鲁科版高中物理选修3-4课件3.1电磁波的产生(讲授式)

渐。放电完毕时，电容器极最板上大的电少荷为零，放电电 流达到。该磁过场程电容器储存值的_____转化为线圈的。
②充电过程：电容器放电完毕，由于自线圈的作用，电 流并不会立刻消失，而要保持原来的感方向继续流动，
并充逐渐减小，电容器开增始，极板上的电荷逐渐，当电 流电减小到零时最，大充电结加束，极板磁上场的电荷量达到。该 过电程场线圈中的值又转化为电容器的能。此后电容器再放电、 再能充电，周而复始，于是电路中就有了周期性变化的
f 1 2 LC
课堂小结
5、麦克斯韦电磁场理论的两个支柱：变 化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场。 6、变化的电场和磁场相互联系形成同一 的电磁场。电磁场在空间传播形成电磁波。 7、赫兹实验的过程及对无线电技术的贡 献。
课堂小结
电磁波形成示意
图：
激 非 发变 均化 匀电 变场 化
的
磁
激
若是 发 稳
的电场线是不闭合的。
三、麦克斯韦电磁理论 2、对电磁场的 理解
(2)电磁场与静电场、静磁场的比较： 三者可以在某空间混合存在，但由静电场和静 磁场混合的空间不属于电磁场。电磁场是电场、 磁场相互激发，相互耦连形成的统一体。电磁 场由近及远传播，形成电磁波，如图
三、麦克斯韦电磁理论
3、电磁波的特 点（：1）电磁波中的电场和磁场互相垂直，电
o
o t
t
二、电磁振荡的变化
3规、律电磁振荡的周期 和频率
结果表明：LC回路的
周期和频率只与电容C
和自感L有关，跟电容
器的带电多T 少2和回LC路
电流大小无关．
f 2
1 LC
(1) 式 中 各 物 理 量 T 、 L 、 C、f的单位分别是s、
H、F、Hz．
(2) 电 场 能 、 磁 场 能 变 化的周期为Tˊ=T/2
二、电磁振荡的变化
规2、律电磁振荡的变
化规(1)律总能量守恒＝电场能＋磁场能
＝(2)恒电量场能与磁场能交替转
化
放电
电场
同能
充
步 电容器电电压
磁场能 同 步
变ｕ
变
化 电容器带电 电路中电流化
量ｑ
ｉ
步调相反
二、电磁振荡的变化
规(3律)变化规律的图象描述：
i
q
o
t
o
t
u
E
B
o
to
to
t
磁场 能
电场 能高ຫໍສະໝຸດ 物理课件灿若寒星整理制作选修3-4
3.1电磁波的产 生
教学目 标
1、了解振荡电流、振荡电路及LC电 路的振荡过程，会求LC振荡电路的周 期和频率。 2、了解麦克斯韦电磁场理论的基础 内容以及在物理学发展史上的物理意 义；
这都是机械波！
机械波是由于振动产生的！
电磁波是如何产生 的呢这？些都是电磁波！
(1注)电意磁：场的产生：如果在空间某区域有周期性 变(1化)变的化电的场磁，场那周么围这产个生变电化场的，电是场在它周围空 间一产种生普周遍期存性在变的化现的象磁，场跟；闭这合个电变化的磁场又 在路它是周否围存空在间无产关生。新的周期性变化的电场…… 变(2化)在E的变电化场B的和磁磁场场E 中相所互产联生系的，电E形场成了B 不可分E 割 的的统电一场体线，是这闭就合是的电，磁而场静。电场中
