高中物理第三章电磁振荡电磁波第12讲电磁振荡电磁场和电磁波课件教科版选修3 4
高中物理 3.13.2 电磁振荡 电磁场和电磁波课件 教科版
一、电磁振荡
返回
要点提炼
1.电磁振荡中各物理量的变化情况
时刻
工作过程 q
E
i
B
(时间)
能量
0 放电瞬间 qm Em 0
0 E电最大E磁最小
0→T4 放电过程 qm→0 Em→0 0→im 0→Bm
E电→E磁
一、电磁振荡
返回
T 4
T4→T2
T 2
T2→34T
放结 束电 充电 过程 充电 结束 放电 过程
返回
(2)阻尼振荡：如图4所示，能量逐渐损耗，振荡电流的 振幅逐 渐减小，直到停止振荡的电磁振荡.
图4
一、电磁振荡
返回
3.电磁振荡的周期与频率
周期T＝2π
LC
，频率f＝
2π
1 LC
.其中周期T、频率f、电
感L、电容C的单位分别是秒(s)、赫兹(Hz)、亨利(H)、法
拉(F).
一、电磁振荡
返回
延伸思考
学习探究区
一、电磁振荡 二、电磁场和电磁波
一、电磁振荡
返回
问题设计
把线圈、电容器、电流表、电源和单刀双掷
开关按图2连成电路. 先把开关置于电源一边，为电容器充电，稍
图2 后再把开关置于线圈一边，使电容器通过线
圈放电.观察到电流表指针有何变化？这说明了什么问题呢？ 答案 指针左右摆动.说明了电路中产生了变化的电流.
为什么放电完毕时，电流反而最大？ 答案 开始放电时，由于线圈的自感作用，放电电流不能瞬 间达到最大值，而是逐渐增大，随着线圈的阻碍作用减弱， 放电电流增加变快，与此同时，电容器里的电场逐渐减弱， 电场能逐渐转化为磁场能.当放电完毕时，电场能全部转化为 磁场能，此时电流达到最大.
高中物理 第三章 电磁振荡电磁波 第1节 电磁振荡课件 教科选修34教科高中选修34物理课件
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第六页，共三十四页。
3．LC 电路的周期(频率)的决定因素
理论分析和实验表明，LC 电路的周期 T 与自感系数 L、电容 C
的关系式是
T＝__2_π___L_C___，所以其振荡的频率
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2．影响电容器的电容 C 的因素
两极板正对面积 S、两板间介电常数ε以及两板间距 d，由 C＝
4πεSkd(平行板电容器的电容)，不难判断 ε、S、d 变化时，电容 C 变化． 一般来说，电容器两极板间的正对面积的改变较为方便，只需 要将可变电容器的动片旋出或旋入，便可改变电容 C 的大小， 所以，通常用改变电容器正对面积的方法改变 LC 振荡电路的振 荡周期和频率．
第三章 电磁振荡(diàn cízhèn dànɡ) 电磁波
第 1 节 电磁振荡
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第一页，共三十四页。
第三章 电磁振荡(diàn cízhèn dànɡ) 电磁波
1.理解振荡电流、振荡电路及 LC 电路的概念，了解 LC 回路中振荡电流的产生过程．(重点＋难点) 2．知道 LC 振荡 电路中的能量转化情况，了解电磁振荡的周期与频率，会求 LC 电路的周期与频率．(难点) 3．知道无阻尼振荡和阻尼振荡的 区别．
子恰好从电容器的下极板的边缘飞出，当开关 S 接到 2 处时． (1)试判断飞入电容器的粒子在 t＝2×10－6 s 时刻是否碰到极板． (2)t＝2×10－6 s 时刻粒子的速度．
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[思路点拨] 带电粒子在 LC 振荡电路形成的电场中运动时，分 成两个方向：水平方向和竖直方向，水平方向由于没有力，做 匀速运动，但在竖直方向上由于电场力在周期性的变化，所以 竖直方向的运动主要应用对称性来解决．
高中物理第三章电磁振荡电磁波本章优化总结课件教科选修34教科高中选修34物理课件
机械波
电磁波
传播需要介质，波速 传播无需介质，在真空中波速
传播情况 与介质有关，与频率 总等于光速 c，在介质中传播
无关
时，波速与介质及频率都有关
由(波源)质点的振动 由电磁振荡(周期性变化的电
产生机理
产生
流)激发
是否横波
可以是
是
是否纵波
可以是
否
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(多选)电磁波与声波比较，下列说法中正确的是( ) A．电磁波的传播不需要介质，声波的传播需要介质 B．由空气进入水中时，电磁波速度变小，声波速度变大 C．由空气进入水中时，电磁波波长变短，声波波长变长 D．电磁波和声波在介质中的传播速度，都是由介质决定，与频 率无关
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[解析] 电磁波传播不需要介质，而声波属于机械波，声波传播 离不开介质，A 正确；电磁波在空气中的速度接近光在真空中 的速度，进入水中速度变小，而声波进入水中速度反而比空气 中大，B 正确；由 v＝λf，电磁波或声波由一种介质进入另一种 介质时，频率不变，可见，波速 v 与波长 λ 成正比，C 正确； 电磁波的速度不仅与介质有关，还与频率有关，这点与声波不 相同，D 错误． [答案] ABC
