高中物理第4章电磁振荡与电磁波第1节电磁振荡第2节麦克斯韦电磁场理论课件粤教版选择性必修第二册

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感应电动势
电路断开处的A、B两点间仍存在__________,即
电势差
A、B两点间仍存在变化的______。
振荡电路的演变:如果在A、B两点间接一个平行板电容
器,如图丙所示,当条形磁铁不断地插入和拔出线圈
大小 方向
时,在两板之间的空间内就会产生____和____不断变化
充电 放电
电场
的____,即电容器在不断地进行____、____。
C、D错误。]
考点3
对麦克斯韦电磁场理论和电磁场的理解
1.对麦克斯韦电磁场理论的理解
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间产生 均匀变化的磁场在周围空间产生
恒定的磁场
恒定的电场
不均匀变化的电场在周围空间产 不均匀变化的磁场在周围空间产
生变化的磁场
生变化的电场
振荡电场产生同频率的振荡磁场
正弦 余弦
LC振荡电路产生的振荡电流是按____或____规律变化的。
知识点二
电磁振荡中能量的转化
电荷
在振荡电路产生振荡电流过程中,电容器极板上____、两极板间
电压
电流
电场
磁场
____、电路中____以及跟电荷有关的____、与电流有关的____都发
电场能 磁场能
生周期性变化的现象。在电磁振荡过程______和______相互转化。
感应电动势
播。当电磁波经过接收器时,导致接收器产生__________,使接收
火花放电
器两球间隙处产生电压,当电压足够高时,两球之间产生________
现象。
电磁波
4.实验结论:赫兹证实了______的存在。
麦克斯韦
5.实验意义:证明了________的预言,为麦克斯韦的电磁场理论
奠定了坚实的实验基础。
(H)、法拉(F)。
知识点四
麦克斯韦电磁场理论的基本思想
电场
1.变化的磁场周围产生____是一种普遍存在的现象。
磁场
2.变化的电场周围产生____是一种普遍存在的现象。
总之,变化的电场和磁场总是相互联系的,形成一个不可分离的统
电磁场
一体,这就是______。
知识点五
伟大的预言
1.产生
电场
磁场
变化的____和变化的____交替产生,由近及远地向周围空间传播出
A错误;振荡电流为零时,LC回路振荡电流改变方向,这时的电流
变化最快,电流变化率最大,线圈中自感电动势最大,B错误;振
荡电流增大时,电容器中的电场能转化为磁场能,C错误;振荡电
流减小时,线圈中的磁场能转化为电场能,D正确。]
02
关键能力·情境探究达成
考点1 电磁振荡过程分析
考点2 电磁振荡的周期和频率
[基础自测]
1.思考判断(正确的画“√”,错误的画“×”)
(1)在电场周围一定产生磁场,在磁场周围一定产生电场。
(× )
(2)均匀变化的电场周围一定产生均匀变化的磁场。
(× )
(3)周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场。
(√ )
(4)放电时,由于线圈的自感作用,放电电流由零逐渐增大。
(√ )
u、EE规律与q-t图像相对应;EB规律与i-t图像相对应。
3.分类分析
(1)同步关系。
在LC振荡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
步变化的,即:
磁振荡时,若将电容器两板间距离增大,则振荡过程中(
A.电容器两板间最大电压变大

B.振荡电流的最大值变大

C.振荡电流的频率变大

D.电容器所带电荷量最大值变大
)
ABC
[在LC回路中,电容器充电后向线圈放电发生电磁振荡时,若将
电容器两板间距离增大,则其电容减小,由电磁振荡周期公式T=2π

得频率为f=
提示:线圈中的电流发生变化时,线圈中会产生自感电动势,阻碍
线圈中电流的变化,电流逐渐增大,电容器的电场能转化为磁场
能;线圈中电流减小时,对电容器充电,线圈中的磁场能转化为电
容器的电场能。
考点1
电磁振荡过程分析
1.用图像对应分析i、q的变化关系
2.板间电压u、电场能EE、磁场能EB随时间变化的图像(充电时)
(5)放电时,电容器两极板间的电场能逐渐转化为线圈的磁场能。
(√ )
(6)振荡电流最大时,放电完毕。
(√ )
2.(2022·吉林辽源田家炳高级中学校高二期末)关于电磁波,下列
说法正确的是(
)
A.在真空中,频率越高的电磁波速度越大
B.在真空中,电磁波的能量越大,传播速度越大
C.电磁波由真空进入介质,速度变小,波长也变小,而频率不变
增大,因为正弦式交变电流最大电流和平均电流

