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§1 电磁振荡
高二物理（人教版2019）
选择性必修 第二册
第四章 电磁振荡与电磁波
思考与讨论：
新课引入
水波是由机械振动形成的。一颗石子投入水面会激起一阵涟漪，但是要形成持续的水波，则需要不断地击打水面。电视、广播接收的是电磁波，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？
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
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
振荡电路的工作原理
(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 电场能最大，磁场能最小。
放电完毕状态：电 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：
3.电磁振荡的特点：
振荡的变化规律
L
C
LC振荡电路
大小和方向都做周期性变化的电流叫振荡电流
产生振荡电流的电路叫振荡电路
一、1.振荡电流:
2.振荡电路:
①LC回路：由线圈L和电容器C组成的最简单振荡电路。
②理想的LC振荡电路:
只考虑线圈、电容器的作用，而忽略能量损耗。
振荡电路
新课讲授
放电 充电 放电 充电
q最大，u最大
i最小，B最小
t
q/i
0
q最小，u最小
i最大，B最大
q最大，u最大
i最小，B最小
q最小，u最小
i最大，B最大
q最大，u最大
i最小，B最小
周而复始
我们把电路中的电流、电容器极板上的电荷量、电容器的电场强度、线圈里的磁感应强度，都在做周期性变化的这种现象叫做电磁振荡。
放电
反向充电
反向放电
充电
电磁振荡的图象分析
电磁振荡与机械振动虽然有着本质的不同，但它们还是具有一些共同的特点。在机械振动中，例如在单摆的振动中，位移x、速度v、加速度a 这几个物理量周期性地变化。在电磁振荡中，电荷量q、电流i、电场强度E、磁感应强度B这几个物理量也在周期性地变化。
在机械振动中，动能与势能周期性地相互转化。那么，在电磁振荡中，能量是如何转化的
振荡电路的能量变化规律
i
0
t
B
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
振荡电路的能量变化规律
B
0
t
E
电磁振荡的过程中，电场能和磁场能发生周期性的转化
t
0
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
两极间场强E
放电
Q、B、i、E变化周期
T
电场能、磁场能变化周期
振荡电路的能量变化规律
新课讲授
若无能量损失，则有电场能与磁场能交替转化:总能量守恒＝电场能＋磁场能＝恒量。但实际的LC振荡回路都有能量一部分能量转化为内能或者以电磁波形式辐射出去，所以振荡电流的振幅就会逐渐减小，直到停止振荡。
L1＞L2
C1＞C2
第一次的振荡周期大于第二次的振荡周期
实验探究：
电磁振荡的周期和频率
1．周期和频率：
　　①电磁振荡完成一次周期性变化所需的时间叫做周期，
　　②一秒钟内完成周期变化的次数叫做频率．
LC回路的周期和频率：由回路本身的特性决定．
　 这种由振荡回路本身特性所决定的振荡周期（或频率）叫做振荡电路的固有周期（或固有频率），简称振荡电路的周期（或频率）．
电磁振荡的周期和频率
理论分析表明，LC电路的周期T与电感L、电容C的关系是
①式中各物理量T、L、C、f的单位分别是s、H、F、Hz。
②改变周期的方法：
L：线圈的大小、形状、匝数、铁芯。
注意：①在一个周期内，振荡电流的方向改变两次；
②电场能（或磁场能）完成两次周期性变化。
电磁振荡的周期和频率

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