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1、第十四章電磁波1電磁波的發(fā)現(xiàn)2電 磁 振 蕩 必備知識必備知識自主學習自主學習一、偉大的預言一、偉大的預言1.1.變化的磁場產生電場變化的磁場產生電場:(1)(1)實驗基礎實驗基礎:如圖所示如圖所示,在變化的磁場中放一個閉合電路在變化的磁場中放一個閉合電路,電路里就會產生電路里就會產生_。(2)(2)麥克斯韋的見解麥克斯韋的見解:電路里有感應電流產生電路里有感應電流產生,一定是變化的一定是變化的_產生了電場產生了電場,自自由電荷在電場的作用下發(fā)生了定向移動。由電荷在電場的作用下發(fā)生了定向移動。(3)(3)實質實質:變化的變化的_產生了電場。產生了電場。2.2.變化的電場產生磁場變化的電場產生磁

2、場:麥克斯韋假設麥克斯韋假設,既然變化的磁場能產生電場既然變化的磁場能產生電場,那么變化那么變化的電場也會在空間產生的電場也會在空間產生_。感應感應電流電流磁場磁場磁場磁場磁場磁場二、電磁波二、電磁波1.1.電磁波的產生電磁波的產生:變化的電場和變化的磁場交替產生變化的電場和變化的磁場交替產生,由近及遠向周圍傳播由近及遠向周圍傳播,形形成成_。2.2.電磁波是橫波電磁波是橫波:根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論根據(jù)麥克斯韋的電磁場理論,電磁波在真空中傳播時電磁波在真空中傳播時,它的電它的電場強度和磁感應強度互相場強度和磁感應強度互相_,_,而且二者均與波的傳播方向而且二者均與波的傳播方向_,_,因此電磁

3、波因此電磁波是橫波。是橫波。3.3.電磁波的速度電磁波的速度:麥克斯韋指出了光的電磁本性麥克斯韋指出了光的電磁本性,他預言電磁波的速度等于他預言電磁波的速度等于_。電磁波電磁波垂直垂直垂直垂直光速光速三、電磁振蕩的產生三、電磁振蕩的產生1.1.振蕩電流振蕩電流:大小和方向都做大小和方向都做_迅速變化的電流。迅速變化的電流。2.2.振蕩電路振蕩電路:能產生能產生_的電路。的電路。3.3.振蕩過程振蕩過程:如圖所示如圖所示,將開關將開關S S擲向擲向1,1,先給電容器充電先給電容器充電,再將開關再將開關S S擲向擲向2,2,從此從此時起時起,電容器要對線圈放電。電容器要對線圈放電。(1)(1)放電

4、過程放電過程:由于線圈的自感作用由于線圈的自感作用,放電電流不能立刻達到最大值放電電流不能立刻達到最大值,而是由零逐而是由零逐漸增大漸增大,同時電容器極板上的電荷逐漸減少。放電完畢時同時電容器極板上的電荷逐漸減少。放電完畢時,極板上的電荷為零極板上的電荷為零,放電電流達到放電電流達到_。該過程電容器儲存的。該過程電容器儲存的_能轉化為線圈的能轉化為線圈的_能。能。周期性周期性振蕩電流振蕩電流最大值最大值電場電場磁場磁場(2)(2)充電過程充電過程:電容器放電完畢電容器放電完畢,由于線圈的自感作用由于線圈的自感作用,電流并不會立刻消失電流并不會立刻消失,而而要保持原來的方向繼續(xù)流動要保持原來的方

5、向繼續(xù)流動,并逐漸減小并逐漸減小,電容器開始充電電容器開始充電,極板上的電荷逐漸極板上的電荷逐漸增加。當電流減小到零時增加。當電流減小到零時,充電結束充電結束,極板上的電荷量達到極板上的電荷量達到_。該過程中。該過程中,線圈中的線圈中的_能又轉化為電容器的能又轉化為電容器的_能。此后電容器再放電、再充電能。此后電容器再放電、再充電,周周而復始而復始,于是電路中就有了周期性變化的振蕩電流。于是電路中就有了周期性變化的振蕩電流。(3)(3)實際的實際的LCLC振蕩是阻尼振蕩。電路中有電阻振蕩是阻尼振蕩。電路中有電阻,振蕩電流通過時會有熱量產生振蕩電流通過時會有熱量產生,另外還會有一部分能量以另外還

