第三課時(shí) 電磁振蕩 電磁波

1、電磁振蕩的過程,兩個(gè) 過程,兩個(gè) 時(shí)刻,充電過程,放電過程,充電完 畢時(shí)刻,放電完 畢時(shí)刻,對電容器：,對電感線圈：,Q、U、E增大,B、I減少,對電容器：,對電感線圈：,Q、U、E減少,B、I增大,對電容器：,對電容器：,對電感線圈：,對電感線圈：,Q、U、E為零,Q、U、E最大,B、I最大,B、I為零,電磁振蕩的周期：,一、麥克斯韋電磁場理論：,1、內(nèi)容：,變化的磁場產(chǎn)生電場；,變化的電場產(chǎn)生磁場。,2、解讀：,（1）對“變化”的理解,變化,均勻變化,非均勻變化,產(chǎn)生不變的場,產(chǎn)生變化的場,（2）他們的方向關(guān)系：,相互垂直,二、電磁場的產(chǎn)生：,非均勻變 化的電場,非均勻變 化的磁場,非均勻

2、變 化的電場,。,電磁場,電磁波,電磁場在空間傳播,四、電磁波的特點(diǎn)：,1、電磁波屬于橫波。,2、電磁波的波長、波速和周期。,（1）在真空中波速為光速。,（2）三者關(guān)系：,3、電磁波與機(jī)械波的對比：,（1）產(chǎn)生機(jī)理不同；,（2）傳播原理不同。電磁波的傳播不需介質(zhì)。,注：,電磁波是麥克斯韋預(yù)言了其存在，赫 茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了它的存在，并測出了電磁 波的速度。,一、電磁振蕩 電路中的電荷和電流以及跟它們聯(lián)系的電場和磁場作周期性變化的現(xiàn)象。 在電磁振蕩過程中產(chǎn)生的大小、方向周期性變化的電流叫振蕩電流。 產(chǎn)生振蕩電流的電路稱為振蕩電路。,注意: 1. 在沒有能量損失的電磁振蕩過程中，電場能和磁場能的總和保

3、持不變。 2. 電場能決定于電荷q，磁場能決定于電流i 3. 當(dāng)電容器上的電荷q、電壓u 最大時(shí)電路中電流i =0 當(dāng)q、u為0時(shí), 線圈中的磁場B和電路中電流i 最大。,電磁振蕩的周期和頻率,電磁振蕩完成一次周期性變化需要的時(shí)間叫周期T， 1秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)叫頻率f。,LC振蕩電路的固有周期,固有頻率,C越大T越大是因?yàn)椋杭釉陔娙萜魃系碾妷阂欢〞r(shí)，電容C越大，它容納的電量就越多，放電和充電的時(shí)間就越長，周期就越大； L越大T也越大是因?yàn)椋?L越大，自感阻礙變化的作用就越強(qiáng)，電容放電和充電需要的時(shí)間就長。 實(shí)踐中需要改變振蕩電路的固有周期或固有頻率，如改變較大可改變線圈的電感，如改變不

4、太大可調(diào)節(jié)可變電容器的電容。,電磁場,1. 周期性變化電場和周期性變化的磁場總是相互聯(lián)系著的，形成一個(gè)不可分割的統(tǒng)一體，這就是電磁場。,2.麥克斯韋的電磁理論的兩大支柱： 變化的磁場在其周圍空間產(chǎn)生電場，均勻變化的磁場產(chǎn)生穩(wěn)定的電場，不均勻變化的 磁場產(chǎn)生變化的電場，周期性變化的磁場則產(chǎn)生的同頻率周期性變化的電場。 變化的電場在其周圍空間產(chǎn)生磁場，均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，不均勻變化的電場產(chǎn)生變化的磁場，周期性變化的電場則產(chǎn)生的同頻率周期性變化的磁場。,二、電磁波 空間中某處電場交變變化就在周圍空間產(chǎn)生交變磁場，交變磁場又在周圍空間產(chǎn)生交變電場，電場和磁場就這樣交替變化逐漸由變化的區(qū)域傳播