（6）电磁波有能 量。
典例分析
例4、按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中D
正确的是（）
A、恒定的磁场在周围产生恒定的电场
B、变化的磁场在周围产生变化的电场
C、均匀变化的磁场在周围产生均匀变化的电场 D、均匀变化的磁场在周围产生均场恒匀（定变 电的化 场电）的场产磁
生恒定的电场 （磁场）
四、赫兹的电 火花
一、电磁振荡
新知预 习
1.振荡电流：大小和方向都周做_期_迅性速变化的电流。
2.振荡电路：能产生振的荡电路电。流
3.振荡过程：如图所示，将开关S掷向1，先给电容
器充电，再将开关掷向2，从此时起，电容器要对
线 ①圈放放电电过：程：由于线圈的自___作用，电流不能立刻达到 最大值，由零逐渐增大，感同时电容器减极板上的电荷逐
如果振荡电路没有能量损失，也不受其他外界影
响，这时的周固期有和频率固分有别叫做___周期和____频
1
率。
2π LC
2π LC
③周期和频率公式：T＝______，f＝____。
二、麦克斯韦的预言
1、变化的磁场产生电场：实验基础：如图所示，在变 化的磁场中放一个闭合感电应路电，流电路里就会产生。 麦克斯韦对该问题的见解：电路感里应有电产流生，一定是变 化磁的场_____产生了电场，自由电荷在电场的作用下发生 了定向移动磁。场该现象的实质：变化的产生了电场。
D、电磁波能够波发生反射、干涉、衍射、偏振 现象
课堂练习
3、回旋加速器的高频电源是一个LC振荡器，加
速器的磁感应强度为B，被加速的粒子电荷量为
q，质量为m，那么LC振荡电路中电感L和电容C
【的解乘析积】粒应子为圆何周值运？动的周期T 为 ：2m qB
频率为f： 1 qB T 2m
LC振荡电路的 f ' 1 qB 1
典例分析
例2、如图为振荡电路在某一时刻的电容器情况
和电感线圈中的磁感线方向情况，由(A图可知以下
说A、法电正容确器得正是在() 充电
C)
B、电感线圈的电流正在增 大
C、电感线圈中的磁场能正 L
在转变为
C+++
———
电容器的电场能
D、自感电动势正在阻碍电
典例分析
例3、在LC振荡电路中，用以下的哪种办法可以
振荡电流。
热③实际的LC振荡是阻尼振荡：电电磁路中有电阻，振荡电 量流通过时会有_____产生，另外波还会有一部分能量以
________的形式辐射出去。如果要实现等幅振荡，必
4.电磁振荡的周期和频率 ①周期：电磁振荡完成周一期次性_变__化___需要的时间。 ②频率：1s内完成周的期_性__变__化____的次数。
观察
思考
点
击
观
看
一、对电磁振荡的
理解
1.振荡电流:大小和方向做周期性变化的电流,叫
C 振2.能荡够电产流生. 振荡电流的电路叫振荡电路.
3.LC回路产生的振荡电流按正
L
弦说规明律:由变L化C回. 路产生的振荡电流
也是一种交变电流,只是它的频率 比照明用交变电流的频率高得多.
