電磁振蕩和電磁波教案

1、電磁振蕩和電磁波教案第一節(jié)：電磁振蕩一、學習電磁振蕩和電磁波的重要性。二、新課內(nèi)容： 1、實驗右圖所示。將電鍵K扳到1，給電容器充電，然后 將電鍵扳到2，此時可以見到G表的指針來回擺動。 2、總結(jié)：能產(chǎn)生大小和方向都都作周期發(fā)生變化的電流叫 振蕩電流。能產(chǎn)生振蕩電流的電路叫振蕩電路。 其中最簡單的振蕩電路叫LC回路。3、振蕩電流是一種交變電流，是一種頻率很高的交變電流，它無法用線圈在磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生，只能是由振蕩電路產(chǎn)生。4、那么振蕩電路中的交變電流有一些什么樣的性質(zhì)：（甲圖： 電場能達到最大，磁場能為零，電路感應電流i=0甲乙： 電場能，磁場能，電路中電流i，電路中電場能向磁場能轉(zhuǎn)化，叫放電過

2、程。 乙圖： 磁場能達到最大，電場能為零，電路中電流I達到最大。乙丙： 電場能，磁場能，電路中電流i，電路中電場能向磁場能轉(zhuǎn)化，叫充電過程。 丙圖： 電場能達到最大（與甲圖的電場反向），磁場能為零，電路中電流為零。丙?。?電場能，磁場能，電路中電流i，電路中電場能向磁場能轉(zhuǎn)化，叫放電過程。 丁圖： 磁場能達到最大，電場能為零，回路中電流達到最大（方向與原方向相反）， 1丁戊：電場能，磁場能，電路中電流i，電路中電場能向磁場能轉(zhuǎn)化，叫充電過程。 戊與甲是重合的，從而振蕩電路完成了一個周期。 綜述： 充電完畢（充電開始）：電場能達到最大，磁場能為零，回路中感應電流i=0。 放電完畢（放電開始）：電

3、場能為零，磁場能達到最大，回路中感應電流達到最大。 充電過程：電場能在增加，磁場能在減小，回路中電流在減小，電容器上電量在增加。從能量看：磁場能在向電場能轉(zhuǎn)化。 放電過程：電場能在減少，磁場能在增加，回路中電流在增加，電容器上的電量在減少。從能量看：電場能在向磁場能轉(zhuǎn)化。歸納：在振蕩電路中產(chǎn)生振蕩電流的過程中，電容器極板上的電荷，通過線圈的電流，以及跟電流和電荷相聯(lián)系的磁場和電場都發(fā)生周期性變化，這種現(xiàn)象叫電磁振蕩。例題1、在LC振蕩電路中，某時刻若磁場則電容器處于_放_電狀態(tài)_, 電場能正在_減小_, 能量轉(zhuǎn)變狀態(tài)為_電場能正在向磁場能轉(zhuǎn)化 電容器上板帶_正_電。例題2、在LC的回路中，電流

4、若規(guī)定逆時針方向為電流的正方向，說明 能量變化情況，及電場能、磁場能、充放電等情況。（ACD）下列分析情況正確的是：A、 t1時刻電路的磁場能正在減小。C、t2t3時間電容器正在充電。例題3、在LC振蕩電路中，當電容器放電完畢瞬間，電路中的電流為電壓為_零_例題4、在LC回路中，當振蕩電流為零時，則電容器開始減少_, 電容器中的_電場能5、阻尼振蕩與無阻尼振蕩。 （1）阻尼振蕩：在振蕩電路中由于能量被逐漸消耗，振蕩電路中的電流要逐漸減小，直到最后停下來。 （2）無阻尼振蕩：在電磁振蕩的電路中，如果沒有能量損失，振蕩應該永遠地持續(xù)下去，電路中振蕩電流的振幅應該永遠保持不變，這種振蕩叫無阻尼振蕩,

5、 電流方向為it的關(guān)系如圖所示，D_達到最大B正在增加，_ab_增加_,_, it0時刻電路中 tB、t1t2時間電路中的電量正在不斷減少。t4時刻電容中的電場能最小。_最大_, 線圈兩端的_放電_, 電容器的電量將, _磁場能_為零。_ 磁場能正在、第二節(jié)：電磁振蕩的周期和頻率1、周期：電磁振蕩完成一次周期性變化所需要的時間叫做周期。一秒釧內(nèi)完成的周期性變化的次數(shù)叫頻率。2、在LC振蕩電路中，從研究得到：T=2CL f=1/2可見在LC回路中，電路的頻率f和周期T是由線圈的自感系數(shù)的。在收音機的調(diào)頻中，若將可變電容器的動片旋入，則會使電容器的電容收的頻率變小。例題1、在一個LC振蕩電路中，電

