电磁振荡 电磁波教学目标1知道电磁振荡的两种起振方法.docxVIP

电磁振荡 电磁波

教学目标

知道电磁振荡的两种起振方法．

掌握振荡电流随时间变化规律．

知道振荡周期．

知道电磁场电磁波电磁波的波速．教学重点、难点分析

电磁振荡过程各物理量随时间的变化规律．教学过程设计

教师活动

一、电磁振荡

复习提问：自感现象，自感系数．

电磁振荡的产生

给LC回路供给能量方式——起振方式

（1）电容充电起振（图3-11-1）．

S先合1，然后合2，试分析电容和线圈中电量q和电流I及相关联量随时间的变化规

律．

理论证明，q和I随t按正弦规律变化，图像如图3-11-2甲所示

（2）电感线圈感应起振（图3-11-3）．

S由闭合到断开，如上分析q和I随时间变化规律，并作出图像学生活动

当导体电流发生变化时，在导体自身产生电磁感应现象称自感现象，

本身决定．

给LC回路提供能量后，利用电容器的充放电作用和线圈产生自感电动势的作用，使LC回路中产生振荡电流，同时电容器极板上电荷q及与q相关联的电场（E，U，E电），通电线圈的电流I及与I相关联的磁场（B，，E磁）都发生周期性变化的现象，称电磁振荡．其中，产生的大小和方向周期性变化的电流称振荡电流．产生振荡电流的电路称振荡电路．最简单的振荡电路是LC振荡电路．

[例1]如图3-11-4 LC回路中将一条形磁铁插入螺线管中，回路中将发生什么变化？属于哪种形式的起振？分析能量关系

试总结电磁振荡的规律

振荡周期和频率

——产生振荡电流．

——电磁感应起振．

——条形磁铁的机械能——磁场能——电场能．

一周内电容两次充放电，电容充电时电流减小，电容放电时电流增大．

振荡电流是正（余）弦交流电，一周内电流方向改变两次．

电量最大时，电流最小，电量最小时，电流最大．

其中

L：线圈自感系数．

单位：亨利，还有毫亨，1毫亨=10-3亨C：电容．单位：法拉，还有微法，皮法．

1微法=10-6法拉，1皮法=10-12法拉

[例2]如图3-11-5所示电路中，电感线圈的电阻不计，原来开关闭合，从断开开关S的瞬间开始计时，以下说法正确的是

A·t=0时刻，电容的左板带正电，右板带负电

解题方法：作出图像．

[例3]如图3-11-6，LC振荡电路正处在振荡过程中，某时刻L中的磁场和C中电场如图所示，可知

电容器中的电场强度正在增大

线圈中磁感应强度正在增大C．该时刻电容器极板上电荷最多D．该时刻振荡电流达最大值

二、电磁波

麦克斯韦电磁场理论的要点

电磁场的产生

电磁波的传播

变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场．

周期性的磁场在周围空间产生周期性变化的电场，在这周期性变化的电场周围空间又产生同频率的周期性变化的磁场——这样变化的磁场和变化的电场相互联系着，形成一个不可分离的统一体，就是电磁场．

不需要任何介质

在真空中任何电磁波传播速度都是C=3.00×108m/s，跟光速相同．

频率不同的电磁波波长不同．三者关系式

电磁波是横波．同步练习

一、选择题

有一个LC振荡电路，能产生一定波长的电磁波．若要产生波长比原来短的电磁波，应[]

增加线圈匝数

在线圈中插入铁心C．减小电容器两极板的正对面积D．减小电容器两极板的距离

按照麦克斯韦电磁场理论，以下说法正确的是 [ ]A．稳定的电场周围产生稳定的磁场

B．变化的电场周围产生变化的磁场C．均匀变化的电场周围产生稳定的磁场D．振荡电流周围产生同频率的振荡磁场

电磁波在传播过程中，不变的物理量有[ ]

频率 B．波长

C．振幅 D．波速

如图（甲）所示的LC振荡电路中，通过P点的电流变化规律如图（乙）所示，且把通过P点向右的电流规定为乙图中坐标轴i的正方向，则

[ ]

A．0.5s至ls的时间内，电容器C在充电B．0.5s至ls的时间内，C的上板带正电荷C．ls至1.5s的时间内，Q点比P点电势高

D．ls至1.5s的时间内，磁场能正在转化成电场能

关于LC振荡电路，下列说法错误的是[ ]

A．当电容器极板电荷为零瞬间，振荡电流达到最大值B．振荡电流的方向和大小作周期性变化，每秒钟改变数次C．电容器被振荡电流充电时，电路的磁场能逐渐转化为电场能D．当电感线圈两端电压最小时，电路的磁场能最大

二、计算题

线圈和可变电容器组成的振荡电路，可变电容器的最大电容是最小电容的9倍．当电容器的动能全部旋入定片间时，振荡电流辐射电磁波的波长为300m，若将电容器动片全部从定片间旋出，则辐射电磁波波长多大？

参考答案

1．C 2．CD 3．A 4．A C 5．B 6．100m