6、會有一部分能量以_的形式輻射出去。如果要實現(xiàn)等幅振蕩的形式輻射出去。如果要實現(xiàn)等幅振蕩,必須必須有能量補充到電路中。有能量補充到電路中。最大值最大值磁場磁場電場電場電磁波電磁波四、電磁振蕩的周期和頻率四、電磁振蕩的周期和頻率1.1.周期周期:電磁振蕩完成一次電磁振蕩完成一次_需要的時間。需要的時間。2.2.頻率頻率:1 s:1 s內完成的內完成的_的次數(shù)。的次數(shù)。如果振蕩電路沒有能量損失如果振蕩電路沒有能量損失,也不受其他外界影響也不受其他外界影響,這時的周期和頻率分別叫作這時的周期和頻率分別叫作_周期和周期和_頻率。頻率。3.3.周期和頻率公式周期和頻率公式:T=_,f=_:T=_,f=_。

7、周期性變化周期性變化周期性變化周期性變化固有固有固有固有22【易錯辨析易錯辨析】(1)(1)變化的電場一定產生變化的磁場。變化的電場一定產生變化的磁場。()(2)(2)同一種電磁波在不同介質中傳播時同一種電磁波在不同介質中傳播時,頻率、波速、波長都相同。頻率、波速、波長都相同。()(3)(3)通過減小電容器的電容可以使電磁振蕩的頻率減小。通過減小電容器的電容可以使電磁振蕩的頻率減小。()提示提示:(1)(1)。均勻變化的電場產生的是恒定磁場。均勻變化的電場產生的是恒定磁場。(2)(2)。同一種電磁波在不同介質中傳播時頻率相同。同一種電磁波在不同介質中傳播時頻率相同,波速、波長不同。波速、波長不

8、同。(3)(3)。由頻率公式可知。由頻率公式可知,電容器的電容減小時電磁振蕩的頻率變大。電容器的電容減小時電磁振蕩的頻率變大。關鍵能力關鍵能力合作學習合作學習知識點一電磁波的產生知識點一電磁波的產生1.1.電磁場的產生電磁場的產生:如果在空間某處有周期性變化的電場如果在空間某處有周期性變化的電場,那么這個變化的電場就那么這個變化的電場就在它周圍空間產生周期性變化的磁場在它周圍空間產生周期性變化的磁場,這個變化的磁場又在它周圍空間產生變化這個變化的磁場又在它周圍空間產生變化的電場的電場變化的電場和變化的磁場是相互聯(lián)系著的變化的電場和變化的磁場是相互聯(lián)系著的,形成不可分割的統(tǒng)一體形成不可分割的統(tǒng)一

9、體,這就是電磁場。變化的電場和變化的磁場交替產生這就是電磁場。變化的電場和變化的磁場交替產生,就會產生電磁波。就會產生電磁波。2.2.麥克斯韋電磁場理論的要點麥克斯韋電磁場理論的要點:(1)(1)恒定的磁場不會產生電場恒定的磁場不會產生電場,同樣同樣,恒定的電場也不會產生磁場。恒定的電場也不會產生磁場。(2)(2)均勻變化的電場在周圍空間產生恒定的磁場均勻變化的電場在周圍空間產生恒定的磁場,同樣同樣,均勻變化的磁場在周圍空均勻變化的磁場在周圍空間產生恒定的電場。間產生恒定的電場。3.3.電磁波的實驗證明電磁波的實驗證明:1886:1886年年,赫茲用實驗證明了麥克斯韋預言的正確性赫茲用實驗證明