LC振荡 电路
LC回路：由线圈L和电容C组成的最简单振荡 电理路想。的LC振荡电路:只考虑电感、电容的作用， 而忽略能量损耗。
q=0i=Im
q=0i=Im
ｑ
充
电ｉ
---+++ + q=Qmi=0
二、电磁振荡的变化
1规、律电磁振荡的特 点LC：回路工作过程具有对称性和周期性，可归结为：
(1)两个物理过程：
放电过程：电场能转化为磁场能， q充↓→电i过↑ 程：磁场能转化为电场能， (2q)↑两→个i↓特殊状态：
充电完毕状态：磁场能向电场能转化完毕，电场能最 大，磁场能最小。 放电完毕状态：电场能向磁场能转化完毕，磁场能 最大，电场能最小。
均匀
定
变若化非 均匀 激 变化 发
变磁 化场 磁
场
场
不
再
激 发若是
均匀
稳 定 电 场
激 发
变化
若非
均匀
变化
课后作业
1、课本作业 2、活页练 习
奥斯特 电流的磁效应
法拉第 电磁感应现象
麦克斯韦 （J.C.Maxwell,1831—
1879) 英国物理学家。
韦伯穿过一个又一个欧 姆。把回音带给我 ──“我是你忠实而又 真诚的法拉，充电到一 个伏特，表示对你的爱。 ——麦克斯韦
麦克斯韦是继法拉第 之后，依据库仑、高 斯、欧姆、安培、毕 奥、萨伐尔、法拉第 等前人的一系列发现 和实验成果，建立了 第一个完整的电磁理 论体系，不仅科学地 预言了电磁波的存在， 而且揭示了光、电、 磁现象的本质的统一 性，完成了物理学的 又一次大综合。这一
2、变化的电场产生磁场：麦克斯韦大胆地假设，既然 变化的磁场能产生电场，变磁化场的电场也会在空间产生。
三、赫兹实验 1、赫兹利用如图的实验装置，电证磁实波了的存 在 2、。赫兹的其他实验成果：赫兹通过一系列的实验， 观察到了电磁波的反射、折射、干涉、衍射和偏振现 象，并通过测量速证度明，电磁波在真空中具有与光相同 的，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论。
的（） A、频率 B、波长 C、波速 D、能量
课堂练习
2、关于电磁波，下列说法中正确B的C是（） A、均匀变化的电场和均匀变化的D磁场互相激
发，由产生处向恒远定处的传磁播场，形不成再电继磁续波激发电场， B、振荡电场和振形荡不磁成场电互磁相波激发，由产生处
向远处传播形成电磁波
C、电磁波的振荡电场和振荡磁场方向互相垂 直，且与传播横 方向互相垂直
赫兹用实验证实电磁波的 存在
点击观 看
现象：当感应圈 两个金属球间有 火花跳过时，立 刻产生一个交变 电磁场，形成电 磁波在空间传播， 经过导线环时激 发出感应电动势，
四、赫兹的电 火花
微弱的电火花闪烁着麦克 斯韦理论的光辉，赫兹向 全世界宣告：电磁波发现
课堂练习
C 1、任何电磁波在真空中都具有相同
频率：
2 LC 2m 2 LC
即：LC

m2 q2B2
课堂小结
1、LC振荡电路产生的振荡电流是高频正弦交
流电。
2、LC振荡电路产生的振荡电流物理原因是电
容3、器在的解充决放振电荡作电用路和振线荡圈过的程自类感问作题用时；，
请记住：流系磁，荷联电，电磁变化
恰相反。 T 2 LC
4、LC回路：
典例分析
例1、此图是充电还是
放电？
_____
___
+++++
++
+
答:放电
二、电磁振荡的变化 规律
电磁振荡的过程分析
点 击 观 看
二、电磁振荡的变化 规律振荡过程各物理量的变化情况：
点 击 观 看
二、电磁振荡的变化
规律
q=Qmi= 0
+++
放电 ｑｉ
+ ----
ｉ 充
ｑ电
一个周 期 性
化变
放 ｉ电 ｑ
D 使振荡频率增大一倍（）
A.自感系数L和电容C都增大f 变一为倍原 来
B.自感系数L增大一倍，电的容1C/2减小一半f
f不变
2
1 LC
C.自感系数L减小一半，电容C增大一倍
D.自感系数L和电容C都减小一半
三、麦克斯韦电磁理论 1、对麦克斯韦电磁理 论的理解
三、麦克斯韦电磁理论 2、对电磁场的 理解
磁波在与二者均垂直的方向传播，所以电磁
波（是2）横电波磁。波E可⊥以B⊥在V真空中传播速度c=3×108
（ 等于3）光电速磁波的频率由振源决定，同m一/s电磁
波在不同介质中传播，v和λ变化，v介<c
（4）不同电磁波在同一介质中传播，速度不 同，f越高，v越小；f越低，v越大
（5）电磁波具有波的共性，能发生反射、折 射、干涉、衍射、多普勒效应和偏振现象。