波 电磁波的发射、传播、接收以及应用
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电磁振荡的三个“两”的理解 电磁振荡在近年来的高考中出现的频率较高，学习中若能抓住 三个“两”，就可把握好本章的知识要点，从而使知识系统化． 1．两类物理量：考题大部分是围绕某些物理量在电磁振荡中的 变化规律而设计的，因此，分析各物理量的变化规律就显得尤 为重要．这些物理量可分为两类： (1)电流(i)．振荡电流 i 在电感线圈中形成磁场，因此，线圈中 的磁感应强度 B、磁通量 Φ 和磁场能 E 磁具有与之相同的变化 规律．
高中物理 3.13.2 电磁振荡 电磁场和电磁波课件 教科版选修34
预习(yùxí)导学
• 一、电磁振荡
• 1．振荡电流的产生(chǎnshēng) 电磁振荡
• (1)振荡电流和振荡电路
• ①振荡电流：大方向小(f和āngxiàng) 都随时间做周期 性迅速变化的电流．
• ② 振 荡 电 路 ： 能振荡够电流产 生 ( c h ǎ n线s圈h Lē n g )
高中物理·选修(xuǎnxiū)3-4·教科版
第三章 电磁振荡(diàn cízhèn dànɡ) 电磁波
3.1-3.1 电磁振荡(diàn cí zhèn dànɡ) 电磁场和电磁波
第一页，共23页。
• [目标定位] 1.了解振荡电流、振荡电路及LC 电路的振荡过程，会求LC电路的周期与频率.2. 了解阻尼振荡和无阻尼振荡.3.了解麦克斯韦电 磁场理论的基本观点以及在物理学发展史上的 意义(yìyì).4.了解电磁波的特点及其发展过程， 通过电磁波体会电磁场的物理性质．
的电容电器路C ．由
和
•
组成的电路是最简单的振荡电
路，称为LC振荡电路．
第三页，共23页。
预习(yùxí)导学
• (2)电磁振荡的过程
• 放电过程：由于电感线圈对交变电流的阻碍作
用，放电电流由零逐渐逐渐增(z大húj，iàn线)增强圈产生的磁
场
，电容器里的电场逐电渐场能减弱，电
场磁能场逐能 渐转化为磁场能．放电完毕后，
电路的固有周期、固有频率，简称振荡电路的周期和频率．
(3)LC电路的周期T和频率f跟电感线圈的电感L和电容器的电
容C的关系是T＝2π
LC、f3页。
预习(yùxí)导学
• 二、电磁场和电磁波
• 1．麦克斯韦电磁理论的两个基本假设
教科版高二物理教学课件：选修3-4第三章 第2节3.2电磁场和电磁波PPT(共12张
ห้องสมุดไป่ตู้
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
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。这一理论自然科学的成果， 奠定了现代的电力工业、电子工 业和无线电工业的基础。
观 察
• 变化的磁场产生电场
分析：麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中 产生电场，正是这种电场(涡旋电场)在线 圈中驱使自由电子做定向的移动，引起了 感应电流。
观 察
现象：变化的电场周围小磁针发生摆动
• 变化的电场产生磁场
分析：电荷运动时，周围的小磁针摆动， 说明小磁针所在处产生了另一个磁场，使 小磁针发生摆动，这个磁场是由电荷运动 在周围空间产生的变化电场引起的。
根据这两个基本论点，麦克斯韦推断：如 果在空间某域中有周期性变化的电场，那么 ，它就在空间产生周期性变化的磁场；这个 变化的磁场又引起新的周期性变化的电场 ……。于是，变化的电场和变化的磁场交替 产生，由近及远地向周围传播。
高中物理第三章1电磁振荡课件教科选修34教科高中选修34物理课件
还有一部分能量以电磁波的形式辐射到周围空间去了,这样,振荡电路(zhèn dànɡ
diàn lù)中的能量逐渐损耗,振荡电流的振幅逐渐减小,直到停止振荡.这种振荡叫
做阻尼振荡.
第六页，共二十四页。
3.电磁振荡的周期(zhōuqī)和频率
1
2π
, 式中的、、
、
的单位分别
为秒(s)、
亨利(H)、
法拉(F)、
赫兹(Hz).
第七页，共二十四页。
某种电子钟是利用LC振荡电路制成的,在家使用一段时间后发现每昼夜总是
快1 min,怎样调节可使电子钟走时准确(zhǔnquè)?
提示:把电容C适当调大一些.
第八页，共二十四页。
探究
还是减小,这时电容器是处在充电过程还是放电过程?
点拨:
第十五页，共二十四页。
解析:(1)T=2π = 2 × 3.14 ×
=6.28×10-4 s.
2.5 × 10-3 × 4 × 10-6 s
2
4
4
(2)因为 t=9.0×10-3 s 相当于 14.33 个周期, < 0.33 <
当t=9.0×10-3
振荡电流和我们(wǒ men)前面学习过的交变电流有什么关系?
提示:振荡电流实际上就是交变电流,由于频率很高,习惯上称之为振荡
电流.
