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* 电磁场和电磁波 物理组：高广源 规律 种类 应用 概念 总结 产生 引入 第一节 电磁振荡 1.电磁波与现代科技和人类生活的密切关系。在信息技术高速发展的今天，电磁波对我们来说越来越重要。 2.电磁波到底是什么？为什么它具有那么大的威力？它又是怎样产生的呢？它有哪些性质？是否具有波的共同特性？怎样利用它来传递各种信号？…… 研究电磁波应从电磁振荡开始。 返回 是什么 怎样产生 特性 怎样利用 为什么 性质 1、振荡电流： 大小和方向都做周期性变化的电流叫做振荡电流 能够产生振荡电流的电路叫做振荡电路 2、振荡电路： 一、振荡电流与振荡电路： 3、理想的LC振荡电路： (2)理想的LC振荡电路:只考虑电感、电容的作用，而忽略能量损耗 (1)LC回路：由线圈L和电容C组成的最简单振荡电路。 返回 演示 C L S E 二、电磁振荡的产生： (1)与电场能有关的因素： 电场能 电场线密度 电容器带电量q 电容器极板间电压u 1、与电场能和磁场能有关的因素： 电场强度E + + － － － － + + (2)与磁场能有关的因素： 磁场能 磁感线密度 磁感强度B 线圈中电流 i C + + + + － － － － R q ↓ → u↓ → i ↓ 2、电磁振荡的产生过程： 电容器 具有充放 电 作 用 线圈 具有自 感作用 L －－－－ + + + + C UC＝UL＝εL UC UL εL 一 个 周 期 性 变 化 放电 充电 充电 放电 ｑ ｉ ｑ ｉ ｑ ｉ ｑ ｉ ++ ++ - - - - ++ ++ - - - - q=Qm i=0 q=Qm i=0 q=0 i=Im q=0 i=Im 磁场能 电场能 电路中 电 流 电容器 带电量 t=T t=3T/4 t=T/2 t=T/4 t=0 时 间 t 最大 (A＋、B－) 零 最大 零 零 最大(a→b) 零 最大 最大 (A－、B＋) 零 最大 零 零 最大(b→a) 零 最大 最大 (A＋、B－) 零 最大 零 返回 C L S E a － － － B + + + A b t＝0时 C L S E a B A b t＝T/4时 C L S E a + + + B － － － A b t＝T/2时 C L S E a B A b t＝3T/4时 C L S E a － － － B + + + A b t＝T时 (1)、两个物理过程： 放电过程；电场能转化为磁场能，q↓→ i↑ 充电过程：磁场能转化为电场能，q↑ → i↓ 充电完毕状态：磁场能向电场能转化完毕，电场能最大，磁场能最小。 放电完毕状态：电场能向磁场能转化完毕，磁场能最大，电场能最小。 LC回路工作过程具有对称性和周期性，可归结为： (2)、两个特殊状态： 1、电磁振荡的特点： 三、电磁振荡的变化规律： (1)总能量守恒＝电场能＋磁场能＝恒量 电场能 磁场能 放电 充电 2、电磁振荡的变化规律： (2)电场能与磁场能交替转化 电容器电压ｕ 电容器带电量ｑ 电路中电流ｉ 同步变化 同步变化 步调相反 (3)变化规律的图象描述： 磁场能 t o t 电场能 o i t o q t o t u o 演示一 演示二 3、电磁振荡： 在振荡电路产生振荡电流的过程中，电容器极板上的电荷、通过线圈的电流，以及跟电荷和电流相联系的电场和磁场都发生周期性的变化，这种现象叫电磁振荡。 本质 区别 能量 转化 规律 对应 的物 理量 过程 特点 简谐运动 电磁振荡 充电：加在电容器两端的电压产生充电电流；线圈的电感阻碍充电电流的突变。 放电：线圈的电感维持放电电流不变；电容器两端电压阻碍放电电流。 加速：回复力使振子运动状态变化，惯性维持振子运动状态不变。 减速：惯性维持振子运动状态不变，回复力使振子运动状态改变。 ? 电容C 电感L（相当于惯性） 电荷q 电流i 电场能E电场能 磁场能E磁场能 弹簧劲度系数k（或单摆摆长L） 振子质量m（惯性） 位移x 速度V 势能Ep 动能Ek 两极间电势差随时间作正弦规律变化 振动的位移随时间作正弦规律变化 电场能与磁场能相互转化，总能量守恒 动能与势能相互转化，总能量守恒 振荡电路中自由电子的电磁运动 振子的机械运动 4、电磁振荡与简谐运动的类比 返回 *