电磁振荡—新教材人教版高中物理选择性必修第二册课件
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第四章电磁振荡与电磁波—【新教材】人教版高中物理选择性必修第二册课件
人教物理选择性必修2
第 四 章
电
磁
振
1 电磁振荡
荡 与
电
磁
波
一 电磁振荡的产生
1.振荡电流：大小和方向做周期性变化的电流.
振荡电路：产生振荡电流的电路. 这种现象就是电磁振荡。 电磁波能使接收天线产生感应电流
①④电电2磁 磁.振波波的波荡反速射比电、机折械路射波、波：干速涉大产、得偏多生振. 和振衍射荡等 电流的电路.，LC振荡电路.
电磁波与光统一
4．麦克斯韦电磁场理论的意义 电磁波传播过程就是能量传播的过程. 能量是电磁场的物质性最有说服力的证据之一. 电磁场理论被赫兹的实验证实后，电磁场就像光一样真实.
物质不仅能以实物的形式存在，还能以场的形式存在.
5.电磁波与机械波的异同点 (1)相同点 ①能发生反射、折射、衍射、干涉等现象。 ②是传播能量的一种形式，能传递信息。 ③满足v＝λf，T＝1/f，且传播中f 不变。 (2)电磁波与机械波的不同点 ①产生的机理不同. ②电磁波的传播不需介质，机械波须有介质才能传播. ③电磁波是横波,机械波有横波也有纵波. ④电磁波波速比机械波波速大得多.
携带信号的高频电磁波.
(1)电磁波的传播不需要介质
④电磁波波速比机械波波速大得多.
第四章 电磁振荡与电磁波
电磁波与机械波的异同点
(2)电磁波与机械波的不同点
(1)1886年，赫兹用实验证实电磁波的存在。
2．电容器充电，E磁 E电.
变化的电场和磁场形成一个不可分割的统一的电磁场.
电磁波传播过程就是能量传播的过程.
携带信号的高频电磁波.
④电磁波波速比机械波波速大得多.
振荡电路：产生振荡电流的电路.
4．电磁振荡
电容器不断地充电和放电，电路中就出现了大小、 方向都在变化的电流，即出现了振荡电流。在整个过 程中，电路中的电流i、电容器极板上的电荷量q、电 容器里的电场强度E、线圈里的磁感应强度B，都在 周期性地变化着。这种现象就是电磁振荡。
第 四 章
电
磁
振
1 电磁振荡
荡 与
电
磁
波
一 电磁振荡的产生
1.振荡电流：大小和方向做周期性变化的电流.
振荡电路：产生振荡电流的电路. 这种现象就是电磁振荡。 电磁波能使接收天线产生感应电流
①④电电2磁 磁.振波波的波荡反速射比电、机折械路射波、波：干速涉大产、得偏多生振. 和振衍射荡等 电流的电路.，LC振荡电路.
电磁波与光统一
4．麦克斯韦电磁场理论的意义 电磁波传播过程就是能量传播的过程. 能量是电磁场的物质性最有说服力的证据之一. 电磁场理论被赫兹的实验证实后，电磁场就像光一样真实.
物质不仅能以实物的形式存在，还能以场的形式存在.
5.电磁波与机械波的异同点 (1)相同点 ①能发生反射、折射、衍射、干涉等现象。 ②是传播能量的一种形式，能传递信息。 ③满足v＝λf，T＝1/f，且传播中f 不变。 (2)电磁波与机械波的不同点 ①产生的机理不同. ②电磁波的传播不需介质，机械波须有介质才能传播. ③电磁波是横波,机械波有横波也有纵波. ④电磁波波速比机械波波速大得多.
携带信号的高频电磁波.
(1)电磁波的传播不需要介质
④电磁波波速比机械波波速大得多.
第四章 电磁振荡与电磁波
电磁波与机械波的异同点
(2)电磁波与机械波的不同点
(1)1886年，赫兹用实验证实电磁波的存在。
2．电容器充电，E磁 E电.
变化的电场和磁场形成一个不可分割的统一的电磁场.
电磁波传播过程就是能量传播的过程.
携带信号的高频电磁波.