有确定的对应关系,所以振荡电流的最大值也变大,故B正确。]
①周期T、频率f叫作LC回路的固有周期和固有频率;②电场能和磁
场能的变化周期是电磁振荡周期的一半,即T=π ,频率则是电

磁振荡频率的2倍,即f=


[跟进训练]
2.要想增大LC振荡电路中产生的振荡电流的频率,可采用的方法
去,就形成电磁波。
2.传播特点
垂直
垂直
(1)电磁波中电场和磁场相互____,电磁波在与两者均____的方向传

播。因此电磁波是__波。
电磁振荡
波源
介质
(2)电磁波的频率即为________的频率,它由____决定,与____无
关。电磁波在真空中的传播速度等于光在真空中的传播速度,即c
3×108 m/s
3.关于LC振荡电路中的振荡电流,下列说法正确的是(
)
A.振荡电流最大时,电容器两极板间的电场强度最大
B.振荡电流为零时,线圈中自感电动势为零
C.振荡电流增大的过程中,线圈中的磁场能转化为电场能
D.振荡电流减小的过程中,线圈中的磁场能转化为电场能

D
[振荡电流最大时,处于电容器放电结束瞬间,电场强度为零,
第四章 电磁振荡与电磁波
第一节 电磁振荡
第二节 麦克斯韦电磁场理论
1.了解LC回路中振荡电流的产生过程;知道产生电磁振荡
过程中,LC振荡电路中的能量转换情况。
学习 2.知道什么是电磁振荡的周期和频率,了解LC回路的周期
任务 和频率公式。
3.了解麦克斯韦电磁场理论的基本内容以及电磁波的预言。
4.体会赫兹实验证明电磁波存在的重大意义。
考点3 对麦克斯韦电磁场理论和电磁场的理解
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,电容器通过线圈放电,线圈中是否会产生自感电动
势?自感电动势产生什么效果?线圈中的电流怎样变化?电容器的
电场能转化为什么形式的能?当线圈中的电流减小时,是否会对电
容器充电?此时线圈中的磁场能转化为什么形式的能?

D.只要发射电路的电磁振荡停止,产生的电磁波立即消失
C [在真空中,所有电磁波的传播速度都相同,与频率、能量无
关,故A、B错误;电磁波的频率由波源决定,电磁波由真空进入介
质,频率不变,而波速减小,波长减小,故C正确;当发射电路的
电磁振荡停止,产生的电磁波不会立即消失,还会在空间继续传
播,直到能量消耗殆尽,故D错误。]
极板流出为放电,向正极板流入为充电。
(2)判断电场能和磁场能的转化要依据电流的增减或极板流的增大还是阻碍电流的减小,可
依据放电电流不断增大,充电电流不断减小来判断。
[跟进训练]
1.如图所示为LC回路中电流随时间变化的图像,

规定回路中顺时针电流方向为正。在t= T时,对

应的电路是下图中的(
A
B

)
C
D
B

[由题图可知,在 T时回路中电流为零,则回路中磁场能为零,



电场能最大,说明电容器充电完毕;由题图可得,在 T~ T的时间


内,回路中的电流为逆时针方向,即以逆时针方向的电流充电,电
流流向上极板,故选B。]
考点2 电磁振荡的周期和频率
1.LC振荡电路的周期T和频率f只与自感系数L和电容C有关,与其
,振荡电流的频率变大,电容器极板上所带的最大电量


