選修電磁振蕩

1、3 3、電磁波是如何形成的、電磁波是如何形成的? ?1 1、麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的兩個(gè)基本要、麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的兩個(gè)基本要點(diǎn)是什么點(diǎn)是什么? ?復(fù)習(xí)回顧復(fù)習(xí)回顧2 2、電磁波的預(yù)言者和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證者分別是誰(shuí)、電磁波的預(yù)言者和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證者分別是誰(shuí)? ?14.2 14.2 電磁振蕩電磁振蕩1 1、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大小和方向都做周期性變化的電流叫做振蕩電流振蕩電流能夠產(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 2、振蕩電路：、振蕩電路：基本概念：基本概念：3 3、LCLC振蕩電路：振蕩電路： (1)LC(1)LC回路：由線圈回路：由線圈L

2、L和電容和電容C C組成的最簡(jiǎn)組成的最簡(jiǎn)單振蕩電路。單振蕩電路。 (2)(2)理想的理想的LCLC振蕩電路振蕩電路: :只考慮電感、電容只考慮電感、電容的作用，而忽略能量損耗。的作用，而忽略能量損耗。電容器電容器具有充、具有充、放電作用放電作用線圈線圈具有自具有自感作用感作用L + + + +C+ + + +CLSE L + + + +Ci1 1、電磁振蕩的產(chǎn)生過(guò)程、電磁振蕩的產(chǎn)生過(guò)程一一個(gè)個(gè)周周期期性性變變化化放電放電充電充電充電充電放電放電+ +- - - -+ +- - - -q=Qm i=0q=Qm i=0q=0 i=Imq=0 i=Im電場(chǎng)能磁場(chǎng)能電場(chǎng)能磁場(chǎng)能電場(chǎng)能2.2.在在LCL

3、C回路中回路中, ,流過(guò)線圈的流過(guò)線圈的i i、線圈中的、線圈中的B B、電容器極板上的電容器極板上的q q、極板間的、極板間的E E都呈正都呈正弦或余弦規(guī)律變化弦或余弦規(guī)律變化(1)(1)兩個(gè)物理過(guò)程：兩個(gè)物理過(guò)程：放電過(guò)程放電過(guò)程: :電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能，電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能，q iq i充電過(guò)程充電過(guò)程: :磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能，磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能，q iq i充電完畢狀態(tài)充電完畢狀態(tài): :磁場(chǎng)能向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化完畢磁場(chǎng)能向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化完畢, ,電場(chǎng)電場(chǎng)能最大能最大, ,磁場(chǎng)能最小磁場(chǎng)能最小. .放電完畢狀態(tài)放電完畢狀態(tài): :電場(chǎng)能向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化完畢電場(chǎng)能向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化完畢, ,磁場(chǎng)磁場(chǎng)能最大能最大,

4、 ,電場(chǎng)能最小電場(chǎng)能最小. .LCLC回路工作過(guò)程具有回路工作過(guò)程具有對(duì)稱(chēng)性對(duì)稱(chēng)性和和周期性周期性, ,可歸結(jié)為可歸結(jié)為(2)(2)兩個(gè)特殊狀態(tài)：兩個(gè)特殊狀態(tài)：3 3、電磁振蕩的特點(diǎn)：、電磁振蕩的特點(diǎn)：(1)(1)總能量守恒總能量守恒電場(chǎng)能磁場(chǎng)能恒量電場(chǎng)能磁場(chǎng)能恒量電場(chǎng)能電場(chǎng)能磁場(chǎng)能磁場(chǎng)能放電放電充電充電4 4、電磁振蕩的變化規(guī)律：、電磁振蕩的變化規(guī)律：(2)(2)電場(chǎng)能與磁場(chǎng)能電場(chǎng)能與磁場(chǎng)能交替轉(zhuǎn)化交替轉(zhuǎn)化板間場(chǎng)強(qiáng)板間場(chǎng)強(qiáng)E E電容器帶電量電容器帶電量電路中電流電路中電流同步變化同步變化同步變化同步變化步調(diào)相反步調(diào)相反磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度B B(3)(3)變化規(guī)律的圖象描述：變化規(guī)律的圖象描

5、述：qtot電場(chǎng)能電場(chǎng)能oito磁場(chǎng)能磁場(chǎng)能to5 5、電磁振蕩：、電磁振蕩：6 6、LCLC振蕩電路：振蕩電路： (1) (1)實(shí)際的實(shí)際的LCLC振蕩電路振蕩電路: :能量在電路上能量在電路上有損耗；另外以電磁波的形式輻射出去有損耗；另外以電磁波的形式輻射出去. . (2) (2)等幅振蕩：由電源通過(guò)晶體管等電等幅振蕩：由電源通過(guò)晶體管等電子器件周期性的對(duì)子器件周期性的對(duì)LCLC振蕩電路補(bǔ)充能量振蕩電路補(bǔ)充能量. .itoito無(wú)阻尼振蕩無(wú)阻尼振蕩: :振蕩電流的振幅保持不變，即作等幅振蕩。阻尼振蕩:振蕩電流的振幅逐漸變小，即作減幅振蕩。周期的決定式：頻率的決定式：TLCfLC212二、二