④电磁波波速比机械波波速大得多.
振荡电路：产生振荡电流的电路.
4．电磁振荡
电容器不断地充电和放电，电路中就出现了大小、 方向都在变化的电流，即出现了振荡电流。在整个过 程中，电路中的电流i、电容器极板上的电荷量q、电 容器里的电场强度E、线圈里的磁感应强度B，都在 周期性地变化着。这种现象就是电磁振荡。
高中物理人教版选择性必修第二册教学课件《电磁振荡》
化的曲线,下列判断正确的是( )
①在b和d时刻,电路中电流最大
②在a→b时间内,电场能转变为磁场能
③a和c时刻,磁场能为零
④在O→a和c→d时间内,电容器被充电
A.只有①和③
B.只有②和④
C.只有④
D.只有①②和③
答案:D
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
【学以致用5】如图所示，线圈L的自感系数为25 mH，电阻为零，电容器C的电容为40 μF，灯泡D的规格是“4 V 2 W”。开关S闭合后，灯泡D正常发光，开关S断开后， LC电路中产生振荡电流。f若从S断开开始计时，求： （1）当t=π×10-3 s时，电容器的右极板带何种电荷；
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
（5）电容器反向充电过程
＋
①自感线圈再次给电容器反向充电，电量增大， 电场 E增强，电流减小，电流由负极板流向正极 板磁场 B减弱，磁场能转化为电场能 。
L
C
－ ②充电结束，回路中电流为0，两极板电荷量最 大的状态，此后电容器再放电、再充电。
新课导入
知识讲解
新课导入
知识讲解
随堂练习
课堂小结
布置作业
【学以致用2】下图为某时刻LC振荡电路中电容器电场的方向和电流的方向,则下列 说法正确的是( ) A.电容器正在放电 B.电感线圈的磁场能正在减少 C.电感线圈中的电流正在增大 D.电容器的电场能正在减少
答案:B 【解析】:由题图知,电路中电流方向为逆时针方向,电容器被充电,电场能增加,电感线 圈中的电流正在减小,电感线圈的磁场能正在减少,A、C、D错误,B正确。
随堂练习
课堂小结
人教版高中物理选择性必修第二册精品课件 第4章 电磁振荡与电磁波 本章整合
产生磁场
电磁波的形成:电磁场由近及远地向外传播
电磁场与电磁波
横波
电磁波
电磁波的特点
干涉、衍射、反射、偏振
真空中的波速 = 3 × 108 m/s
传播过程不需要介质
发射端
无线电波的发射和接收
接收端
采用高频率和开放电路
调制:⑤ 调幅
和⑥ 调频
调谐:产生电谐振
解调(调幅波的解调也叫检波)
定义:按电磁波的波长大小或频率高低的顺序把它们排列成谱
关键能力 理解能力和推理能力
教材衔接 人教版选择性必修第二册第87页第4题也考查了电磁波谱
思维方法
根据电磁波谱的排序,紫外线的频率大于红外线的频率,然后根
据E=hν、ν=
c
λ
和电磁波的特性分析红外线和紫外线的区别
专项提升
电磁振荡过程分析
基本思路
1.分析两类物理量:电荷量q决定了电场能的大小,电容器极板间电压U、电
【例题】 如图所示,i-t图像表示LC振荡电流随时间变化的图像,在t=0时刻,
电路中电容器的M板带正电,在某段时间里,电路的磁场能在减少,而M板仍
cd 段。
带正电,则这段时间对应i-t图像中
解析 由i-t图像可知,在t=0时刻,电容器开始放电,电路中电容器的M板带正
电,故电流方向逆时针为正方向;某段时间里,电路的磁场能在减少,说明电
B.LC电路中的电流最大时,电容器中的电场能最大
C.t=1.01 s时,线圈中磁场能最大
D.t=1.01 s时,电路中电流沿顺时针方向
解析 以顺时针电流为正方向,LC电路中电流和电荷量随时间变化的图像
如图所示,t=0.02 s时,电容器下极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值,
4-1电磁振荡 (教学课件)- 高中物理人教版(2019)选择性必修第二册
三、电磁振荡的周期和频率
1．周期和频率：电磁振荡完成一次周期性变化所需的时间叫做周期， 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）。