总是等于充电时的电量,保持不变,根据U= 知,电容减小时,两极板

上的最大电压Um变大,故A、C正确,D错误;因为LC回路的振荡频率

增大,振荡周期变小,而极板上所带最大电量不变,所以在 T内振荡电


流的平均值ത= =



01
必备知识·自主预习储备
[知识梳理]
知识点一 振荡电流的产生
1.电磁振荡电路的演变
如图甲所示,一个电流计与一个闭合线圈连接,
当一条形磁铁不断地插入和拔出线圈时,电流计
大小
的指针会不断地摆动,这说明电路中产生了____
方向
和____都不
断变化的电流。如果将电流计拿走,如
图乙所示,当条形磁铁不断地插入和拔出线圈时,
知识点三
电磁振荡的周期和频率
1.电磁振荡的周期T
时间
电磁振荡完成一次周期性变化需要的____。
2.电磁振荡的频率f
之比
一段时间内做周期性变化的次数与所用时间____。
3.LC振荡电路的周期(频率)公式
1
2
周期、频率公式:T=2π ,f=_________,式中周期T、频率f、
自感系数L、电容C的国际单位制单位分别是秒(s)、赫兹(Hz)、亨利
互激发时,相互垂直,以光速c在空间传播。
【典例3】
(多选)关于电磁场的理论,下列说法正确的是(
)
A.变化的电场周围产生的磁场一定是变化的
B.变化的电场周围产生的磁场不一定是变化的

C.均匀变化的磁场周围产生的电场也是均匀变化的
D.振荡电场在周围空间产生同样频率的振荡磁场

BD
[变化的电场产生磁场有两层含义:①均匀变化的电场产生恒
是(
)
A.增大电容器两极板的间距

B.升高电容器的充电电压
C.增加线圈的匝数
D.在线圈中插入铁芯
A
[该题考查决定振荡频率的因素。振荡电流的频率由LC回路本
身的特性决定,f=


。增大电容器两板间距,电容减小,振荡
频率升高,A正确;升高电容器的充电电压不能改变振荡电流的频
率,B错误;增加线圈匝数和插入铁芯,电感L都增大,频率减小,
【典例1】 (多选)LC振荡电路中,某时刻磁场方向如图所示,则下列
说法正确的是(
)
A.若磁场正在减弱,则电容器上极板带正电
B.若电容器正在充电,则电容器下极板带正电

C.若电容器上极板带正电,则线圈中电流正在增大

D.若电容器正在放电,则自感电动势正在阻碍电流增大

BCD [由电流的磁场方向和安培定则可判断振荡电流方向,由于题
振荡磁场产生同频率的振荡电场
2.对电磁场的理解
(1)电磁场的产生:振荡电场产生同频率的振荡磁场,振荡磁场产生
同频率的振荡电场,周期性变化的电场、磁场相互激发,形成的电
磁场一环套一环,如图所示。
(2)电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
目中未标明电容器两极板带电情况,可分两种情况讨论:(1)若该时刻
电容器上极板带正电,则可知电容器处于放电阶段,电流增大,则C
正确,A错误;(2)若该时刻电容器下极板带正电,可知电容器处于充
电状态,电流在减小,则B正确,由楞次定律可判定D正确。]
电磁振荡状态分析的三点注意
(1)判断电容器是充电还是放电,一般依据电流的方向,电流由正
i↓→B↓→EB↓(或i↑→B↑→EB↑)
(2)同步异变关系。
在LC振荡过程中,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 同时减小时,
i、B、EB 同时增大,且它们的变化是同步的,即:q、E、EE↑
同步异向变化
i、B、EB↓。
注意:自感电动势E的变化规律与q-t图像相对应。
他因素无关。
T=2π ,f=



2.电容C与正对面积S、板间距离d及介电常数εr 有关,即根据C=

判断,自感系数L与线圈匝数、横截面积、有无铁芯、长度等

因素有关。
3.改变回路中电容器的电容和线圈的自感系数达到我们需要的振
荡频率。
【典例2】
(多选)在LC回路中,电容器充电后向线圈放电发生电
2.振荡电流
大小 方向 都做周期性变化的电流。
(1)振荡电流:上述实验中产生的____和____
振荡电流
(2)振荡电路:能够产生________的电路。
自感线圈L 电容器C
(3)LC振荡电路:_________和________组成的电路,LC振荡电路是
一种最简单的振荡电路。
3.振荡电流的变化规律
=___________。
介质
(3)电磁波传播不需要借助于任何____,在真空中也能传播。光波的
电磁波
本质是______。
知识点六
赫兹实验
1.原理图
2.实验现象
当发射器两球间有火花产生时,接收器两球间也有火花产生。
3.现象分析:火花在A、B间来回跳动时,在周围空间建立了一个
电磁波
迅速变化的电磁场,这种变化的电磁场以______的形式在空间传
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