第五页，共二十四页。
2.无阻尼振荡和阻尼振荡
(1)无阻尼振荡:在电磁振荡中,如果没有能量损失,振荡将永远持续下去,
振荡电流的振幅应该永远保持不变.这种振荡叫做无阻尼振荡.
, 所以
s 时,LC 振荡电路中的电磁振荡正处在第二个 的变
高中物理 第三章 电磁振荡 电磁波课件 教科版选修3-4.ppt
问题1 电磁波家族的成员有哪些？各自的特性是 什么？主要应用于哪些方面？
电磁波 谱
特性
应用
无线电 波动性强，易发生衍
波
射
无线电技术
红外线
热效应
红外线遥
化学效应、荧光效应、 能杀菌
医用消毒、防伪
X射线 γ射线
贯穿性强 贯穿本领最强
检查、医用透视
工业探伤、医用 治疗
递变规律
7
活动三 电磁波的发射、传播和接收
问题1
在下题的空格中填上合适内容：
①发射条件: 电路和 信号，所以要对传输信号进行
(包括调频和调幅)．
②调幅：使高频电磁波的 随信号的强弱而变．调幅广播(AM)一
般使用中波和短波波段．
③调频：使高频电磁波的 随信号的强弱而变．调频广播(FM)和
电视广播都采用调频的方法调制．
市居民能听到和收看实况，必须通过在山顶的转发站来转
发
（填无线电广播信号或电视信号），这是1因0
小结
问题1 关于电磁波你了解了哪些知识？
11
三 电磁振荡 电磁波
问题
本章学习了哪些知识？
1
2
活动一 电磁波的发现
问题1 麦克斯韦电磁理论有哪些主要内容？电磁波 有哪些特点？
3
4
问题2
电磁波在传播过程中哪些物理量不变？哪些 物理量会改变？
问题3
电磁波与机械波有什么区别？
5
活动二 电磁振荡
问题1
某时刻LC回路中电容器中的电场方向和线 圈中的磁场方向如右图所示。则这时电容 器正在_____（充电还是放电），电流大小 正在______（增大还是减小）。
C
L
6
问题2 右边两图中电容器的电容都是C=4×10-6F，电感 都是L=9×10－4H，左图中电键K先接a，充电结 束后将K扳到b；右图中电键K先闭合，稳定后断 开。两图中LC回路开始电磁振荡t=3.14×10－4s时 刻，C1的上极板正在____电（充电还是放电）,带 _____电（正电还是负电）；L2中的电流方向向 ____(左还是右)，磁场能正在_____（增大还是减 小）。
教科版高中物理选修3-4第三章 电磁振荡 电磁波
高中物理学习材料（马鸣风萧萧**整理制作）第三章电磁振荡电磁波第1节电磁振荡1．在振荡电路里产生振荡电流的过程中，电容器极板上的________、通过线圈的________以及跟电荷和电流相联系的电场和磁场都发生周期性的变化．电场和磁场周期性的相互转变的过程也就是____________和____________周期性相互转化的过程．我们把这种现象称为电磁振荡．2．在电磁振荡中，如果没有________损失，振荡将永远持续下去，振荡电流的________将永远保持不变，这种振荡叫做无阻尼振荡，由于振荡电路中有电阻，电路中的能量有一部分要转化成________，还有一部分能量以____________的形式辐射到周期空间去了，这样，振荡电路中的能量逐渐损耗，振荡电流的______逐渐减小，直到停止振荡，这种振荡叫做阻尼振荡．3．电磁振荡完成________________________需要的时间叫做周期，1 s内完成的______________________的次数叫做频率．振荡电路里发生________________________时的周期和频率叫做振荡电路的固有周期和固有频率．LC振荡电路的周期T和频率f跟电感线圈的自感系数L和电容C的关系是：T＝________，f＝____________.4．关于LC振荡电路中电容器两极板上的电荷量，下列说法正确的是()A．电荷量最大时，线圈中振荡电流也最大B．电荷量为零时，线圈中振荡电流最大C．电荷量增大的过程中，电路中的磁场能转化为电场能D．电荷量减少的过程中，电路中的磁场能转化为电场能5．有一LC振荡电路，能产生一定波长的电磁波，若要产生波长比原来短些的电磁波，可采用的措施为()A．增加线圈匝数B．在线圈中插入铁芯C．减小电容器极板正对面积D．减小电容器极板间距离6．电磁振荡与机械振动相比()A．变化规律不同，本质不同B．变化规律相同，本质相同C．变化规律不同，本质相同D．变化规律相同，本质不同概念规律练知识点一振荡电路的各物理量的变化1．关于LC振荡电路中的振荡电流，下列说法中正确的是()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2．如图1所示为LC振荡电路中电容器的极板带电荷量随时间变化曲线，下列判断中正确的是()图1①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③B．只有②和④C．只有④D．只有①②和③知识点二电磁振荡的周期和频率3．在LC振荡电路中，用以下哪种办法可以使振荡频率增大一倍()A．自感L和电容C都增大一倍B．自感L增大一倍，电容C减小一半C．自感L减小一半，电容C增大一倍D．自感L和电容C都减小一半4．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．