路。CLSE三、電磁振蕩的產(chǎn)生：三、電磁振蕩的產(chǎn)生：(1)與與電場能有關(guān)的因素：能有關(guān)的因素：電場能電場能電場線密度密度電容器帶電量電容器帶電量q q電容器極板間電壓電容器極板間電壓u u1、與電場能和磁場能有關(guān)的因素、與電場能和磁場能有關(guān)的因素：電場強度度E+(2)與磁場能有關(guān)的因素：與磁場能有

4、關(guān)的因素：磁場能磁感線密度磁感強度B線圈中電流iC+Rq u 2、電磁振蕩的產(chǎn)生過程、電磁振蕩的產(chǎn)生過程：電容器電容器具有充放電作用線圈線圈具有自感作用L+CUCULLUCULL電容電容C放電放電線圈中線圈中B磁場能磁場能E磁磁 E電電 E磁磁（1）各量變化情況）各量變化情況（2）各量變化規(guī)律）各量變化規(guī)律電容器電容器Q，電流電流I電場能電場能E電電 反向充電反向充電（1）各量變化情況）各量變化情況（2）各量變化規(guī)律）各量變化規(guī)律從從I=Imax開始開始 I線圈中線圈中B 磁場能磁場能E磁磁電容器電量電容器電量Q 場強場強E 電場能電場能E電電 E磁磁 E電電 電容放電電容放電（1）各量變化情

5、況）各量變化情況（2）各量變化規(guī)律）各量變化規(guī)律電容器電容器Q，電流電流I，電場能電場能E電電 線圈中線圈中B，磁場能磁場能E磁磁 E電電 E磁磁反向充電反向充電（1）各量變化情況）各量變化情況（2）各量變化規(guī)律）各量變化規(guī)律電流電流I，線圈中線圈中B ，磁場能磁場能E磁磁 電容器電容器Q，場強場強E電場能電場能E電電 E磁磁 E電電 一一個個周周期期性性變變化化放電放電充充電電充充電電放電放電+-+-q=Qmi=0q=Qmi=0q=0i=Imq=0i=Im時時時時 間間間間 t tt=0t=0t=T/4t=T/4t=T/2t=T/2t=3T/4t=3T/4t=Tt=T電容器電容器電容器電容器

6、帶電量帶電量帶電量帶電量電路中電路中電路中電路中電電電電 流流流流電場能電場能電場能電場能磁場能磁場能磁場能磁場能最大最大(A、B)零零最大最大零零零零最大最大(ab)零零最大最大最大最大(A、B)零零最大最大零零零零最大最大(ba)零零最大最大最大最大(A、B)零零最大最大零零(1)、兩個物理過程：、兩個物理過程：放電過程；放電過程；電場能轉(zhuǎn)化為磁場能，電場能轉(zhuǎn)化為磁場能，q i充電過程：充電過程：磁場能轉(zhuǎn)化為電場能，磁場能轉(zhuǎn)化為電場能，q i充電完畢狀態(tài)：充電完畢狀態(tài)：磁場能向電場能轉(zhuǎn)化完畢，電場磁場能向電場能轉(zhuǎn)化完畢，電場能最大，磁場能最小。能最大，磁場能最小。放電完畢狀態(tài)：放電完畢狀態(tài)

7、：電場能向磁場能轉(zhuǎn)化完畢，磁場電場能向磁場能轉(zhuǎn)化完畢，磁場能最大，電場能最小。能最大，電場能最小。LC回路工作過程具有回路工作過程具有對稱性對稱性和和周期性周期性，可歸結(jié)為：，可歸結(jié)為：(2)、兩個特殊狀態(tài)：、兩個特殊狀態(tài)：1 1、電磁振蕩的特點：、電磁振蕩的特點：四、電磁振蕩的變化規(guī)律：四、電磁振蕩的變化規(guī)律：(1)總能量守恒電場能磁場能恒量總能量守恒電場能磁場能恒量電場能磁場能放電放電充電充電2 2、電磁振蕩的變化規(guī)律：、電磁振蕩的變化規(guī)律：(2)電場能與磁場能交替轉(zhuǎn)化電場能與磁場能交替轉(zhuǎn)化電容器電壓電容器帶電量電路中電流同同步步變變化化同同步步變變化化步調(diào)相反步調(diào)相反(3)變化規(guī)律的圖象

8、描述：變化規(guī)律的圖象描述：電場能tot磁場能oqtoito 演示一演示一 演示二演示二uto3、電磁振蕩、電磁振蕩：在振蕩電路產(chǎn)生振蕩電流的過程在振蕩電路產(chǎn)生振蕩電流的過程中，電容器極板上的電荷、通過線圈中，電容器極板上的電荷、通過線圈的電流，以及跟電荷和電流相聯(lián)系的的電流，以及跟電荷和電流相聯(lián)系的電場和磁場都發(fā)生周期性的變化，這電場和磁場都發(fā)生周期性的變化，這種現(xiàn)象叫電磁振蕩。種現(xiàn)象叫電磁振蕩。電磁振蕩電磁振蕩電磁振蕩電磁振蕩簡諧運動簡諧運動簡諧運動簡諧運動過程過程過程過程特點特點特點特點對應(yīng)對應(yīng)對應(yīng)對應(yīng)的物的物的物的物理量理量理量理量規(guī)律規(guī)律規(guī)律規(guī)律能量能量能量能量轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化本質(zhì)本質(zhì)

