(人教版)高中物理选修3-4课件：14.2电磁振荡
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高中物理 14-2 电磁振荡课件 新人教版选修3-4
金版教程 ·人教版物理 ·选修3-4
第十四章 电磁波
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1
第十四章 第2节
金版教程 ·人教版物理 ·选修3-4
第2节 电磁振荡
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2
第十四章 第2节
金版教程 ·人教版物理 ·选修3-4
[学习目标] 1.知道什么是LC振荡电路和振荡电流。 2．理解振荡电流的产生过程，掌握振荡电路中电流、电 量、电场能、磁场能的变化。 3．理解振荡电路的周期公式。 [知识定位] 重点：1.电磁振荡中各物理量的变化规律。2. 电磁振荡周期公式的应用。 难点：电磁振荡中各物理量的变化规律。
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20
第十四章 第2节
金版教程 ·人教版物理 ·选修3-4
q＝0时，i最大，B最大，EB最大，E自＝0。 对于电场E与磁场B以及电场能EE与磁场能EB随时间变化的 图象有这样的对应关系。图象能更直观地反映同步异变关系和
极值对应关系。
(5)自感电动势E与i－t图象
5
第十四章 第2节
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2．电磁振荡的过程 放电过程：由于线圈的自感作用，放电电流由零逐渐增 大，电容器极板上的电荷_逐__渐__减__少___，电容器里的电场逐渐减 弱，线圈的磁场逐渐增强，电场能逐渐转化为磁__场__能___，振荡电 流逐渐增大，放电完毕，电流达到最大，电场能全部转化为磁 场能。
1．振荡电流实际上就是交流电，是吗？ 提示：是的。振荡电流实际上就是交流电，由于频率很 高，习惯上称之为振荡电流。 2．LC振荡电路的振荡周期由哪些因素决定？ 提示：LC振荡电路的振荡周期由线圈的自感系数和电容器 的电容决定。
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10
第十四章 第2节
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第十四章 电磁波
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第十四章 第2节
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第2节 电磁振荡
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第十四章 第2节
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[学习目标] 1.知道什么是LC振荡电路和振荡电流。 2．理解振荡电流的产生过程，掌握振荡电路中电流、电 量、电场能、磁场能的变化。 3．理解振荡电路的周期公式。 [知识定位] 重点：1.电磁振荡中各物理量的变化规律。2. 电磁振荡周期公式的应用。 难点：电磁振荡中各物理量的变化规律。
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第十四章 第2节
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q＝0时，i最大，B最大，EB最大，E自＝0。 对于电场E与磁场B以及电场能EE与磁场能EB随时间变化的 图象有这样的对应关系。图象能更直观地反映同步异变关系和
极值对应关系。
(5)自感电动势E与i－t图象
5
第十四章 第2节
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2．电磁振荡的过程 放电过程：由于线圈的自感作用，放电电流由零逐渐增 大，电容器极板上的电荷_逐__渐__减__少___，电容器里的电场逐渐减 弱，线圈的磁场逐渐增强，电场能逐渐转化为磁__场__能___，振荡电 流逐渐增大，放电完毕，电流达到最大，电场能全部转化为磁 场能。
1．振荡电流实际上就是交流电，是吗？ 提示：是的。振荡电流实际上就是交流电，由于频率很 高，习惯上称之为振荡电流。 2．LC振荡电路的振荡周期由哪些因素决定？ 提示：LC振荡电路的振荡周期由线圈的自感系数和电容器 的电容决定。
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第十四章 第2节
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14.2 电磁振荡课件 新人教版选修3-4课件
分类例析
课堂对点演练
解析
根据题意画出此LC电路的振荡电流的变化图象如