在线圈中插入铁芯方法技巧练自感现象和振荡电路的综合性问题分析技巧5．如图2所示电路中，L是电阻不计的电感器，C是电容器，闭合电键S，待电路达到稳定状态后，再断开开关S，LC电路中将产生电磁振荡．图2如果规定电感器L中的电流方向从a到b为正，断开开关的时刻t＝0，那么图中能正确表示电感线圈中电流i随时间t变化规律的是()6．如图3所示，线圈自感系数为L，其电阻不计，电容器的电容为C，开关S闭合．现将S突然断开，并开始计时，以下说法中错误的是()图3A ．当t ＝π2LC 时，由a 到b 流经线圈的电流最大 B ．当t ＝πLC 时，由b 到a 流经线圈的电流最大C ．当t ＝π2LC 时，电路中电场能最大 D ．当t ＝3π2LC 时，电容器左极板带有正电荷最多 1．在LC 回路产生电磁振荡的过程中，下列说法中正确的是( )A ．电容器放电完毕时刻，回路中磁场能最小B ．回路中电流值最大时刻，回路中磁场能最大C ．电容器极板上电荷量最多时，电场能最大D ．回路中电流值最小时刻，电场能最小2．在LC 电路中发生电磁振荡时，以下说法正确的是( )A ．电容器的某一极板，从带最多的正电荷放电到这一极板充满负电荷为止，这一段时间为一个周期B ．当电容器放电完毕瞬间，回路中的电流为零C ．提高充电电压，极板上带更多的电荷时，能使振荡周期变大D ．要提高振荡频率，可减小电容器极板间的正对面积3．当LC振荡电路中的电流达到最大值时，电感L中磁场的磁感应强度B和电容器C 中电场的场强E是()A．B和E都达到最大值B．B和E都为零C．B达到最大值而E为零D．B为零而E达到最大值4．LC振荡电路中，平行板电容器两极板间电场强度随时间变化关系如图4所示，则与该图中A点相对应的是()图4A．电路中的振荡电流最大B．电路中的磁场能最大C．电路中的振荡电流为零D．电容器两极板所带电荷量最少5．LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图5所示，则下列说法正确的是()图5A．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，则线圈中电流正增大D．若电容器正放电，则自感电动势正在阻碍电流增大6．如图6所示，L为一电阻可忽略的线圈，D为一灯泡，C为电容器，开关S处于闭合状态，灯泡D正常发光，现突然断开S，并开始计时，能正确反映电容器a极板上电荷量q随时间变化的图象是下图中的(图中q为正值表示a极板带正电)()图67. 图7中的LC振荡电路，先把开关S掷到1处给电容器C充电，充好电后再将开关S 掷到2处(组成LC振荡电路)，这时电容器开始放电，但电流不能立刻达到最大值，而是直到电容器C放电完毕时电流才达到最大值，造成此现象的原因是()图7A ．线圈的自感作用B ．电容器的本身特点C ．电子做定向移动需要一定的时间D ．以上答案都错误8. 某时刻LC 振荡电路的状态如图8所示，则此时刻( )图8 A ．振荡电流i 在减小B ．振荡电流i 在增大C ．电场能正在向磁场能转化D ．磁场能正在向电场能转化9．一台电子钟，是利用LC 振荡电路来制成的，在家使用一段时间后，发现每昼夜总是快1 min ，造成这种现象的可能原因是( )A ．L 不变C 变大了B ．L 不变C 变小了C ．L 变小了C 不变D ．L 、C 均减小了10．在LC 振荡电路中，由容器极板上的电荷量从最大值变化到零所需的最短时间( )A.π4 LCB.π2 LC C ．π LC D ．2π LC11.振荡电路中线圈的自感系数为L，电容器的电容为C，则电容器两极板间的电压从最大值变为零，所用的最少时间为________．图912．如图9所示，LC电路中C是带有电荷的平行板电容器，两极板水平放置．开关S 断开时，极板间灰尘恰好静止．当开关S闭合时，灰尘在电容器内运动，若C＝0.4 μF，L ＝1 mH，求：(1)从S闭合开始计时，经2π×10－5 s时，电容器内灰尘的加速度大小为多少？(2)当灰尘的加速度多大时，线圈中电流最大？第三章电磁振荡电磁波第1节电磁振荡答案课前预习练1．电荷电流电场能磁场能2．能量振幅内能电磁波振幅3．一次周期性变化周期性变化无阻尼振荡2πLC12πLC4．BC5．C[由电磁波波速、波长、频率关系c＝fλ＝恒量知，欲使λ减小，只有增大f；由LC回路的固有频率公式f＝12πLC可知：欲增大f，应减小LC，故选C.]6．D[电磁振荡是电容器的电场能和线圈的磁场能相互转化的过程，而机械振动是振子的动能和势能相互转化的过程，它们都是按正弦规律变化的，故D正确．] 课堂探究练1．D[振荡电流最大时为电容器放电结束瞬间，场强为零，A选项错误；振荡电流为零时，其要改变方向，这时电流变化最快，电流变化率最大，线圈中的自感电动势最大，B 选项错误；振荡电流增大时，线圈中的电场能转化为磁场能，C选项错误；振荡电流减小时，线圈中的磁场能转化为电场能，D选项正确．]2．D[a和c时刻是充电结束时刻，此时刻电场能最大，磁场能最小为零，③正确；b 和d时刻是放电结束时刻，此时刻电路中电流最大，①正确；a→b是放电过程，电场能转化为磁场能，②正确；O→a是充电过程，而c→d是放电过程，④错误．]