人教版 (2019)選擇性必修 第二冊1 電磁振蕩精品ppt課件

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水波是由機械振動形成的。一顆石子投入水面會激起一陣漣漪，但是要形成持續(xù)的水波，則需要不斷地擊打水面。電視、廣播接收的是電磁波，要產(chǎn)生持續(xù)的電磁波，需要持續(xù)變化的電流。怎樣才能產(chǎn)生這樣的電流呢？
把線圈、電容器、電源和單刀雙擲開關按照圖連成電路。把電壓傳感器（或示波器）的兩端連在電容器的兩個極板上。 先把開關置于電源一側(cè)，為電容器充電;稍后再把開關置于線圈一側(cè)，使電容器通過線圈放電。觀察電腦顯器顯示的電壓波形。
觀察振蕩電路中電壓的波形
觀察振蕩電路電流變化情況
電路的電壓、電流發(fā)生周期性的變化，像這種大小和方向都做周期性迅速變化的電流，叫做振蕩電流。產(chǎn)生振蕩電流的電路叫作振蕩電路。
①振蕩電流：大小和方向都做周期性迅速變化的電流
②振蕩電路：能夠產(chǎn)生振蕩電流的電路。
想一想與交流電有何區(qū)別？
當開關置于線圈一側(cè)時，由電感線圈L和電容C組成的電路，就是最簡單的振蕩電路。
2.振蕩電路的工作原理
注意觀察:電荷量和電流大小及方向的變化情況
①電容器充電結(jié)束，兩極板上的電荷量最多。
②電容器開始放電，回路中電流從0開始逐漸增到最大。兩極板電荷量從最大減為0。
③自感線圈給電容器正向充電結(jié)束，回路中電流從最大減為0，兩極板電荷量從0變回最大。
⑤自感線圈給電容器反向充電，于是整個電路回到最開始狀態(tài)。
電磁振蕩的圖象分析——電流、電量的變化圖像
在整個過程中，電路中的電流i、電荷量q、電場強度E、磁感應強度B，都在周期性地變化著。這種現(xiàn)象就是電磁振蕩。
電磁振蕩與機械振動雖然有著本質(zhì)的不同，但它們還是具有一些共同的特點。在機械振動中，例如在單擺的振動中，位移x、速度v、加速度a 這幾個物理量周期性地變化。在電磁振蕩中，電荷量q、電流i、電場強度E、磁感應強度B這幾個物理量也在周期性地變化。 在機械振動中，動能與勢能周期性地相互轉(zhuǎn)化。那么，在電磁振蕩中，能量是如何轉(zhuǎn)化的?
電磁振蕩的過程中，電場能和磁場能發(fā)生周期性的轉(zhuǎn)化
Q、B、i、E變化周期
電場能、磁場能變化周期
所以，在電磁振蕩的過程中，電場能和磁場能會發(fā)生周期性的轉(zhuǎn)化。
如果能夠適時地把能量補充到振蕩電路中，以補償能量損耗，就可以得到振幅不變的等幅振蕩。實際電路中由電源通過電子器件為LC電路補充能量。
周期：電磁振蕩完成一次周期性變化所需的時間。
頻率：一秒鐘內(nèi)完成周期變化的次數(shù)叫做頻率。
電容較大時，電容器充電、放電的時間會長些還是短些?線圈的自感系數(shù)較大時，電容器充電、放電的時間會長些還是短些？根據(jù)討論結(jié)果，定性分析LC電路的周期（頻率）與電容 C、電感L的關系。
第一次白振蕩周期大于第二次振蕩雕花
理論分析表明，LC電路的周期T與電感L、電容C的關系是
①式中各物理量T、L、C、f的單位分別是s、H、F、Hz。
L：線圈的大小、形狀、匝數(shù)、鐵芯。
注意：在一個周期內(nèi)，振蕩電流的方向改變兩次；電場能（或磁場能）完成兩次周期性變化。
②適當?shù)剡x擇電容器和線圈，可使振蕩電路物周期和頻率符合我們的需要。
例題：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。
④由振蕩回路本身特性所決定的振蕩周期和頻率，叫做振蕩電路的固有周期和固有頻率，簡稱振蕩電路的周期和頻率。
1.振蕩電流：大小和方向都做周期性迅速變化的電流
2.振蕩電路：能夠產(chǎn)生振蕩電流的電路。
3.LC振蕩電路：當開關置于線圈一側(cè)時，由電感線圈L和電容C組成的電路，就是最簡單的振蕩電路。
4.電磁振蕩：在整個過程中，電路中的電流i、電荷量q、電場強度E、磁感應強度B，都在周期性地變化著。這種現(xiàn)象就是電磁振蕩。
5.電磁振蕩的周期和頻率
【例題】如圖所示為理想LC振蕩回路，某時刻電容器極板帶電情況和線圈中的磁場方向如圖，下列哪些說法是正確的（　）A.此時電容器正在充電 B.此時線圈中的磁場能在減少 C.若在線圈中插入鐵芯，振蕩電流的頻率增大 D.若增大電容器極板間距，振蕩電流的頻率增大
D. 磁場能正在向電場能轉(zhuǎn)化
【例題】某時刻LC回路的狀態(tài)如圖所示, 則此時刻 ( )
A. 振蕩電流i 正在減小
B. 振蕩電流i 正在增大
C. 電場能正在向磁場能轉(zhuǎn)化
由電流方向和電容器上電量可判斷電路中正在充電.
【例題】 LC回路中電容器兩端的電壓隨時間變化的關系如圖所示, 則: ( )
A. 在時刻t1, 電路中的電流最大
B. 在時刻t2, 電路中的磁場能最大
C. 在時刻t2至t3, 電路中電場能不斷增大
D. 在時刻t3至t4, 電容的帶電量不斷增大
1、（多選）對振蕩電路，下列說法正確的是（ ）
A.振蕩電路中、電容器充電或放電一次所用的時間為
C.振蕩過程中，電容器極板間電場強度的變化周期為
D.振蕩過程中，線圈內(nèi)磁感應強度的變化周期為
2、在如圖甲所示的振蕩電路中，電容器極板間電壓隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，規(guī)定電路中振蕩電流逆時針方向為正方向，則電路中振蕩電流隨時間變化的圖像是（ ）