高二物理最新教案-高二物理电磁振荡和电磁波复习 精品

电磁振荡和电磁波
学习要求：
一、知道电磁振荡和产生和特点；
二、理解电磁振荡的周期和频率及其计算公式；
三、知道电磁场和电磁波的基本特点；
*四、了解电磁波的发射；
*五、了解电磁波的接收；
*六、了解晶体管；
*七、了解电磁波的传播特性；
*八、了解简单收音机的原理；
*九、了解传真 电视 雷达；
*十、了解我国广播电视事业的发展。

课堂巩固练习
1、LC 振荡回路中，当电容器两端电压为U 时，线圈两端的电压为 ；当电容器两端的电压达到最大值U m 时，流过线圈的电流为 .
2、图所示是某LC 振荡电路产生的振荡电流随时间变化的图线.根据此图可判断在0～
4T 时间内，电容器内的电场强度在变 ，在4T ～2
T 时间内电容器上电荷在 .
3、电磁场是一种特殊形态的 ，电磁波的传播不需要 ，在真空中也可传播.
4、有一振荡电路，线圈的自感系数为8mH ，电容器的电容为20pF ，此电路能在真空中产生电磁波的波长约为____m 。

5、LC 振荡电路的振荡频率为8kHz ，若将振荡电路的平行板电容器两板间距离增大到原来的3
倍，同时将自感系数改为原来的6倍，则该振荡电路的振荡频率变为 kHz.
6、在LC 振荡电路中，当可变电容器的电容为2μF 时，振荡电流的频率是30Hz ，如果电容改为0.5μF 时，则频率变为 Hz.
7、振荡电路的辐射本领与频率的四次方成正比，所以所射电磁波的电路不但形式上开放，而且它的电感线圈的匝数要 ，电容器两极间距离要 ，正对面积要 ，使开放电路辐射电磁波的本领很高.
8、LC 振荡电路的振荡频率为20kHz ，若将振荡电路的平行板电容器两板间距离减小到原来的4
1，则该振荡电路的振荡频率变为 kHz.
9、对于50MHz 的电磁波，波长是 m ，若发射这一电磁波的LC 振荡电路的电容为10PF ，则电感量为 H.
10、能够产生振荡电流的电路叫做____，简单的振荡电路是由一个____和一个____组成的，简称____。