10、了麥克斯韋預言的正確性,第一次第一次發(fā)現(xiàn)了電磁波。發(fā)現(xiàn)了電磁波。(1)(1)實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象:當感應圈兩個金屬球間有火花跳過時當感應圈兩個金屬球間有火花跳過時,導線環(huán)兩個小球間也跳過火導線環(huán)兩個小球間也跳過火花?；?。(2)(2)現(xiàn)象分析現(xiàn)象分析:當感應圈使得與它相連的兩個金屬球間產生電火花時當感應圈使得與它相連的兩個金屬球間產生電火花時,空間出現(xiàn)了空間出現(xiàn)了迅速變化的電磁場。這種電磁場以電磁波的形式在空間傳播。當電磁波到達導迅速變化的電磁場。這種電磁場以電磁波的形式在空間傳播。當電磁波到達導線環(huán)時線環(huán)時,它在導線環(huán)中激發(fā)出感應電動勢它在導線環(huán)中激發(fā)出感應電動勢,使得導線環(huán)的空隙中也產生了火花。

11、使得導線環(huán)的空隙中也產生了火花?！締栴}探究問題探究】根據(jù)麥克斯韋電磁場理論根據(jù)麥克斯韋電磁場理論,電磁波在真空中傳播時電磁波在真空中傳播時,它的電場強度與磁感應強它的電場強度與磁感應強度互相垂直度互相垂直,而且二者均與波的傳播方向垂直而且二者均與波的傳播方向垂直,請據(jù)此考慮請據(jù)此考慮,電磁波是橫波還是電磁波是橫波還是縱波縱波?提示提示:橫波。橫波。【典例示范典例示范】【典例典例】根據(jù)麥克斯韋電磁場理論根據(jù)麥克斯韋電磁場理論,下列說法中正確的是下列說法中正確的是()A.A.在電場周圍一定存在磁場在電場周圍一定存在磁場,在磁場周圍一定存在電場在磁場周圍一定存在電場B.B.在變化的電場周圍一定產生變

12、化的磁場在變化的電場周圍一定產生變化的磁場,在變化的磁場周圍一定產生變化的電在變化的磁場周圍一定產生變化的電場場C.C.在均勻變化的電場周圍一定產生均勻變化的磁場在均勻變化的電場周圍一定產生均勻變化的磁場D.D.振蕩的電場周圍一定產生同頻率振蕩的磁場振蕩的電場周圍一定產生同頻率振蕩的磁場【解析解析】選選D D。根據(jù)麥克斯韋電磁場理論可知。根據(jù)麥克斯韋電磁場理論可知,只有變化的電場才能產生磁場只有變化的電場才能產生磁場,只只有變化的磁場才能產生電場有變化的磁場才能產生電場,選項選項A A錯錯;均勻變化的電場周圍產生恒定的磁場均勻變化的電場周圍產生恒定的磁場,均均勻變化的磁場周圍產生恒定的電場勻變

13、化的磁場周圍產生恒定的電場,選項選項B B、C C錯誤錯誤;振蕩的電場周圍產生同頻率振蕩的電場周圍產生同頻率振蕩的磁場振蕩的磁場,選項選項D D正確。正確。【素養(yǎng)訓練素養(yǎng)訓練】1.(1.(多選多選)應用麥克斯韋的電磁場理論判斷應用麥克斯韋的電磁場理論判斷:如圖所示的表示電場產生磁場如圖所示的表示電場產生磁場(或磁或磁場產生電場場產生電場)的關系圖象中的關系圖象中(每個選項中的上圖是表示變化的場每個選項中的上圖是表示變化的場,下圖是表示變下圖是表示變化的場產生的另外的場化的場產生的另外的場),),正確的是正確的是()【解析解析】選選B B、C C。A A圖中的上圖磁場是穩(wěn)定的圖中的上圖磁場是穩(wěn)定

14、的,由麥克斯韋的電磁場理論可知由麥克斯韋的電磁場理論可知,其其周圍空間不會產生電場周圍空間不會產生電場,A,A圖中的下圖是錯誤的圖中的下圖是錯誤的;B;B圖中的上圖是均勻變化的電場圖中的上圖是均勻變化的電場,應該產生穩(wěn)定的磁場應該產生穩(wěn)定的磁場,下圖的磁場是穩(wěn)定的下圖的磁場是穩(wěn)定的,所以所以B B圖正確圖正確;C;C圖中的上圖是振蕩的圖中的上圖是振蕩的磁場磁場,它能產生同頻率的振蕩電場它能產生同頻率的振蕩電場,且相位相差且相位相差 ,C,C圖是正確的圖是正確的;D;D圖的上圖是振圖的上圖是振蕩的電場蕩的電場,在其周圍空間產生振蕩的磁場在其周圍空間產生振蕩的磁場,但是下圖中的圖象與上圖相比較但是