9、本質(zhì)本質(zhì)區(qū)別區(qū)別區(qū)別區(qū)別 充充電電：加在電容器兩端的電壓產(chǎn)生充電電流；線圈的電感阻礙充電電流的突變。放放電電：線圈的電感維持放電電流不變；電容器兩端電壓阻礙放電電流。加加速速：回復(fù)力使振子運動狀態(tài)變化，慣性維持振子運動狀態(tài)不變。減減速速：慣性維持振子運動狀態(tài)不變，回復(fù)力使振子運動狀態(tài)改變。電容C電感L（相當(dāng)于慣性）電荷q電流i電場能E電場能磁場能E磁場能彈簧勁度系數(shù)k（或單擺擺長L）振子質(zhì)量m（慣性）位移x速度V勢能Ep動能Ek兩極間電勢差隨時間作正弦規(guī)律變化振動的位移隨時間作正弦規(guī)律變化電場能與磁場能相互轉(zhuǎn)化，總能量守恒動能與勢能相互轉(zhuǎn)化，總能量守恒振蕩電路中自由電子的電磁運動振子的機械運動

10、4 4、電磁振蕩與簡諧運動的類比、電磁振蕩與簡諧運動的類比、電磁振蕩與簡諧運動的類比、電磁振蕩與簡諧運動的類比返回返回1、無阻尼振蕩、無阻尼振蕩振蕩電流的振幅保持不變，即作等幅振蕩。2、阻尼振蕩、阻尼振蕩振蕩電流的振幅逐漸變小，即作減幅振蕩。五、阻尼振蕩和無阻尼振蕩：五、阻尼振蕩和無阻尼振蕩：itoito返回返回 例題例題1：如圖所示的如圖所示的LC振蕩電路正處在振蕩過振蕩電路正處在振蕩過程中，某時刻程中，某時刻L中的磁場和中的磁場和C中的電場如圖所示，中的電場如圖所示，可知可知()A、電容器中的電場強度正在增大電容器中的電場強度正在增大B、線圈中磁感強度正在增大線圈中磁感強度正在增大C、該時

11、刻電容器帶電量最多該時刻電容器帶電量最多D、該時刻振蕩電流達最大值該時刻振蕩電流達最大值 答案：答案：A CL課堂練習(xí)：課堂練習(xí)：1、LC振蕩電路中某時的狀態(tài)如振蕩電路中某時的狀態(tài)如圖，試作出圖，試作出 qt 和和it 圖線。圖線。+-qtqtitit作作作作q qt t圖象時圖象時圖象時圖象時要弄清是畫哪個要弄清是畫哪個要弄清是畫哪個要弄清是畫哪個極板；作極板；作極板；作極板；作 i i t t圖圖圖圖象時要先規(guī)定電象時要先規(guī)定電象時要先規(guī)定電象時要先規(guī)定電流的正方向。流的正方向。流的正方向。流的正方向。2、在在LC振蕩電路中，在電容器充電完畢未開振蕩電路中，在電容器充電完畢未開始放電時，正

12、確的說法是：始放電時，正確的說法是：A、電場能正向磁場能轉(zhuǎn)化電場能正向磁場能轉(zhuǎn)化 B、磁場能正向電場能轉(zhuǎn)化磁場能正向電場能轉(zhuǎn)化 C、電路里的電場最強電路里的電場最強 D、電路里的磁場最強電路里的磁場最強C、電路里的電場最強電路里的電場最強返回返回 LC振蕩電路產(chǎn)生振蕩電流的振蕩電路產(chǎn)生振蕩電流的物理原因物理原因是是電容器的充放電作用和線圈的自感電容器的充放電作用和線圈的自感 作用；作用；LC振蕩電路產(chǎn)生振蕩電流的振蕩電路產(chǎn)生振蕩電流的物理實質(zhì)物理實質(zhì)是是電場能和磁場能的周期性轉(zhuǎn)換。電場能和磁場能的周期性轉(zhuǎn)換?？偨Y(jié)：總結(jié)：在解決振蕩電路問題時，在解決振蕩電路問題時，在解決振蕩電路問題時，在解決振

13、蕩電路問題時，電場能與磁場能的交電場能與磁場能的交電場能與磁場能的交電場能與磁場能的交替轉(zhuǎn)化是解決問題的線索和關(guān)鍵替轉(zhuǎn)化是解決問題的線索和關(guān)鍵替轉(zhuǎn)化是解決問題的線索和關(guān)鍵替轉(zhuǎn)化是解決問題的線索和關(guān)鍵；與；與；與；與電場能和磁場電場能和磁場電場能和磁場電場能和磁場能相關(guān)的各量的變化規(guī)律是解決問題的依據(jù)；能相關(guān)的各量的變化規(guī)律是解決問題的依據(jù)；能相關(guān)的各量的變化規(guī)律是解決問題的依據(jù)；能相關(guān)的各量的變化規(guī)律是解決問題的依據(jù)；qt qt 和和和和I It t 圖線圖線圖線圖線及其相互轉(zhuǎn)化是解決問題的直觀手段及其相互轉(zhuǎn)化是解決問題的直觀手段及其相互轉(zhuǎn)化是解決問題的直觀手段及其相互轉(zhuǎn)化是解決問題的直觀手段。作業(yè)：作業(yè)：略略二OO五年三月教學(xué)設(shè)計教學(xué)設(shè)計：范雄兵制制 作：作：范雄兵CLSEaBAbt tT/4T/4時時時時CLSEa+BAbt tT/2T/2時時時時CLSEaBAbt t3T/43T/4時時時時CLSEaB+Abt tT T時時時時