2．在一个周期内，振荡电流的方向改变两次；电场能（或磁场能）完 成两次周期性变化。
3、LC 回路的周期和频率公式T = 2 LC源自1f=2 LC
（1）式中各物理量T、L、C、f 的单位分别是s、H、F、Hz．
（2）适当地选择电容器和线圈，可使振荡电路物周期和频率符合我们 的需要．
课堂小结：
• LC振荡电路中的振荡电流按正弦规律变化，电路
的状态与相应的物理量对应. • 电磁振荡分阻尼振荡和无阻尼振荡．
一、电磁振荡的产生
在整个过程中，电路中的电流i、线圈里的磁感应强度B都在周期性地变 化着（如下图所示）
LC振荡电路电流的周期性变化
一、电磁振荡的产生
在整个过程中，电容器极板上的电荷量q、电容器里的电场强度E也都在 周期性地变化着（如下图所示）
电容器极板上电荷量的周期性变化
一、电磁振荡的产生
我们把这种电路中的电流i、线圈里的磁感应强度B，电容器极板上的电 荷量q、电容器里的电场强度E都周期性地变化的现象叫做电磁振荡。
充电完毕的瞬间， 电流减小为0，电容 器极板上的电荷最多 （如图c）。
一、电磁振荡的产生
LC电磁振荡的产生过程
此后电容器再放电
到反向放电完毕时（如图d），放电电流达 到最大值，电容器极板上没有电荷。
这样不断地充电和放电，电路中就出现了大小、 方向都在变化的电流，即出现了振荡电流。
物理选择性必修第二册(RJ)PPT可自主编辑课件1 第1节 电磁振荡
如果振荡电路没有能量损失，也不受外界影响，这时的周期和频率分别叫 作___固__有______周期和____固__有_____频率。
3．周期和频率公式
T＝___2_π__L__C___，f＝2π
1 LC
。
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第四章 电磁振荡与电磁波
8
思维辨析
(1)LC 振荡电路是最简单的振荡电路。
[思路点拨] 在没有断开开关时，电流是正还是负？当断开开关后，电流要 增大还是减小？
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第四章 电磁振荡与电磁波
15
[解析] 在没有断开开关时，电流从 a 流向 b，当断开开关后，电流要减 小，而线圈的感应电动势阻碍电流减小，则电流方向不变，电流在慢慢减 小，当电容器充电完毕时，电流为 0，接着电容器放电，电流方向与之前 相反，电流在不断增大，B 正确。 [答案] B
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11
i 0→im im→0 0→im im→0
第四章 电磁振荡与电磁波
12
2.振荡电流、极板所带电荷量随时间的变化图像 电磁振荡过程如图甲所示，振荡电路电流的周期性变化(以逆时针方向电 流为正)如图乙所示，电容器极板上电荷量的周期性变化(q 为上极板所带 电荷量)如图丙所示。
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3．实际的 LC 振荡是阻尼振荡：电路中有电阻，电路中总有一部分能量 会转化为___内__能______，另外还会有一部分能量以__电__磁__波_____的形式辐射 出去。如果要实现等幅振荡，必须有能量补充到电路中。
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第四章 电磁振荡与电磁波
7
三、电磁振荡的周期和频率
1．周期：电磁振荡完成一次___周__期__性__变__化____需要的时间叫作周期。 2．频率：单位时间内完成的___周__期__性________变化的次数叫作频率。
4.1电磁振荡精品PPT高二下学期物理人教版选择性必修第二册
感谢聆听
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电磁振荡的电荷量、场强分析
周期和频率： 越长，因此周期越长，频率越低；
电磁振荡完成一次周期性变化需的时间叫做周期。 电磁振荡的电荷量、场强分析
ELC回→路电的容周器期两和线板频的率圈场：强的由回自路本感身系的特数性决较定大。 时，电容器充电、放电时间长些还是短些？