15、下圖中的圖象與上圖相比較,相位相位相差相差,故錯誤。所以只有故錯誤。所以只有B B、C C兩圖正確。兩圖正確。2.2.關于電磁場和電磁波關于電磁場和電磁波,下列說法中正確的是下列說法中正確的是()A.A.周期性變化的電磁場由發(fā)生區(qū)域向遠處的傳播就是電磁波周期性變化的電磁場由發(fā)生區(qū)域向遠處的傳播就是電磁波B.B.在電場的周圍總能產生磁場在電場的周圍總能產生磁場,在磁場的周圍總能產生電場在磁場的周圍總能產生電場C.C.電磁波是一種物質電磁波是一種物質,只能在真空中傳播只能在真空中傳播D.D.電磁波傳播的速度總是電磁波傳播的速度總是3.0103.0108 8 m/s m/s【解析解析】選選A A。周

16、期性變化的磁場產生周期性變化的電場。周期性變化的磁場產生周期性變化的電場,周期性變化的電場產生周期性變化的電場產生周期性變化的磁場周期性變化的磁場,逐漸向外傳播逐漸向外傳播,形成電磁波形成電磁波,故故A A正確。變化的磁場產生電場正確。變化的磁場產生電場,變化的電場產生磁場變化的電場產生磁場,恒定不變的磁場不會產生電場恒定不變的磁場不會產生電場,同樣恒定不變的電場也不會同樣恒定不變的電場也不會產生磁場產生磁場,故故B B錯誤。電磁波本身就是一種物質錯誤。電磁波本身就是一種物質,可以不依賴物質傳播可以不依賴物質傳播,也可以在介也可以在介質中傳播質中傳播,故故C C錯誤。電磁波在真空中傳播速度是錯

17、誤。電磁波在真空中傳播速度是3.0103.0108 8 m/s,m/s,故故D D錯誤。錯誤。【加固訓練加固訓練】(多選多選)關于電磁場的產生關于電磁場的產生,下列敘述正確的是下列敘述正確的是()A.A.靜止的電荷周圍一定有磁場靜止的電荷周圍一定有磁場B.B.運動的電荷周圍一定有磁場運動的電荷周圍一定有磁場C.C.電容器充、放電時電容器充、放電時,電路中的電流能產生磁場電路中的電流能產生磁場D.D.電荷在導體中振動會產生電場和磁場電荷在導體中振動會產生電場和磁場【解析解析】選選B B、C C。靜止的電荷周圍產生靜電場。靜止的電荷周圍產生靜電場,不產生磁場不產生磁場,選項選項A A錯錯;運動的電

18、運動的電荷產生變化的電場荷產生變化的電場,從而產生磁場從而產生磁場,選項選項B B正確正確;電容器充、放電時電容器充、放電時,產生變化的電產生變化的電流流,從而產生磁場從而產生磁場,選項選項C C正確正確;導體內場強處處為導體內場強處處為0,0,選項選項D D錯誤。錯誤。知識點二電磁波與機械波的比較知識點二電磁波與機械波的比較機機 械械 波波電電 磁磁 波波研究對象研究對象力學現(xiàn)象力學現(xiàn)象電磁現(xiàn)象電磁現(xiàn)象周期性周期性位移隨時間和空間做周位移隨時間和空間做周期性變化期性變化電場強度電場強度E E和磁感應強度和磁感應強度B B隨時間和空間做周隨時間和空間做周期性變化期性變化傳播情況傳播情況傳播需要

19、介質傳播需要介質,波速與介波速與介質有關質有關,與頻率無關與頻率無關傳播無需介質傳播無需介質,在真空中波速總等于光速在真空中波速總等于光速c,c,在介質中傳播時在介質中傳播時,波速與介質和頻率都有關波速與介質和頻率都有關產生機理產生機理由質點由質點(波源波源)的振動產生的振動產生由電磁振蕩由電磁振蕩(周期性變化的電流周期性變化的電流)激發(fā)激發(fā)是否橫波是否橫波可以是可以是是是是否縱波是否縱波可以是可以是否否干涉現(xiàn)象干涉現(xiàn)象滿足干涉條件時均能發(fā)生干涉現(xiàn)象滿足干涉條件時均能發(fā)生干涉現(xiàn)象衍射現(xiàn)象衍射現(xiàn)象滿足衍射條件時均能發(fā)生明顯衍射滿足衍射條件時均能發(fā)生明顯衍射【問題探究問題探究】如圖所示如圖所示,某