图所示．
结合图象，t＝3.4×10－2 s时刻设为图象中的P点，则该时
刻电路正处于反向电流减小过程中，所以电容器正处于反 向充电状态，上极板带正电．
答案
充电
带正电
分类例析
课堂对点演练
LC振荡电路周期、频率公式的理解及应用
【典例2】为了增大LC振荡电路的固有频率，下列办法中可采取 的是 B．减小电容器两极板的距离并增加线圈的匝数 C．减小电容器两极板的距离并在线圈中放入铁芯 D．减小电容器两极板的正对面积并减少线圈的匝数 1 解析 由 LC 振荡电路的频率公式 f＝ .可知增大固有 2π LC 频率 f 的办法是减小 L 或减小 C 或同时减小 L 和 C.另外电容 器两极板的正对面积增大，则 C 增大，正对面积减小，则 C 减小．在线圈中放入铁芯或增加线圈的匝数，则 L 增大，减 少线圈的匝数，则 L 减小．综上可知只有选项 D 是正确的． 答案 D
分类例析 课堂对点演练
(
)．
A．增大电容器两极板的正对面积并在线圈中放入铁芯
【变式2】在LC振荡电路中，用以下的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
1 ，当 L、C 都减 2π LC 小一半时，f 增大一倍，故选项 D 是正确的． 解析 据 LC 振荡电路频率公式 f＝
分类例析
课堂对点演练
二、电磁振荡的周期和频率 周期性变化 需要 电磁振荡的周期T：电磁振荡完成一次____________ 的时间． 次数 ． 电磁振荡的频率f：1 s内完成周期性变化的_____ LC电路的周期(频率)公式
人教版高中物理选修3-4课件14.2电磁振荡
物理 选修3-4
第十四章 电磁波
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
解析： 在一个周期内，电容器充电、放电各两次，每次充 电或放电所用的时间为振荡周期的14，所以 A 选项错；
电场能与电场强度的方向无关，磁场能与磁感应强度的方向 无关，因此在电磁振荡的一个周期内各出现两次最大值，即电场 能或磁场能的变化周期为 π LC，所以 B 选项错；
答案： AC
物理 选修3-4
第十四章 电磁波
学 期和频率
1．周期：电磁振荡完成一次周期性变化所需要的时间叫作周
期．
2．频率：单位时间内完成的周期性变化的次数叫作频率．
3．公式：T＝2π
LC，f＝2π
1 LC.
4．影响电磁振荡的周期和频率的因素
由电磁振荡的周期公式 T＝2π LC知，要改变电磁振荡的周期
物理 选修3-4
第十四章 电磁波
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
2．电磁振荡
物理 选修3-4
第十四章 电磁波
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
自学线索
物理 选修3-4
第十四章 电磁波
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
学 基础导学
物理 选修3-4
第十四章 电磁波
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
解析： 电容器放电一次经历四分之一个周期，而周期 T＝ 2π LC，T 是由振荡电路的电容 C 和电感 L 决定的，与电荷量等 无关．
答案： D
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第十四章 电磁波
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
3．某时刻 LC 振荡电路的状态如图所示，则此时刻( )
物理选修3-4第十四章电磁波第二节电磁振荡课件
C_ _
++
B
C ++
__
D
小
第二
I
B}L
磁 场 能
}
结
第一 q
C U
E
电 场 能
振荡视频.dat
用电器 电源 用电器
_
C L
+++
C
L
+
___
放电：电场能 磁场能 充电：磁场能 电场能
例:1
此图正处充电过程还是放电过程？
_ _ _ ___ +++++
例:1
此图正处充电过程还是放电过程？
_ _ _ ___ +++++Fra bibliotek（2）
B、阻尼振荡,任何振荡电路中,总存在能量损 耗,使振荡电流 i 的振幅逐渐减小,这种振荡叫阻 尼振荡.如图(2)
势能 动能
势能
动能
势能
++
__
电场能 磁场能
i
——
++
电场能
++
__
磁场能 电场能
0
T
T
4
2
3T T t
4
电磁振荡过程演示.exe
1、如图所示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，
7.在LC振荡电路中,某时刻的磁场方向如图所示.
A.若磁场正在减弱,则电容器的A板带负电. B.若电容器正在放电,则电容器A板带负电. C.若电路中电流正在增大,则电容器A板电量正在 减少. D.若电容器正在放电, 则自感电动势正在阻碍电 流减小.