点评分析振荡电路各量的变化规律时要抓住两条线索．一个是i随时间的变化规律，同时B、E B与i的变化规律一致；一个是q随时间的变化规律，同时E、E电、u与q的变化规律一致．并且要知道i与q变化规律的关系，否则会造成思路混乱．3．D[由LC振荡电路的频率公式f＝12πLC知，当自感系数L和电容C都减小一半时，其振荡频率恰好增大一倍．]点评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，与其他因素无关，则T＝2πLC，f＝12πLC其中：①C＝εs4πkd，即C与正对面积s、板间距离d及介电常数ε有关．②L与线圈匝数、粗细、长度、有无铁芯等因素有关．4．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＝12πLC.增大电容器两极板的间距，电容减小，振荡电流的频率升高，A对；升高电容器的充电电压不能改变振荡电流的频率，B 错；增加线圈匝数和插入铁芯，电感L都增大，振荡电流的频率降低，C、D错．]点评注意平行板电容器电容C＝εS4πkd，而自感系数的大小与线圈粗细、长度、匝数及有无铁芯有关．5．B[本题属含自感现象和振荡电路的综合性问题，应从下面几个方向考虑：(1)S断开前，ab段短路，电容器不带电．(2)S断开时，ab中产生自感电动势，阻碍电流减小，同时，电容器C充电，此时电感线圈中电流正向最大．(3)给电容器C 充电的过程中，电容器的充电电荷量最大时，ab 中电流减为零，此后LC 发生电磁振荡，形成交变电流．]6．A [断开开关S 时，由于自感作用，线圈中产生的感应电流是最大的，且由a 到b.根据LC 振荡电路的周期公式T ＝2πLC ，可知A 是错误的，故选A.]方法总结 电感线圈L 发生自感现象时，L 上的电流在原基础上开始变化，根据自感规律判断出电流的变化规律，再由i 与q 及其他各量的对应关系即可一一突破所有问题．课后巩固练1．BC2．D [电容器某一极板从带最多的正电荷到带最多的负电荷这段时间，电容器完成了放电和反向充电过程，时间为半个周期，A 错误；电容器放电完毕瞬间，电路中电场能最小，磁场能最大，故电路中的电流最大，B 错误；振荡周期仅由电路本身决定，与充电电压等无关，C 错误；提高振荡频率，就是减小振荡周期，可通过减小电容器极板正对面积来减小电容C ，达到增大振荡频率的目的，D 正确．]3．C4．C5．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 对，A 错；(2)若该时刻电容器下极板带正电，则可知电容器处于充电状态，电流在减小，则B 对，由楞次定律可判定D 对．]6．B [当S 断开时，LC 振荡电路中，电容器充电，b 带正电，故B 正确．]7．A 8.AD9．BCD [根据T ＝2πLC ，又根据钟表变快是LC 振荡电路周期变小了，钟就变快了．]10．B [LC 振荡电路的周期T ＝2πLC ，其电容器极板上的电荷量从最大值变化到零所需的最短时间t ＝T/4，所以t ＝π2LC.] 11.π2LC 解析 电容器两极板间的电压从最大值到零所用的最少时间为14T ，而T ＝2πLC ，故t ＝12πLC. 12．(1)2g (2)加速度大小为g ，且方向竖直向下解析 (1)开关S 断开时，极板间灰尘处于静止状态，则有mg ＝q·Q Cd，式中m 为灰尘质量，Q 为电容器所带的电荷量，d 为板间距离，由T ＝2πLC ，得T ＝2π1×10－3×0.4×10－6s ＝4π×10－5 s ，当t ＝2π×10－5 s 时，即t ＝T 2，振荡电路中电流为零，电容器极板间场强方向跟t ＝0时刻方向相反，则此时灰尘所受的合外力为F 合＝mg ＋q·Q Cd＝2mg ，又因为F 合＝ma ，所以a ＝2g ，方向竖直向下．(2)当线圈中电流最大时，电容器所带的电荷量为零，此时灰尘仅受重力，灰尘的加速度为g，方向竖直向下．。
2018-2019学年高中物理第三章电磁振荡电磁波1电磁振荡2电磁场和电磁波名师公开课省级获奖课件教科版选修3-
永远保持不变的电磁振荡.
图1
能量 (2)阻尼振荡：如图2所示，
振幅 逐渐损耗，振荡电流的
逐
渐减小，直到停止振荡的电磁振荡.
图2
二、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 频率：1 s内完成的周期性变化的 次数 需要的时间. .
2.固有周期和频率
振荡电路里发生 振荡时的周期和频率叫做振荡电路的固 无阻尼 有周期、固有频率，简称振荡电路的周期和频率 . 3.LC振荡电路的周期T和频率f跟电感线圈的电感L和电容器的电 容C的关
× ( )
(2)要提高LC振荡电路的振荡频率，可以减小电容器极板的正对 √ 面积. × (3)在变化的磁场周围一定会产生变化的电场 .( √ ) ( )
(4)电磁波是横波.(
)
答
2.在LC振荡电路中，电容器C带的电荷量q随时间t变化的图像
如图3所示.1×10－6 s到2×10－6 s内，电容器处于 充电 电”或“放电”)过程，由此产生的电磁波的波长为 1200 (填“充 m.
