第四章

電磁振蕩與電磁波第1節(jié)

電磁振蕩

020301主題(二)電磁振蕩主題(一)LC震蕩電路目錄CONTENTS主題(三)周期和頻率

04第1節(jié)

電磁振蕩主題(四)課堂練習(xí)

S+_+_+_+_+_新課引入：將開關(guān)S由a撥向b，電流會(huì)如何變化？電流傳感器bai/mAt/s3210-1-2-3123456思考：為什么電流會(huì)如此變化？Sba+_+_+_+_+_0it0qt電流傳感器新課引入：將開關(guān)S由a撥向b，電流會(huì)如何變化？Sba+_+_+_+_+_電流傳感器0it0qt新課引入：將開關(guān)S由a撥向b，電流會(huì)如何變化？Sba+_+_+_+_+_0it0qt電流傳感器新課引入：將開關(guān)S由a撥向b，電流會(huì)如何變化？LC振蕩電路新課引入：將開關(guān)S由a撥向b，電流會(huì)如何變化？第一部分LC震蕩電路++??++??i0oqtt反向放電反向充電正向放電正向充電一、LC震蕩電路i＝0qmq↓

i↑放電im充電q↑i↓q＝0qmi＝0放電q↓i↑q＝0im++??充電q↑i↓i＝0qm振蕩電流++++????i＝0qmi0oqtt反向放電反向充電正向放電正向充電一、LC震蕩電路1.放電:q↓→電場(chǎng)能轉(zhuǎn)為磁場(chǎng)能，

i↓→U↓→E↓→電場(chǎng)能↓磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)為電場(chǎng)能，B↓→磁場(chǎng)能↓2.充電:【典例1】(2024·江蘇南通期末)在LC振蕩電路中,某時(shí)刻線圈中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向和電容器極板的帶電情況如圖所示,則圖示狀態(tài)(

)A.電容器剛好充電完畢B.電容器的帶電量在減小C.線圈中的電流正在減小D.磁場(chǎng)能正在向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化B典例分析

在LC振蕩電路里產(chǎn)生電流的過程中,電容器極板上的電荷q、通過線圈的電流i、以及跟電流和電荷相聯(lián)系的磁場(chǎng)B和電場(chǎng)E等都發(fā)生周期性的變化,這種現(xiàn)象叫做電磁振蕩，產(chǎn)生的電流叫震蕩電流。電磁振蕩:電磁振蕩與機(jī)械振動(dòng)類比振蕩電路單擺+?+?+?放電下擺下擺：v在增大,放電：i在增大,h在減少，上擺下擺上擺q在減少，EP在減少，E電在減少，EK在增加E磁在增加放電充電充電振蕩電路單擺+?+?+?放電下擺上擺下擺上擺放電充電充電i－v

q(U)－h(huán)E磁－

EkE電－

Ep電磁振蕩與機(jī)械振動(dòng)類比第二部分電磁震蕩概念:LC震蕩電路中的電流i、磁感應(yīng)強(qiáng)度B，電量q、場(chǎng)強(qiáng)E都在做周期性變化的現(xiàn)象。2.特點(diǎn):①若電路無電阻，以及不向外輻射電磁波，則其振幅不變，稱為無阻尼震蕩。二、電磁振蕩++++????i＝0qm若電路無電阻概念:LC震蕩電路中的電流i、磁感應(yīng)強(qiáng)度B，電量q、場(chǎng)強(qiáng)E都在做周期性變化的現(xiàn)象。2.特點(diǎn):①若電路無電阻，以及不向外輻射電磁波，則其振幅不變，稱為無阻尼震蕩。二、電磁振蕩②若周期性補(bǔ)充能量，阻尼震蕩振幅可不變.i0oqttTT++++????i＝0qm第三部分周期與頻率電磁振蕩與簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)有很多相似之處，它們的運(yùn)動(dòng)都有周期性，我們知道自由振動(dòng)的T只與振動(dòng)系統(tǒng)本身的特性有關(guān)，那么電磁振蕩的T或f由什么因素決定呢？三、周期和頻率i0oqttTT++++????i＝0qm注意：振蕩電路里在不受其他外界條件影響下發(fā)生無阻尼振蕩時(shí)的T和f叫振蕩電路的固有周期和固有頻率，三、周期和頻率++++????i＝0qm1.周期：電磁振蕩完成一次周期性變化需要的時(shí)間。2.頻率：1s內(nèi)完成的周期性變化的次數(shù)。i0oqttTT思考：試定性分析LC電路的T（f）與電容C、電感L的關(guān)系。++++????i＝0qmi0oqttTT思考：試定性分析LC電路的T（f）與電容C、電感L的關(guān)系。++++????i＝0qmi0tT1.周期：電磁振蕩完成一次周期性變化需要的時(shí)間。2.頻率：1s內(nèi)完成的周期性變化的次數(shù)。三、周期和頻率