知 识 结 构
重点和难点
一、理解电磁振荡过程中线圈中电流和电容两端电压的变化关系
LC振荡电路在振荡过程中，线圈中电流发生变化，线圈中产生自感电动势，这个电动势总是阻碍线圈中电流的变化．如：在电容器放电过程中，电流由小逐渐增大时，线圈中产生的自感电动势要阻碍电流的增大，继续放电时，电流的变化率不断减小，线圈中的自感电动势不断减小，线圈中的电流却不断地增大，线圈两端的电压也在减小，直至放电结束，电容器两端电压减为零，线圈中的自感电动势也减小为零，线圈中电流增为最大．继续讨论电容在充电过程中，线圈中电流不断减小，线圈中产生的自感电动势阻碍电流的减小，继续充电时，电流的变化率不断增大，线圈中的自感电动势不断增大，线圈中的电流却不断地减小，线圈两端的电压在增大，直至充电结束，电容器两端电压增为最大．从能量转化的角度理解电磁振荡过程中线圈中电流和电容两端电压的变化关系．如：在电容器放电过程中，与电容器所带电量相对应的电场能逐渐减小，电场能向磁场能转化，与线圈中电流所对应的磁场能将逐渐增大，直至放电结束，电容器两端的电压变为零，电场能全部转化为磁场能，电流达最大．因此对应电容器电量的减小，线圈中的电流将增大，电容器带电量最小时，线圈中的电流最大．反之，对应电容器电量的增大，线圈中的电流将减小，电容器带电量最大时，线圈中的电流最小．
1.从物理表象上看：LC振荡过程实际上是电容器C通过电感线圈L充、放电的过程．
2.从物理本质上看：LC振荡过程实质上是电场能E e与磁场能E B之间的相互转化过程．
二、电磁振荡中各物理量变化规律和对应关系
在LC振荡电路振荡过程中涉及以下8个物理量：电量q、电场强度E、电场
能E电、振荡电流i、磁感应强度B、磁场能E磁、自感电动势E自、振荡周期T．
1．与电容器上的电量q相联系的场强E、电场能E电，在LC振荡电路发生电
磁振荡的过程中是同步变化的．即在电容器充电或放电的过程中，当电容器所带
电量增加（或减少）时，电容器两板间的场强E和电场能E电都在同步增强（或减
少）．与电感线圈上的电流i相联系的磁感应强度B和磁场能E磁，在LC振荡电
路发生电磁振荡的过程中也是同时同步变化的．即在电感线圈上的电流增加（或
减少）时，线圈的磁感应强度B和磁场能E磁都在同步增强（或减少）．如下表：
2．在LC回路产生电磁振荡的过程中，电容器联系的电量q、场强E、电场能E
三个物理量同步变化，电感线圈联系的电流i、磁感应强度B、磁场能E磁三个电
物理量也同步变化．同时，q、E、E电三个物理量又与i、B、E磁三个物理量异步
变化．即在q、E、E电三个物理量同步增大时i、B、E磁三个物理量则同步减小；
反之在q、E、E电三个物理量同步减小时i、B、E磁三个物理量则同步增大．如图
1所示．
1．正因为LC振荡过程的物理本质是两种能量间的相互转化，所以其基本规律是能的转化与守恒定律：当电场能E e增大（或减小）时，磁场能将减小（或增大）；当电场能E e最大（或最小）时，磁场能E B将最小（或最大）．2．随着两种能量间的相互转化，与两种能量相关的其他物理量也将彼消此长：当与电场能E e相关的物理量（如电容器极板上的电荷量q、电容器极板间的电压u 等）增大（或减小）时，与磁场能E B相关的物理量（如电感线圈中的电流i，穿过电感线圈的磁通等）将减小（或增大）；当与电场能E e相关的物理量（如电容器极板上的电荷量q、电容器极板间的电压u等）最大（或最小）时，与磁场能E B相关的物理量（如电感线圈中的电流i，穿过电感线圈的磁通等）将最小（或最大）．
3．LC振荡的周期为
三、理解电磁场是统一的整体
根据麦克斯韦电磁场理论的两个要点：在变化的磁场的周围空间将产生涡漩电
场，在变化的电场的周围空间将产生涡漩磁场．当变化的电场增强时，磁感线沿某一方向旋转，则在磁场减弱时，磁感线将沿相反方向旋转，如果电场不改变是静止的，则就不产生磁场．同理，减弱或增强的电场周围也将产生不同旋转方向的磁场．因此，变化的电场在其周围产生磁场，变化的磁场在其周围产生电场，一种场的突然减弱，导致另一种场的产生．这样，周期性变化的电场、磁场相互激发，形成的电磁场链一环套一环，如图2所示．需要注意的是，这里的电场和磁场必须是变化的，形成的电磁场链环不可能是静止的，这种电磁场是无源场（即：不是由电荷激发的电场，也不是由运动电荷-电流激发的磁场．），并非简单地将电场、磁场相加，而是相互联系、不可分割的统一整体．在电磁场示意图中，电场E矢量和磁场B矢量，在空间相互激发时，相互垂直，以光速c在空间传播．
四、注意
1．本章学习中，应运用类比的学习方法，把电磁振荡的产生和能量转化过程与机械振动对照理解．由电磁感应现象的分析入手，利用推理、想像和抽象的方法，学习和理解麦克斯韦电磁场理论的两个要点，并在学习电磁波的传播中培养空间想像能力．
2．振动和波的知识，是本章的知识基础．电磁波的知识又是今后学习波动光学和认识光波电磁本性的准备知识．
麦克斯韦电磁场理论的要点
1．变化的电（磁）场将产生磁（电）场．
2．均匀变化的电（磁）场将产生恒定的磁（电）场．
3．非均匀变化的电（磁）场将产生变化的磁（电）场．
4．周期性变化的电（磁）场将产生相同周期变化的磁（电）场．
5．变化的电场与磁场相互联系着，形成一个不可分割的统一体--电磁场．。