四、电磁场和电磁波 1.电磁场 变化 的电场和 变化 的磁场交替产生，形成的不可分割的统一 体. 变化 2.电磁波的产生：由 的电场和磁场交替产生而形成的电磁 场是由近及远传播的，这种变化的电磁场在空间的传播称为电 麦克斯韦 磁波 . 赫兹 3. 赫兹 在1865年从理论上预见了电磁波的存在， 1888年物 还运用自 理学家_____第一次用实验证实了电磁波的存在.
充电
例1 (多选)如图5所示，L为一电阻可忽略的 线圈，D为一灯泡，C为电容器，开关S处于 闭合状态，灯泡D正常发光，现突然断开S，
并开始计时，能正确反映电容器a极板上电
荷量q及LC回路中电流i(规定顺时针方向为正) 随时间变化的图像是(图中q为正值表示a极板 带正电) 图5
高中物理第3章电磁振荡电磁波2电磁场和电磁波课件教科版选修34
图 3-2-2
第九页，共24页。
3．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恒 均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的
定的磁场
电场
不均匀变化的电场在周围空间产生 不均匀变化的磁场在周围空间产生变化
变化的磁场
的电场
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
物理量 变化
随时间和空间做周期性变化
传播无需介质，在真空中波
传播需要介质，波速与介质
传播
速总是 c，在介质中传播时，
有关，与频率无关
波速与介质及频率都有关系
第二十页，共24页。
由周期性变化的电流(电磁振 产生 由质点(波源)的振动产生
荡)激发
干涉
可以发生
可以发生
衍射
可以发生
可以发生
横波
可以是
是
纵波
第二十四页，共24页。
第十六页，共24页。
3．电磁波的波长 λ、波速 v 和周期 T、频率 f 的关系与机械波一样，由下式 表示 λ＝vT ＝v/f.
电磁真波空在(zhēnkō也ng能)中传播，这是它与机械波的不同之处，在真空中的传播 速度 v＝c≈3×108 m/s.
第十七页，共24页。
[再判断] 1．电磁波是一种波也有反射、折射．(√) 2．电磁波和光在真空中传播速度都是 3×108 m/s.(√) 3．麦克斯韦证实了电磁波的存在．(×)
第三页，共24页。
(2)变化的电场能够在周围空间产生磁场 若电场随时间变化快，则产生的磁场(c；íc若hǎ电ng场)强随时间的变化不均匀，则 会变产化生(biàn的hu磁à场) ．稳定的电不场周产围生(chǎns磁hē场ng．) 2．电磁场 如果在空间某区域有变化的电场，那么这个变化的电场就在它周围空间引 起变化的磁场；这个变化的磁场又在它周围空间引起变化的电场……于是，变 化的电场和变化的磁场交替产生，形成不可分割的统一体，称为电磁场．
高中物理 第三章 电磁振荡 电磁波 章末整合课件 教科版选修34
• 答案 B
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分类(fēn lèi)突 破
• 二、LC回路振荡规律、周期及频率 • 1．LC回路中各量的变化规律 • 电 容 器 上 的 物 理 量 ： 电 量 q 、 电 场 ( d i àn
第十六页，共18页。
分类(fēn lèi)突破
• (2)个性：不同电磁波的频率或波长不同，表现 出不同的特性．波长越长越容易(róngyì)产生干 涉、衍射现象，波长越短观察干涉、衍射现象 越困难．正是这些不同的特性决定了它们不同 的用途．
第十七页，共18页。
分类(fēn lèi)突破
• 【例5】 下列有关电磁波的说法中正确的是 ()
面理解： • ①稳定的磁场不产生电场 • ②均匀变化的磁场产生恒定的电场 • ③周期性变化的磁场产生同频率的周期性
变化的电场
第三页，共18页。
分类(fēn lèi)突破
• (2)变化的电场产生磁场，也可从以下三个 方面理解：
• ①恒定(héngdìng)的电场不产生磁场 • ②均匀变化的电场产生恒定(héngdìng)的磁
均匀变化的磁场产生均匀变化的电场 • C．变化的电场产生的磁场一定是变化的 • D．振荡的电场周围空间产生的磁场也是振
荡的
第五页，共18页。
分类(fēn lèi)突 破
• 解析 麦克斯韦的电磁场理论要点是：变化的 磁场(电场)要在周围(zhōuwéi)空间产生电场(磁 场)，若磁场(电场)的变化是均匀的，产生的电 场(磁场)是稳定的，若磁场(电场)的变化是振荡 的，产生的电场(磁场)也是振荡的，由此可判 定正确答案为D项．
物理教科选修34课件：第3章电磁振荡 电磁波 12
1 电磁振荡 2 电磁场和电磁波
学习目标 1.了解振荡电流、LC回路中振荡电流的产生过程，会求LC回路的周期 与频率. 2.了解阻尼振荡和无阻尼振荡. 3.了解麦克斯韦电磁理论的基础内容以及在物理发展史上的物理意义. 4.了解电磁波的基本特点及其发展过程，通过电磁波体会电磁场的物 理性质.