6、、LCLC回路的固有周期和固有頻率回路的固有周期和固有頻率 周期周期: :電磁振蕩完成一次周期性變化需要的電磁振蕩完成一次周期性變化需要的 時(shí)間時(shí)間叫做周期。叫做周期。頻率頻率: :一秒鐘內(nèi)完成的周期性變化的次數(shù)叫頻率。一秒鐘內(nèi)完成的周期性變化的次數(shù)叫頻率。固有周期和固有頻率：固有周期和固有頻率：振蕩電路中發(fā)生電磁振蕩振蕩電路中發(fā)生電磁振蕩時(shí)，如果沒(méi)有能量損失，也不受其他外界的影響，時(shí)，如果沒(méi)有能量損失，也不受其他外界的影響，這時(shí)電磁振蕩的周期和頻率叫做振蕩電路的固有這時(shí)電磁振蕩的周期和頻率叫做振蕩電路的固有周期和固有頻率，簡(jiǎn)稱(chēng)振蕩電路的周期和頻率周期和固有頻率，簡(jiǎn)稱(chēng)振蕩電路的周期和頻率。 例

7、題：例題：LCLC振蕩電路中電容器極板上電量振蕩電路中電容器極板上電量q q 隨時(shí)間隨時(shí)間t t變化的圖像如圖，由圖可知：變化的圖像如圖，由圖可知： A A、在、在t t1 1時(shí)刻電路中的磁場(chǎng)能最小時(shí)刻電路中的磁場(chǎng)能最小B B、從、從t t1 1到到t t2 2 ，電路中的電流值不斷變小，電路中的電流值不斷變小C C、從、從t t2 2到到t t3 3 ，電容器不斷充電，電容器不斷充電D D、在、在t t4 4時(shí)刻電容器的電場(chǎng)能最小時(shí)刻電容器的電場(chǎng)能最小qtt t1 1t t2 2t t3 3t t4 4o答案：答案：A C DA C D 課堂練習(xí)：課堂練習(xí)：1 1、 LCLC振蕩電振蕩電路中

8、某時(shí)的狀態(tài)如圖，試作路中某時(shí)的狀態(tài)如圖，試作出出 qt qt 和和It It 圖線。圖線。 + +- -qtqtitit2 2、在、在LCLC振蕩電路中，在電容器充電完畢振蕩電路中，在電容器充電完畢未開(kāi)始放電時(shí)，正確的說(shuō)法是：未開(kāi)始放電時(shí)，正確的說(shuō)法是： A A、電場(chǎng)能正向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化、電場(chǎng)能正向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化 B B、磁場(chǎng)能正向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化、磁場(chǎng)能正向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化 C C、電路里的電場(chǎng)最強(qiáng)、電路里的電場(chǎng)最強(qiáng) D D、電路里的磁場(chǎng)最強(qiáng)、電路里的磁場(chǎng)最強(qiáng)C C、電路里的電場(chǎng)最強(qiáng)、電路里的電場(chǎng)最強(qiáng)ALC B42C D 2LCLCLC 答案答案:B:B3.3.在在LCLC振蕩電路中振蕩電路中, ,電容器上的帶

9、電量從電容器上的帶電量從最大值變化到零所需的最短時(shí)間是最大值變化到零所需的最短時(shí)間是答案答案: :0.050.05亨亨 4.4.在一個(gè)在一個(gè)LCLC振蕩電路中，電流振蕩電路中，電流i i隨時(shí)間隨時(shí)間而變化的規(guī)率為而變化的規(guī)率為i=0.01sin1000t(A)i=0.01sin1000t(A)，已，已知電容器的電容量為知電容器的電容量為20F20F，求電感線圈，求電感線圈的感量是多大？的感量是多大？111831222 3.14 3 1025 1040 101884v TvLCmm 222831222 3.14 3 1025 101000 109420v Tv LCmm答：振蕩電路所輻射的電磁波長(zhǎng)可在答：振蕩電路所輻射的電磁波長(zhǎng)可在188418849420m9420m之間變化。之間變化。解解: 5. 5.某某LCLC振蕩電路由一個(gè)電感量為振蕩電路由一個(gè)電感量為L(zhǎng)=25mHL=25mH和一個(gè)半可調(diào)和一個(gè)半可調(diào)電容器電容器C C組成組成, ,電容器的可調(diào)范圍為電容器的可調(diào)范圍為40401000pF.1000pF.試問(wèn)此試問(wèn)此電路振蕩過(guò)程中電路振蕩過(guò)程中, ,在空中輻射的電磁波波長(zhǎng)范圍是多大在空中輻射的電磁