6、流I隨時間變化的規(guī)律為C=20F，則線圈的自感系數(shù)L=_0.05H_例題2、如圖所示，在LC振蕩電路中，L=0.25H, C=4F,K剛閉合時，上板帶正電，當t=2×10-3s，上板帶_負_電, 電流方向為_ab_。例題3、某LC振蕩電路，線圈的自感系數(shù)可從0.1mH變到到90pF，則該電路振蕩的最高頻率是_7.96×106Hz_, 最低頻率為3 CL L和電容器的電容C增大，故收音機接i=0.01sin100t(A)，已知電容器電容 4mH，電容器的電容可從_2.65×105Hz_C來決定 4pF變 。第三節(jié)：電磁場和電磁波一、準備知識：1、分析閉合電路中電流的

7、形成：分析電路中AB中電流的方向是AB，問為什么會有A到B的電流，重點確定電流形成的實質(zhì)是導體中有電場的結(jié)果，而電場產(chǎn)生的電場力使電荷發(fā)生了定向移動。 結(jié)論：電路中電流形成的實質(zhì)是電荷在電場力作用下發(fā)生的定向移動，而電場力的發(fā)生一定伴隨電場，電場的方向與導體中電流的方向相同。2、感應電流的產(chǎn)生： 要使M中產(chǎn)生感應電流的條件是什么？若要使針方向的感應電流則磁場又該如何變化？ 強調(diào)：在M環(huán)中產(chǎn)生感應電流的實質(zhì)是環(huán)內(nèi)產(chǎn)生了電場，電場驅(qū)使電子定向移動而產(chǎn)生了電流，電場的方向與電流方向相同。那么將金屬環(huán)拿走，當磁場變化時的電場是否存在呢？引入麥克斯韋的電磁場理論。3、一個變化的磁場中放一個閉合線圈會產(chǎn)生

8、感應電流，這是一種電磁感應現(xiàn)象。麥克斯韋研究了這種現(xiàn)象，認為若電路閉合就會有感應電流；若電路不閉合，則會產(chǎn)生感應電場；這個電場驅(qū)使導體中電子的運動，從而產(chǎn)生了感應電流。 麥克斯韋把這種情況的分析推廣到不存在閉合電路的情形，他認為在變化的磁場周圍產(chǎn)生電場，是一種普遍現(xiàn)象，跟閉合電路是否存在無關(guān)。二、新課知識：1、變化的磁場產(chǎn)生電場：2、變化的電場產(chǎn)生磁場：麥克斯韋研究了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象，他預言既然變化的磁場能產(chǎn)生電場，那么變化的電場也能產(chǎn)生磁場。3、分析：恒定的電場周圍無磁場，恒定的磁場周圍無電場。 均勻變化的電場周圍產(chǎn)生恒定的磁場，均勻變化的磁場周圍產(chǎn)生恒定的電場。 周期性變化的電場周圍存在同周

9、期的磁場，周期性變化的磁場在周圍產(chǎn)生同周期的電場。4、電磁場的形成：變化的電場和變化的磁場是相互聯(lián)系著的一個不可分割的統(tǒng)一體，這就是電磁場。麥克斯韋預言：這種電磁場由發(fā)生區(qū)域向無限遠處的空間傳播就形成了電磁波。 麥克斯韋的預言最后由物理學家赫子證實了電磁波的存在，并進一步分析電磁波在真空中的傳播速度為C=3.00×8m/sM電磁波的波長由V=f得到4ABf=C/中產(chǎn)生逆時105、介紹晶體二極管的作用：1、 作用：單向?qū)щ娦浴?、 具體：當UAUB時，即A端接正極，B端接負極時，二極管導通，它相當于導線，我們稱之為“導通”當UAUB時，即A端接負極，B端接正極時，二極管截止，它相當于斷路，我們稱之為“截止”例題1、一臺收音機的接收頻率范圍從f1=2.2MHz到f=22MHz；設這臺收音機能接收的相應波長范圍從1到2，調(diào)諧電容器的相應電容量變化范圍從C1到C2，那么波長之比為1：2=_10：1_, 電容之比為C1：C2=_100：1_例題2、由同一可變電容器和兩個不同線圈組成的調(diào)諧回路所能接收到的中波范圍為千赫，若其短波的最低頻率為6兆赫，則其最高頻率為_18MHz_例題3、在LC振蕩電路中，已知電容器電容為C，振蕩電流i=Imsint，則此電路中線圈的自感系數(shù)L=_1/2C_,