5、出去形成電磁波。電磁場由近及遠(yuǎn)地傳播，就形成電磁波。 麥克斯韋電磁場理論的這個(gè)預(yù)言已為赫茲實(shí)驗(yàn)證實(shí)。,不同頻率的電磁波在真空中傳播的速度相同，都等于c=3.00108m/s 。在介質(zhì)中電磁波的傳播速度v小于c，若介質(zhì)折射率為n，則 v = c / n,電磁波的傳播速度v與頻率f、波長的關(guān)系是 v=f電磁波由一種媒質(zhì)進(jìn)入另一種媒質(zhì)時(shí)頻率不變，傳播速度和波長會發(fā)生變化。,LC振蕩電路發(fā)射的電磁波的波長。,三、電磁波的發(fā)射 要有效地向外發(fā)射電磁波，對振蕩電路的要求是： (1)振蕩頻率足夠高，振蕩電路輻射電磁波的能量與頻 率的4次方成正比； (2)振蕩電路的電場和磁場盡可能分散到盡可能大的空 間，采用

6、開放電路； (3)振蕩電路的天線的長度與發(fā)射電磁波的波長相差不多。,晶體二極管的導(dǎo)電特性是單向?qū)щ娦浴?當(dāng)二極管正極電勢高于負(fù)極時(shí)，二極管導(dǎo)通，有電流流過二極管，二極管表現(xiàn)出對電流的阻礙作用很小。 當(dāng)二極管負(fù)極電勢高于正極(反向電壓)時(shí)，二極管截止，只有極小的電流流過二極管，表現(xiàn)出對電流的阻礙作用很大。 對理想二極管可認(rèn)為：導(dǎo)通時(shí)二極管電阻為零，截止時(shí)二極管電阻無窮大。,二極管的好壞可用歐姆表判定，好的二極管正極接黑表筆、負(fù)極接紅表筆時(shí)電阻應(yīng)很小，負(fù)極接黑表筆，正極接紅表筆時(shí)電阻應(yīng)很大，否則就不是好二極管。二極管的單向?qū)щ娦钥捎脕碚?把交流電變成直流電)、檢波、穩(wěn)壓等。,(A)電容器C放電，

7、A板上正電荷逐漸減小，LC回路中電流逐漸增大，當(dāng)t=T/4時(shí)電流達(dá)到最大 (B)電容器C放電，A板上正電荷逐漸減少，LC回路中電流逐漸減小，t=0時(shí)放電電流最大 (C)電容器C被充電，B板上正電荷逐漸增多，LC回路中電流逐漸減小，到t=T/4時(shí)電流為零 (D)電容器C被充電，A板上正電荷逐漸增多，LC回路中電流逐漸減小，到t=T/4時(shí)電流為零,1、如圖所示，L是直流電阻可以忽略的電感線圈，LC振蕩電路工作時(shí)的周期為T，在t=0時(shí)斷開電鍵K，則在0到T/4這段時(shí)間內(nèi)，下列敘述正確的是（ ）,點(diǎn)撥：K接通時(shí)，L的電阻為0，所以UC=0 q=0 IL最大,C,2、一個(gè)無線電發(fā)射機(jī),要使它發(fā)射的電磁波

8、的波長由1變?yōu)?1,保持振蕩電路中的電感不變,則電路中的電容將變?yōu)?原來的 ( ) (A) 2倍 (B) 4 倍 (C) 倍 (D) 倍,B,3、LC回路中電容兩端的電壓u 隨時(shí)間t 變化的關(guān)系如圖所示（ ） (A)在時(shí)刻t1，電路中的電流最大 (B)在時(shí)刻t2，電路的磁場能最大 (C)從時(shí)刻t2 至t3，電路的電場能不斷增大 (D)從時(shí)刻t3至t4，電容的帶電量不斷增大,B C,4、要使開放式振蕩電路發(fā)射的電磁波的頻率增大，可以采用的方法是( ) (A)提高電容器的充電電壓 (B)將電容器的動片旋出一些 (C)增大電感線圈的匝數(shù) (D)將軟鐵心插入線圈中,B,5、在LC振蕩電路中，下列說法正