内容索引
的电磁振荡.
图3
即学即用
判断下列说法的正误. (1)LC振荡电路的电容器放电完毕时，回路中磁场能最小. ( × ) (2)LC振荡电路的电容器极板上电荷量最多时，电场能最大. ( √ ) (3)LC振荡电路中电流增大时，电容器上的电荷一定减少. ( √ ) (4)LC振荡电路的电流为零时，线圈中的自感电动势最大. ( √ )
板充满负电荷为止，这一段时间为一个周期.
(× )
(2)要提高LC振荡电路的振荡频率，可以减小电容器极板的正对面积.
(√ )
(3)LC振荡电路线圈的自感系数增大为原来的4倍，振荡周期增大为原来
的2倍.
(√ )
(4)提高充电电压，极板上带更多的电荷时，能使振荡周期变大. ( × )
三、麦克斯韦电磁理论 导学探究
器上极板带负电
√C.若磁场正在增强，则电场能正在减小，电容
图10
器上极板带正电
D.若磁场正在增强，则电容器正在充电，电流方向由a向b
解析 答案
针对训练 (多选)在如图11(a)所示的LC振荡电路中，通过P点的电流随时
间变化的图线如图(b)所示，若把通过P点向右的电流规定为i的正方向，则
A.0至0.5 ms内，电容器C正在充电
图4
答案
(2) 如果仅更换电容C更大的电容器，将开关S掷向 1，先给电容器充电，电容器的带电荷量是否增大？ 再将开关掷向2，电容器通过线圈放电，放电时间 是否相应地变长？振荡周期T是否变长？ 答案 带电荷量增大，放电时间变长，周期变长.
高中物理第三章电磁振荡电磁波章末总结课件教科版选修3_4
章末总结
知识网络
电磁振荡 电磁波
电磁振荡
LC电磁振荡，产生了周期性 变化的高频电流
LC振荡周期和频率：T＝2π LC ，f＝ 1 2π LC
无阻尼 振荡 分类
阻尼 振荡
电磁波 麦克斯韦 变化的磁场 能够在周围空间产生电场 电磁理论 变化的电场 能够在周围空间产生磁场
麦克斯韦 预言了电磁波的存在，提出了光的
⑤ 搁置问题抓住老师的思路。碰到自己还没有完全理解老师所讲内容的时候，最好是做个记号，姑且先把这个问题放在一边，继续听老师讲后面的 内容，以免顾此失彼。来自：学习方法网
⑥ 利用笔记抓住老师的思路。记笔记不仅有利于理解和记忆，而且有利于抓住老师的思路。
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谢谢欣赏！
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7
电磁说电磁场：变化的电场和变化的来自场不可分割电磁振荡 电
电磁波： 电磁场 由近及远向外传播
电磁波 磁 电磁波
波
电磁波的传播速度等于 光速 ，证明了
赫兹实验 电磁波的存在
电磁波的反射、折射、干涉、衍射等
电磁波是_横__波__
电磁振荡 电磁波
成员：无线电波、 红外线、 可见光 、紫外线、
X射线 、γ射线 电磁波谱
③ 根据老师的提示抓住老师的思路。老师在教学中经常有一些提示用语，如“请注意”、“我再重复一遍”、“这个问题的关键是····”等等，这些 用语往往体现了老师的思路。来自：学习方法网
④ 紧跟老师的推导过程抓住老师的思路。老师在课堂上讲解某一结论时，一般有一个推导过程，如数学问题的来龙去脉、物理概念的抽象归纳、语 文课的分析等。感悟和理解推导过程是一个投入思维、感悟方法的过程，这有助于理解记忆结论，也有助于提高分析问题和运用知识的能力。
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关于电磁场理论，下列说法正确的是(
)
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
解析 根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场能产生 磁场，均匀变化的电场产生稳定的磁场，非均匀变化的电 场才产生变化的磁场． 答案 D
图2
【例1】 刻(
(多选)某时刻LC振荡电路的状态如图3所示，则此时 )
A．振荡电流i在减小
B．振荡电流i在增大
C．电场能正在向磁场能转化 D．磁场能正在向电场能转化 解析
图3
图中电容器上极板带正电荷，根据振荡电流方向可
知负电荷向下极板聚集，所以电容器正在充电，电容器充 电的过程中，电流减小，磁场能向电场能转化，所以A、D 选项正确． 答案 AD
(2)电磁振荡的过程
放电过程： 由于电感线圈对交变电流的阻碍作用，放电电
逐渐增强 ，电容器里 流由零逐渐增大，线圈产生的磁场 __________ 的电场逐渐减弱，电场能逐渐转化为磁场能．放电完毕 电场能 全部转化为________ 磁场能 ． 后，________ 充电过程： 电容器放电完毕后，由于线圈的自感作用，电 原来的方向 继续流动，电容器将进行 _________ 反向充电 ， 流保持 ___________ 逐渐增强 ，磁场 线圈的磁场逐渐减弱，电容器里的电场 __________ 能逐渐转化为电场能．充电完毕，电流减小为零，磁场能 ______ 电场能 此后电容器再放电，再充电． 全部转化为________.