3.決定式：

注意①在一個(gè)周期內(nèi)，振蕩電流的方向改變兩次；

②電場(chǎng)(或磁場(chǎng))能完成兩次周期性變化。磁場(chǎng)能

電場(chǎng)能

T能=

③T(或f)是LC電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的?！镜淅?】在LC振蕩電路中，線圈L的自感系數(shù)為30μH，可調(diào)電容器C的可調(diào)范圍為1.7-270pF。求振蕩電路的頻率范圍。解：根據(jù)LC振蕩電路的頻率公式此振蕩電路的頻率范圍是1.77×106—2.65×107Hz。典例分析++++????i＝0qm1.周期：電磁振蕩完成一次周期性變化需要的時(shí)間。2.頻率：1s內(nèi)完成的周期性變化的次數(shù)。三、周期和頻率

3.決定式：

注意①在一個(gè)周期內(nèi)，振蕩電流的方向改變兩次；

②電場(chǎng)(或磁場(chǎng))能完成兩次周期性變化。T能=

③T(或f)是LC電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的．④LC震蕩的固有頻率比照明電路頻率高的多．⑤現(xiàn)代的實(shí)際電路中使用的振蕩器多數(shù)是晶體振蕩器

ACD典例分析《思維導(dǎo)圖·電勢(shì)能和電勢(shì)》課堂小結(jié)電能的輸送電磁振蕩振蕩電路周期頻率鞏固提高【練習(xí)1】(2024·河南開封期末)已知LC振蕩電路中電流隨時(shí)間變化的曲線如圖所示,則(

)A.ab段為電容器的放電階段B.a、c兩時(shí)刻電容器里的電場(chǎng)能最大C.b、d兩時(shí)刻電容器帶電量最大D.b、d兩時(shí)刻線圈里的磁感應(yīng)強(qiáng)度最大C課堂練習(xí)【練習(xí)2】(2024·湖北荊州期末)如圖所示,圖a為L(zhǎng)C振蕩電路,通過P點(diǎn)的電流如圖b所示,規(guī)定P點(diǎn)電流方向向右為正方向,下列說法正確的是(

)A.0到t1時(shí)間內(nèi),電容器正在充電,上極板帶正電B.t1到t2時(shí)間內(nèi),電容器正在放電,上極板帶負(fù)電C.t2到t3時(shí)間內(nèi),電路中的電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能D.t3到t4時(shí)間內(nèi),電路中的磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能A課堂練習(xí)【練習(xí)3】為了增大LC振蕩電路的固有頻率,下列辦法可采取的是(

)A.增大電容器兩極板的正對(duì)面積并在線圈中放入鐵芯B.減小電容器兩極板的距離并增加線圈的匝數(shù)C.減小電容器兩極板的距離并在線圈中放入鐵芯D.減小電容器兩極板的正對(duì)面積并減少線圈的匝數(shù)D課堂練習(xí)

C課堂練習(xí)

CD課堂練習(xí)【練習(xí)6】5G技術(shù)是“第五代移動(dòng)通信技術(shù)”的簡(jiǎn)稱，采用了3300~5000MHz（1M=106）頻段的無線電波，某發(fā)射5G無線電波的LC電磁振蕩電路如圖所示。下列說法正確的是（）A．圖示時(shí)刻，電容器兩極板帶的電荷量正在增加B．圖示時(shí)刻，電感線圈儲(chǔ)存的磁場(chǎng)能正在增加C．5G通信技術(shù)采用的無線電波屬于毫米波D．無線電波的頻率越大，在真空中傳播的速度越大A課堂練習(xí)【練習(xí)7】（多選）如圖甲所示，在超聲波懸浮儀中，由LC振蕩電路產(chǎn)生高頻