9、確的是 ( ) (A)電容器充放電一次，所用的時(shí)間是一個(gè)周期 (B)電感線圈的電感量增大時(shí)，電容器的充、放電過程變慢 (C)回路中電流最大時(shí)，電感線圈兩端的電壓為零 (D)從電容器放電開始計(jì)時(shí)，當(dāng) (k=1，2，) 時(shí)電流為零。,B C D,6、關(guān)于電磁場的理論,下面的說法中,正確的是 ( ) (A) 變化的電場周圍產(chǎn)生的磁場一定是變化的 (B) 變化的電場周圍產(chǎn)生的磁場不一定是變化的 (C) 均勻變化的磁場周圍產(chǎn)生的電場也是均勻變化的 (D) 振蕩電場周圍產(chǎn)生的磁場也是振蕩的,B D,7、關(guān)于振蕩電路的下述說法中,正確的是 ( ) (A) 電容器帶電量為零的時(shí)刻,振蕩電流達(dá)到最大值 (B)

10、振蕩電流做周期性變化,每秒鐘變化的次數(shù)為 (C) 電容器充電時(shí),磁場能逐漸轉(zhuǎn)化為電場能 (D) 振蕩電流減小時(shí),電場能逐漸轉(zhuǎn)化為磁場能,A B C,8、在LC振蕩電路中產(chǎn)生振蕩電流的過程中，理想的情況是能量沒有損耗，振蕩電流的振幅保持不變。但實(shí)際的振蕩電路如果沒有外界能量的及時(shí)補(bǔ)充，振蕩電流的振幅總是要逐漸減小。下面的幾種情況中，哪些是造成振幅減小的原因（ ） (A)電路中電阻對電流的阻礙作用 (B)線圈中鐵芯內(nèi)感應(yīng)電流產(chǎn)生熱量 (C)線圈自感電動勢對電流的阻礙作用 (D)向空間輻射電磁波,A B D,9、用一個(gè)平行板電容器和一個(gè)線圈組成LC振蕩電路,要增大電路發(fā)射電磁波的波長,可采用的辦法是

11、 ( ) (A) 增大電容器兩極板間的距離 (B) 減小電容器兩極板間的距離 (C) 減小電容器兩極板間的正對面積 (D) 在電容器兩極板間插入電介質(zhì),B D,10、按著麥克斯韋磁場理論，以下說法中正確的是 （ ） （A）穩(wěn)定的電場周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，穩(wěn)定的磁場周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的電場 （B）變化的電場周圍產(chǎn)生磁場，變化的磁場周圍產(chǎn)生電場 （C）均勻變化的電場周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場，均勻變化的磁場周圍產(chǎn)生穩(wěn)定的電場 （D）振蕩電場周圍產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場，振蕩磁場周圍產(chǎn)生同頻率的振蕩電場,B C D,11、波長為1.5mm的電磁波的頻率為_ Hz，周期為 _ s,21011,510 -12,12、在LC

12、振蕩回路中，L2104H，C2106F，則電容器的帶電量從最大變?yōu)榱憬?jīng)過的最短時(shí)間為 s,3.1410-5,13、LC振蕩電路中電感線圈的L16H，電容器的C144pF，這電路的固有頻率f= Hz，向外輻射的電磁波的波長_ m,f=1/T=3.3106 Hz,cT= 0.9 m,3.3106,0.9,14、圖中正弦曲線表示LC振蕩電路中電流隨時(shí)間變化的圖像，若以回路中順時(shí)針方向?yàn)殡娏髡较?，以電容器上方極板帶正電時(shí)極板上的電壓為正，請?jiān)趫D示坐標(biāo)中畫出電容器極板上電壓變化曲線的示意圖。,解：t=0時(shí)，順時(shí)針方向的電流從0開始增大，則電容器下板的正電荷從最大開始放電，此時(shí)上板帶負(fù)電，電量最大，電壓也為負(fù)的最大值。,畫出ut圖線如圖示。,15、如下圖所示的LC振蕩回路中振蕩電流的周期為210