一、电磁振荡 1．振荡电流的产生 电磁振荡 (1)振荡电流和振荡电路 方向 都随时间做周期性迅速变化的 ①振荡电流：大小和 ______
电流．
振荡电流 的电路．由 _____ 线圈_ L_ 和 ②振荡电路：能够产生 __________ 电容器C _______ __ 组成的电路是最简单的振荡电路，称为 LC 振荡 电路．
(2) 由于电路中有电阻，电路中的能量有一部分要转化成 内能 ，还有一部分能量以电磁波的形式 ______ 辐射 到周围空 ______ 间去了．这样，振荡电路中的能量逐渐损耗，振荡电流的 逐渐减小 ，直到停止振荡．这种振荡叫做阻尼振 振幅 __________
荡．如图乙．
图1
．电磁振荡的周期和频率
3．电磁波
变化 的电场和磁场交替产生而形成的电磁场 (1)产生：由______ 是由近及远传播的，这种变化的电磁场在空间的传播称为
电磁波．
麦克斯韦 在 1865 年从理论上预见了电磁波的存在， (2)__________
赫兹 第一次用实验证实了电磁波的存 1888 年物理学家 ______ 赫兹 还运用自己精湛的实验技术测定了电磁波的波 在．______
长和频率，得到了电磁波的传播速度，证实了这个速度等 光速 ． 于______ (3)电磁波的波长λ、波速v和周期T、频率f的关系：λ＝ v f vT＝____. c≈3×108 m/s (4)电磁波在真空中的传播速度v＝_________________.
一、电磁振荡中各物理量的变化情况
如图2所示
周期性变化 需要的时间叫做周期 .1 (1) 电磁振荡完成一次 ____________
次数 叫频率． s 内完成周期性变化的______ 无阻尼 振荡时的周期和频率叫做振荡 (2)振荡电路里发生________
电路的固有周期、固有频率，简称振荡电路的周期和频率． (3)LC 振荡电路的周期 T 和频率 f 跟电感线圈的电感 L 和电 1 容器的电容 C 的关系是 T＝2π LC、f＝ . 2π LC
(3)电磁振荡 周期性 变化 电容器不断地充电和放电，电路中就出现了________
的振荡电流，这种现象叫做电磁振荡．
2．无阻尼振荡和阻尼振荡 能量损失 ，振荡将永远持续 (1)在电磁振荡中，如果没有__________
保持不变 ，这种振荡叫 下去，振荡电流的振幅应该永远 __________ 做无阻尼振荡，如图1甲．
二、对麦克斯韦电磁场理论的理解
1．恒定的磁场不会产生电场，同样，恒定的电场也不会产生 磁场． 2．均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场，同样，均匀
变化的磁场在周围空间产生恒定的电场．
3 ．振荡变化的磁场在周围空间产生同频率振荡的电场，同 样，振荡变化的电场在周围空间产生同频率振荡的磁场．
【例2】
二、电磁场和电磁波
1．麦克斯韦电磁理论的两个基本假设 (1)变化的磁场能够在周围空间产生电场． (2)变化的电场能够在周围空间产生磁场． 2．电磁场
不均匀变化 的电场，那么这个变化 如果在空间某区域有 ____________
磁场 ，这个变化的磁 的电场就在它周围空间引起变化的 ______ 场又在它周围空间引起变化的电场 ……于是，变化的电场 和变化的磁场交替产生，形成不可分割的统一体，称为电 磁场．
针对训练
某电路中电场随时间变化的图像如图所示，能发射
)
电磁波的电场是(
解析
图A中电场不随时间变化，不会产生磁场；图B和图
C 中电场都随时间做均匀的变化，只能在周围产生稳定的 磁场，也不会产生和发射电磁波；图 D 中电场随时间做不
均匀的变化，能在周围空间产生变化的磁场，进而能产生
变化的电场，从而交织成一个不可分割的统一体，即形成 电磁场，能发射电磁波． 答案 D
第1讲 电磁振荡 第2讲 电磁场和电磁波
[目标定位]
1.了解振荡电流、振荡电路及LC振荡电路的振荡
过程，会求 LC振荡电路的周期与频率 .2.了解阻尼振荡和无阻 尼振荡.3.了解麦克斯韦电磁场理论的基本观点以及在物理学发 展史上的意义.4.了解电磁波的特点及其发展过程，通过电磁波 体会电磁场的物理性质．
三、电磁波与机械波的比较 1．电磁波和机械波的共同点 (1)二者都能产生干涉和衍射． (2)二者在不同介质中传播时频率不变． λ (3)二者都满足波的公式 v＝T＝λf.
2．电磁波和机械波的区别
(1)二者本质不同 电磁波是电磁场的传播，机械波是质点机械振动的传播． (2)传播机理不同 电磁波的传播机理是电磁场交替感应，机械波的传播机理 是质点间的机械作用． (3)电磁波传播不需要介质，而机械波传播需要介质． (4)电磁波是横波，机械波既有横波又有纵波，甚至有的机