20、同學正在回答某同學正在回答“神舟十號神舟十號”航天員王亞平的問題航天員王亞平的問題,請問她們的通話請問她們的通話是通過機械波進行的還是通過電磁波進行的是通過機械波進行的還是通過電磁波進行的?為什么為什么?提示提示:她們的通話是通過電磁波進行的她們的通話是通過電磁波進行的,因為機械波在真空中無法傳播。因為機械波在真空中無法傳播。【典例示范典例示范】【典例典例】下列說法正確的是下列說法正確的是()A.A.電磁波在真空中以光速電磁波在真空中以光速c c傳播傳播B.B.在空氣中傳播的聲波是橫波在空氣中傳播的聲波是橫波C.C.聲波只能在空氣中傳播聲波只能在空氣中傳播D.D.光需要介質才能傳播光需要介質才

21、能傳播【解析解析】選選A A。電磁波在真空中的傳播速度等于光速。電磁波在真空中的傳播速度等于光速c,Ac,A正確正確;在空氣中傳播的聲在空氣中傳播的聲波是縱波波是縱波,B,B錯誤錯誤;聲波的傳播需要介質聲波的傳播需要介質,可以在空氣、液體和固體中傳播可以在空氣、液體和固體中傳播,C,C錯誤錯誤;光屬于電磁波光屬于電磁波,其傳播不需要介質其傳播不需要介質,可以在真空中傳播可以在真空中傳播,D,D錯誤。錯誤?！菊`區(qū)警示誤區(qū)警示】理解電磁波與機械波的三點不同理解電磁波與機械波的三點不同(1)(1)電磁波是電磁現(xiàn)象電磁波是電磁現(xiàn)象,由電磁振蕩產生由電磁振蕩產生;機械波是力學現(xiàn)象機械波是力學現(xiàn)象,由機械

22、振動產生。由機械振動產生。(2)(2)機械波的傳播依賴于介質的存在機械波的傳播依賴于介質的存在,但電磁波的傳播不需要介質。但電磁波的傳播不需要介質。(3)(3)不同頻率的機械波在同一介質中傳播速度相同不同頻率的機械波在同一介質中傳播速度相同,在不同介質中傳播速度不同在不同介質中傳播速度不同;不同頻率的電磁波在同一介質中傳播速度不同。不同頻率的電磁波在同一介質中傳播速度不同?！舅仞B(yǎng)訓練素養(yǎng)訓練】1.1.關于電磁波關于電磁波,下列說法正確的是下列說法正確的是()A.A.電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率有關電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率有關B.B.周期性變化的電場和磁場可以相互激發(fā)周期

23、性變化的電場和磁場可以相互激發(fā),形成電磁波形成電磁波C.C.電磁波在傳播過程中可以發(fā)生干涉、衍射電磁波在傳播過程中可以發(fā)生干涉、衍射,但不能發(fā)生反射和折射但不能發(fā)生反射和折射D.D.電磁波的傳播需要介質電磁波的傳播需要介質【解析解析】選選B B。電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無關。電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無關,選項選項A A錯誤錯誤;周周期性變化的電場和磁場可以相互激發(fā)期性變化的電場和磁場可以相互激發(fā),形成電磁波形成電磁波,選項選項B B正確正確;電磁波在傳播過電磁波在傳播過程中可以發(fā)生干涉、衍射程中可以發(fā)生干涉、衍射,也可以發(fā)生反射和折射也可以發(fā)生反射和折射,選項選項C