电磁振荡的电流、磁场分析
示要波产器 生：变用化来的观电自察磁电场感路，中需越电要大信变号化，波的形电线的流圈仪。器阻。 碍电流变化的作用就越大，使电流的变化越缓慢，
t=0 最大 零 最大 零
t=T/4 零 最大 零 最大
t=T/2 最大 零 最大 零
t=3T/4 零 最大 零 最大
t=T 最大 零 最大 零
LC振荡电路产生 振荡电流的物理 实质是电场能和 磁场能的周期性 转换。
电磁振荡的能量分析
整个过程中，若LC回路是没有能量损失，电场能和磁场能相互转化， 总能量守恒。E磁+E电=恒量
电磁振荡
情境导入
今天，电磁波与人们的生活息息相关， 它的发现使人类的信息传递发生了巨大的变革，在科技、军事、生活、等各个领域都有广泛的 应用。 电磁振荡中，能量是如何变化的？ 周期和频率： 电磁振荡完成一次周期性变化需的时间叫做周期。 要产生变化的电磁场，需要变化的电流。 通过理论推导可得：LC回路的周期和频率公式 电容越大，电容器容纳电荷就越多，充电和放电所需的时间就越长，因此周期越长，频率越低； 电磁振荡中，电荷量q、电流i，电容器两极板间的电场强度E、线圈内的磁感应强度B随时间如何变化？ LC回路的周期和频率：由回路本身的特性决定。 要产生变化的电磁场，需要变化的电流。 E →电容器两板的场强 周期和频率： 电磁振荡完成一次周期性变化需的时间叫做周期。 ②适当地选择电容器和线圈，可使振荡电路物周期和频率符合我们的需要。 ②适当地选择电容器和线圈，可使振荡电路物周期和频率符合我们的需要。 LC回路产生的振荡电流按正弦规律变化。 今天，电磁波与人们的生活息息相关， 它的发现使人类的信息传递发生了巨大的变革，在科技、军事、生活、等各个领域都有广泛的 应用。
电磁振荡【新教材】人教版高中物理选择性必修二课件
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?
正在向外电路放电 B.在第1 s末到第2 s末的过程中电容器
的下极板带负电
√C.在第2 s末到第3 s末的过程中M点的
电势比N点的电势低
√D.在第2 s末到第3 s末的过程中电路中电场能正在逐渐减小
2.如图所示为振荡电路在某一时刻的电容器带电情况和
电感线圈中 乙、振荡电路电流的周期性变化 的磁感线方向情况.由图可知，电感线圈中
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(图4.1-3)。实际
电路中由电源通过电子器件 为LC电路补充能量。
三、电磁震荡的周期和频率
1.电磁振荡的周期T：电磁振荡完成一次 周期性变化 需要的时间. 2.电磁振荡的频率f：周期的倒数，数值等于单位时间内完成的_周__期__性__变_化
第四章 电磁振荡与电磁波
先把开关置于电源一侧，为电容器充电；
产这样的电流呢?
把线圈、电容器、电源和单刀双掷开关 按照图4.1-1甲连成电路。把电压传感器(或 示波器)的两端连在电容器的两个极板上。 先把开关置于电源一侧，为电容器充电；稍 后再把开关置于线圈一侧，使电容器通过线 圈放电。观察电脑显示器（或示波器）显示 的电压的波形（图4.1-1乙）
圈的电感L＝_1_0____ H. (1)振荡电流:大小和① 方向 都做周期性迅速变化的电流。
图10
正在向外电路放电 B.在第1 s末到第2 s末的过程中电容器
的下极板带负电
√C.在第2 s末到第3 s末的过程中M点的
电势比N点的电势低
√D.在第2 s末到第3 s末的过程中电路中电场能正在逐渐减小
2.如图所示为振荡电路在某一时刻的电容器带电情况和
电感线圈中 乙、振荡电路电流的周期性变化 的磁感线方向情况.由图可知，电感线圈中
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(图4.1-3)。实际
电路中由电源通过电子器件 为LC电路补充能量。
三、电磁震荡的周期和频率
1.电磁振荡的周期T：电磁振荡完成一次 周期性变化 需要的时间. 2.电磁振荡的频率f：周期的倒数，数值等于单位时间内完成的_周__期__性__变_化
第四章 电磁振荡与电磁波
先把开关置于电源一侧，为电容器充电；
产这样的电流呢?
