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4.1 电磁振荡
人教版（2019）普通高中物理选择性必修第二册同步教学课件
第三章.交变电流
目录
1
电磁振荡的产生
2
电磁振荡中的能量变化　
3
电磁振荡的周期和频率
情景展示
如果突然间，我们生活的世界没有了电磁波会怎么样？其实我们已经离不开电磁波了。
要产生持续的电磁波，需要持续变化的电流。怎样才能产生这样的电流呢？
要产生持续变化的电流，可以通过线圈和电容器组成的电路实现。
观察振荡电路电流变化情况
实验现象
动画模拟
观察振荡电路中电压的波形
电路的电压、电流发生周期性的变化，像这种大小和方向都做周期性迅速变化的电流，叫做振荡电流。产生振荡电流的电路叫作振荡电路。
知识点一：电磁振荡的产生
①振荡电流：大小和方向都做周期性迅速变化的电流
②振荡电路：能够产生振荡电流的电路。
③LC振荡电路：
想一想与交流电有何区别？
当开关置于线圈一侧时，由电感线圈L和电容C组成的电路，就是最简单的振荡电路。
1.概念
知识点一：电磁振荡的产生
2.振荡电路的工作原理
电磁振荡的充放电过程
+
-
+
-
+
-
+
-
+
-
正向放电
正向充电
反向放电
反向充电
①电容器充电结束，两极板上的电荷最多。
②回路中电流从0开始逐渐增到最大。两极板电荷量从最大减为0。
③自感线圈给电容器正向充电结束，回路中电流从最大减为0，两极板电荷量从0变回最大。
⑤自感线圈给电容器反向充电，于是整个电路回到最开始状态。
④电容开始反向放电
知识点一：电磁振荡的产生
2.振荡电路的工作原理
电磁振荡的图象分析
电流I
0
t
+
-
电容器
电量Q
0
t
+
-
+
-
+
-
+
-
正向放电
正向充电
反向放电
反向充电
知识点二：电磁振荡中的能量变化
i
0
t
0
t
Q
0
t
E
0
t
时间 t 电 流 I 电量 Q 电场能 磁场能
0
零
最大
最大
最大
零
零
零
零
零
零
零
最大
最大
最大
最大
最大
最大
最大
零
零
知识点二：电磁振荡中的能量变化
(1)两个物理过程：
①放电过程:电场能转化为磁场能，q↓→ i↑
②充电过程:磁场能转化为电场能，q↑ → i↓
①充电完毕:磁场能向电场能转化完毕,电场能最大,磁场能最小.
②放电完毕: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：
知识点二：电磁振荡中的能量变化
电场能与磁场能交替转化:总能量守恒＝电场能＋磁场能＝恒量
知识点二：电磁振荡中的能量变化
2.两个对应关系：
（1）同步同变关系：
在LC回路发生电磁振荡的过程中，电容器上的物理量：电量q、电场强度E、电场能EE是同步同向变化的，即：q↓—E↓—EE↓（或q↑—E↑—EE↑）。
振荡线圈上的物理量：振荡电流i、磁感应强度B、磁场能EB也是同步同向变化的，即：i↑—B↑—EB↑（或i↓—B↓—EB↓）。
（2）同步异变关系：
在LC回路产生电磁振荡的过程中，电容器上的三个物理量q、E、EE与线圈中的三个物理量i、B、EB是同步异向变化的，即q、E、EE↑→i、B、EB↓。
知识点二：电磁振荡中的能量变化
2.两个对应关系：
电场能
磁场能
电场能
磁场能
电场能
电场能
磁场能
充电
磁感强度B
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
两极间场强E
知识点二：电磁振荡中的能量变化
理想情况
能量有损耗
如果能够适时地把能量补充到振荡电路中，以补偿能量损耗，就可以得到振幅不变的等幅振荡。实际电路中由电源通过电子器件为LC电路补充能量。
内能
电磁波
知识点三：电磁振荡的周期和频率
1.周期和频率：
（1）周期：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间。
（2）频率：1 s内完成的周期性变化的次数。
（3）振荡电路里在不受其他外界条件影响下发生无阻尼振荡时的周期和频率叫振荡电路的固有周期和固有频率，简称振荡电路的周期和频率。
知识点三：电磁振荡的周期和频率
2.LC振荡电路周期和频率的表达式
（1）周期：
（2）频率：
单位：秒（s）
单位：赫兹（Hz）
考点一：电磁振荡的变化规律
考点一：电磁振荡的变化规律
考点一：电磁振荡的变化规律
考点一：电磁振荡的变化规律
考点二：LC振荡电路的周期和频率
考点二：LC振荡电路的周期和频率
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