24、 C錯誤錯誤;電磁波可以在真電磁波可以在真空中傳播空中傳播,不需要介質不需要介質,選項選項D D錯誤。故選錯誤。故選B B。2.2.電磁波與機械波具有的共同性質是電磁波與機械波具有的共同性質是()A.A.都是橫波都是橫波B.B.都能傳輸能量都能傳輸能量C.C.都能在真空中傳播都能在真空中傳播D.D.都具有恒定的波速都具有恒定的波速【解析解析】選選B B。電磁波是橫波。電磁波是橫波,但機械波有橫波也有縱波但機械波有橫波也有縱波,A,A錯誤錯誤;機械波的傳播需機械波的傳播需要介質要介質,兩者在不同介質中波速不同兩者在不同介質中波速不同,C,C、D D錯誤錯誤;電磁波與機械波具有的共同性質電磁波與機

25、械波具有的共同性質是都能傳輸能量是都能傳輸能量,B,B正確。正確?！炯庸逃柧毤庸逃柧殹?多選多選)以下關于機械波與電磁波的說法中以下關于機械波與電磁波的說法中,正確的是正確的是()A.A.機械波與電磁波機械波與電磁波,本質上是一致的本質上是一致的B.B.機械波的波速只與介質有關機械波的波速只與介質有關,而電磁波在介質中的波速而電磁波在介質中的波速,不僅與介質有關不僅與介質有關,而且而且與電磁波的頻率有關與電磁波的頻率有關C.C.機械波可能是縱波機械波可能是縱波,而電磁波必定是橫波而電磁波必定是橫波D.D.它們都可發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象它們都可發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象【解析解析】選選B B、C C、D D

26、。機械波是機械振動在介質中的傳播產生的。機械波是機械振動在介質中的傳播產生的,而電磁波是電磁而電磁波是電磁振蕩產生的振蕩產生的,產生的本質不同產生的本質不同,A,A錯錯;不同頻率的機械波在同一介質中傳播速度是相不同頻率的機械波在同一介質中傳播速度是相同的同的,在不同介質中傳播速度不同在不同介質中傳播速度不同,不同頻率的電磁波在同一介質中傳播速度不同不同頻率的電磁波在同一介質中傳播速度不同,B,B正確正確;機械波有橫波和縱波之分機械波有橫波和縱波之分,而電磁波只有橫波這一種形式而電磁波只有橫波這一種形式,C,C正確正確;機械波機械波和電磁波雖然本質不同和電磁波雖然本質不同,但有相同的特征但有相同

27、的特征,都能發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象都能發(fā)生干涉、衍射現(xiàn)象,D,D正確。正確。知識點三電磁振蕩知識點三電磁振蕩1.1.各物理量變化情況一覽表各物理量變化情況一覽表:時刻時刻(時間時間)工作過程工作過程q qE Ei iB B能量能量 0 0放電過程放電過程 q qm m00 E Em m00 0i0im m0B0Bm mE E電電E E磁磁 充電過程充電過程 0q0qm m0E0Em mi im m00 B Bm m00E E磁磁E E電電 放電過程放電過程q qm m00 E Em m00 0i0im m0B0Bm mE E電電E E磁磁 T T充電過程充電過程0q0qm m0E0Em mi im

28、 m00 B Bm m00E E磁磁E E電電2.2.振蕩電流、極板帶電荷量隨時間的變化圖象振蕩電流、極板帶電荷量隨時間的變化圖象:3.LC3.LC回路中各量間的變化規(guī)律及對應關系回路中各量間的變化規(guī)律及對應關系:(1)(1)同步同變關系。同步同變關系。在在LCLC振蕩回路發(fā)生電磁振蕩的過程中振蕩回路發(fā)生電磁振蕩的過程中,電容器上的物理量電容器上的物理量:電量電量q q、板間電壓、板間電壓U U、電場強度、電場強度E E、電場能、電場能E E電電是同步同向變化的是同步同向變化的,即即:qUEE:qUEE電電(或或qUEEqUEE電電)。振蕩線圈上的物理量振蕩線圈上的物理量:振蕩電流振蕩電流i