把线圈、电容器、电源和单刀双掷开关 按照图4.1-1甲连成电路。把电压传感器(或 示波器)的两端连在电容器的两个极板上。 先把开关置于电源一侧，为电容器充电；稍 后再把开关置于线圈一侧，使电容器通过线 圈放电。观察电脑显示器（或示波器）显示 的电压的波形（图4.1-1乙）
圈的电感L＝_1_0____ H. (1)振荡电流:大小和① 方向 都做周期性迅速变化的电流。
图10
电磁振荡电磁场与电磁波—人教版高中物理选择性必修第二册课件
电磁振荡电磁场与电磁波—人教版高 中物理 选择性 必修第 二册课 件
电磁振荡电磁场与电磁波—人教版高 中物理 选择性 必修第 二册课 件
【例 1】 关于电磁场理论，下列说法中正确的是( D ) A．在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场 B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周 围一定产生变化的电场 C．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场 D．周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场
电磁振荡电磁场与电磁波—人教版高 中物理 选择性 必修第 二册课 件
电磁振荡电磁场与电磁波—人教版高 中物理 选择性 必修第 二册课 件
3．电磁波的特点 (1)电磁波中的电场强度与磁感应强度互相___垂__直_______， 而 且 二 者 均 与 波 的 传 播 方 向 ____垂__直______ ， 因 此 电 磁 波 是 _____横__波_____ (2)电磁波在真空中传播的速度等于__光__速__c______，光的本 质是__电__磁__波______
电磁振荡电磁场与电磁波—人教版高 中物理 选择性 必修第 二册课 件
2．对电磁场理论的理解
变化的电场产生磁场
变化的磁场产生电场
恒定的电场不产生磁场
恒定的磁场不产生电场
均匀变化的电场在周围空 均匀变化的磁场在周围空间
间产生恒定的磁场
产生恒定的电场
不均匀变化的电场在周围 不均匀变化的磁场在周围空
空间产生变化的磁场
1．麦克斯韦电磁场理论 (1)变化的磁场产生电场 如下图所示，麦克斯韦认为在变化的磁场周围产生电场， 是一种普遍存在的现象，跟闭合电路(导体环)是否存在无关．导 体环的作用只是用来显示电场的存在．
电磁振荡电磁场与电磁波—人教版高 中物理 选择性 必修第 二册课 件
电磁振荡电磁场与电磁波—人教版高 中物理 选择性 必修第 二册课 件
【例 1】 关于电磁场理论，下列说法中正确的是( D ) A．在电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场 B．在变化的电场周围一定产生变化的磁场，变化的磁场周 围一定产生变化的电场 C．均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场 D．周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场
电磁振荡电磁场与电磁波—人教版高 中物理 选择性 必修第 二册课 件
电磁振荡电磁场与电磁波—人教版高 中物理 选择性 必修第 二册课 件
3．电磁波的特点 (1)电磁波中的电场强度与磁感应强度互相___垂__直_______， 而 且 二 者 均 与 波 的 传 播 方 向 ____垂__直______ ， 因 此 电 磁 波 是 _____横__波_____ (2)电磁波在真空中传播的速度等于__光__速__c______，光的本 质是__电__磁__波______
电磁振荡电磁场与电磁波—人教版高 中物理 选择性 必修第 二册课 件
2．对电磁场理论的理解
变化的电场产生磁场
变化的磁场产生电场
恒定的电场不产生磁场
恒定的磁场不产生电场
均匀变化的电场在周围空 均匀变化的磁场在周围空间
间产生恒定的磁场
产生恒定的电场
不均匀变化的电场在周围 不均匀变化的磁场在周围空
空间产生变化的磁场
1．麦克斯韦电磁场理论 (1)变化的磁场产生电场 如下图所示，麦克斯韦认为在变化的磁场周围产生电场， 是一种普遍存在的现象，跟闭合电路(导体环)是否存在无关．导 体环的作用只是用来显示电场的存在．
电磁振荡电磁场与电磁波—人教版高 中物理 选择性 必修第 二册课 件