29、i、磁感應強度、磁感應強度B B、磁場能、磁場能E E磁磁也是同步同向變化也是同步同向變化的的,即即iBEiBE磁磁(或或iBEiBE磁磁)。(2)(2)同步異變關系同步異變關系:在在LCLC振蕩過程中振蕩過程中,電容器上的三個物理量電容器上的三個物理量q q、E E、E E電電與線圈中的與線圈中的三個物理量三個物理量i i、B B、E E磁磁是同步異向變化的是同步異向變化的,即即q q、E E、E E電電同時減小時同時減小時,i,i、B B、E E磁磁同時同時增大增大,且它們的變化是同步的且它們的變化是同步的,即即q q、E E、E E電電 i i、B B、E E磁磁。(3)(3)物理量的等

30、式關系物理量的等式關系:線圈上的振蕩電流線圈上的振蕩電流i=,i=,自感電動勢自感電動勢E=L ,E=L ,振蕩周期振蕩周期T=2 T=2 。同步異向變化同步異向變化【問題探究問題探究】為了測量儲罐中不導電液體的高度為了測量儲罐中不導電液體的高度,將與儲罐外殼絕緣的兩塊平行金屬板構成將與儲罐外殼絕緣的兩塊平行金屬板構成的電容器的電容器C C置于儲罐中置于儲罐中,電容器可通過開關電容器可通過開關S S與線圈與線圈L L或電源相連或電源相連,如圖所示。當開如圖所示。當開關從關從a a撥到撥到b b時時,由由L L與與C C構成的回路中產生周期構成的回路中產生周期T=2 T=2 的振蕩電流。只要測出

31、的振蕩電流。只要測出LCLC回路的振蕩周期就可知液體的高度回路的振蕩周期就可知液體的高度,原理是什么原理是什么?提示提示:當罐中液面上升時當罐中液面上升時,電容器極板間的相對介電常數(shù)變大電容器極板間的相對介電常數(shù)變大,則電容器的電容則電容器的電容C C增大增大,根據(jù)根據(jù)T=2 ,T=2 ,可知可知LCLC回路的振蕩周期回路的振蕩周期T T與電容器的電容與電容器的電容C C相對應相對應,又電容又電容器的電容器的電容C C與液面高度相對應與液面高度相對應,故液體高度與振蕩周期故液體高度與振蕩周期T T對應對應,只要測出振蕩周期只要測出振蕩周期T T就可知液體高度。就可知液體高度。【典例示范典例示范

32、】【典例典例】(多選多選)如圖所示如圖所示,L,L為一電阻可忽略的線圈為一電阻可忽略的線圈,D,D為一燈泡為一燈泡,C,C為電容器為電容器,開關開關S S處于閉合狀態(tài)處于閉合狀態(tài),燈泡燈泡D D正常發(fā)光正常發(fā)光,現(xiàn)突然斷開現(xiàn)突然斷開S,S,并開始計時并開始計時,能正確反映電容器能正確反映電容器a a極極板上電荷量板上電荷量q q及及LCLC回路中電流回路中電流i(i(規(guī)定順時針方向為正規(guī)定順時針方向為正)隨時間變化的圖象是隨時間變化的圖象是(圖中圖中q q為正值表示為正值表示a a極板帶正電極板帶正電)()【解析解析】選選B B、C C。S S斷開前斷開前,線圈線圈L L短路短路,線圈中電流從

33、上到下線圈中電流從上到下,電容器不帶電電容器不帶電;S;S斷斷開時開時,線圈線圈L L中產生自感電動勢中產生自感電動勢,阻礙電流減小阻礙電流減小,給電容器給電容器C C充電充電,此時此時LCLC回路中電流回路中電流i i沿順時針方向沿順時針方向(正向正向)最大最大;給電容器充電過程給電容器充電過程,電容器充電量最大時電容器充電量最大時(a(a板帶負電板帶負電),),線圈線圈L L中電流減為零。此后中電流減為零。此后,LC,LC回路發(fā)生電磁振蕩形成交變電流。綜上所述回路發(fā)生電磁振蕩形成交變電流。綜上所述,選選項項B B、C C正確。正確?！疽?guī)律方法規(guī)律方法】LCLC振蕩電路充、放電過程的判斷方法振蕩電路充、放電過程的判斷方法(1)(1)根據(jù)電流流向判斷根據(jù)電流流向判斷,當電流流向帶正電的極板時當電流流向帶正電的極板時,處于充電過程處于充電過程;反之反之,處于放處于放電過程。電過程。(2)(2