物理(人教版选修3-4)课件第14章第12节电磁波的发现电磁振荡
2．电磁振荡的过程 (1)放电过程：由于线圈的自感作用，放电电流由零逐渐 增大，电容器极板上的电荷___逐__渐__减__少___，电容器里的电场逐 渐减弱，线圈的磁场逐渐增强，电场能逐渐转化为__磁__场____ 能，振荡电流逐渐增大，放电完毕，电流达到最大，电场能全
部转化为磁场能．
(2)充电过程：电容器放电完毕时 ，由于线圈的自感作 用 ， 电 流 保 持 _原__来__的__方__向__ 逐 渐 减 小 ， 电 容 器 将 进 行 __反__向__充__电____，线圈的磁场逐渐减弱，电容器里的电场逐渐增 强，磁场能逐渐转化为电场能，振荡电流逐渐减小，充电完 毕，电流减小为零，磁场能全部转化为电场能．
解析：由电磁波和声波的概念可知选项 A 正确．因为电磁
波可以在真空中传播，而声波属于机械波，它的传播需要介质，
在真空中不能传播，故选项 B 错误．电磁波在空气中的传播速
度大于在水中的传播速度，在真空中的传播速度最大；声波在
气体、液体、固体中的传播速度依次增大，故选项 C 正确．无
论是电磁波还是声波，从一种介质进入另一种介质时频率都不
答案：D
3. (多选)下列关于电磁波与声波的说法正确的是( ) A．电磁波是由电磁场发生的区域向远处传播，声波是声 源的振动向远处传播 B．电磁波的传播不需要介质，声波的传播有时也不需要 介质 C．由空气进入水中传播时，电磁波的传播速度变小，声 波的传播速度变大 D．由空气进入水中传播时，电磁波的波长不变，声波的 波长变小
此后，这样充电和放电的过程反复进行下去．
3．电磁振荡的实质 在电磁振荡过程中，电容器极板上的电荷量，电路中的电 流，与它们相联系的电场和磁场都在__周__期__性__地__变__化___，电场 能和磁场能周期性地__转__化____． 二、电磁振荡的周期和频率 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：1 s内完成周期性变化的__次__数___．
高中物理第十四章电磁波14.2电磁振荡课件新人教版选修3-4
三、电磁振荡的周期和频率 电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间叫周期，一秒内完成周 期性变化的次数叫频率．LC振荡电路的周期公式T＝2π LC ，频率公 1 式为f＝ . 2π LC
问题探索 ◆想一想 问题 在LC振荡电路中，电压u与电流i之间的关系及变化是否遵 循欧姆定律？为什么？
提示： 不遵循欧姆定律，因为LC振荡电路是非纯电阻电路，分析振荡 过程可知，当电容器两极电压最大时，回路中的电流反而为零.
2．放电过程：由于线圈的自感作用，放电电流由零逐渐增大， 电容器板上的电荷逐渐减少，电容器里的电场逐渐减弱，线圈的磁场 逐渐增强．放电完毕，电流达到最大，电场能全部转化为磁场能． 3．充电过程：电容器放电完毕后，由于线圈的自感作用，电流 保持原来的方向逐渐减小，电容器将进行反向充电，线圈的磁场逐渐 减弱，电容器里的电场逐渐增强．充电完毕，电流为零，磁场能全部 转化为电场能． 4．反向放电、充电过程：以后电容器再放电再充电，这样不断 地循环，电路中出现振荡电流．
典例精析 (多选)如图所示，线圈的自感系数为L，其电阻不计，电 容器的电容为C，开关S是闭合的．现将S突然断开并开始计时，以下 说法中正确的是( ) π A．当t＝ LC时，由a到b流经线圈的电流最大 2 B．当t＝π LC时，由b到a流经线圈的电流最大 π C．当t＝2 LC时，电路中电场能最大 3π D．当t＝ 2 LC时，电容器左极板 带有正电荷最多
4．电磁振荡具有周期性变化的规律 (1)电磁振荡过程中回路中各物理量都做周期性变化，其中电容 器极板上电荷量q、板间电压U、电场强度E、以及电感线圈内的电流 i、磁感应强度B的周期均相同，设为T1，而电场能和磁场能周期相 同，设为T2，有T1＝2T2. (2)与振荡相关的各物理量变化的周期有区别．在一个周期内， 电场能与磁场能相互转化两次，电容器充、放电各两次，线圈中电流 方向改变两次． 特别提醒 在一个周期中，LC振荡电路充电两次，放电两次，电流方向改 变两次．
人教版高中物理选修3-4 第十四章 2 电磁振荡 名师公开课省级获奖课件(35张)
答案
2. 在 LC 振荡电路中，电容器 C 带的电荷量 q 随时间 t 变化的图象如图 1 所
充电 填“充电”或“放电”) 示.1×10－6 s到2×10－6 s内，电容器处于_______(
1 200 m. 过程，由此产生的电磁波的波长为______
图1
答案
重点探究
一、电磁振荡的产生
[导学探究] 如图2所示，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关 掷向2， (1)电容器通过线圈放电过程中，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？ 答案 图2
第十四章 电磁波
2 电磁振荡
[学习目标] 1.知道什么是LC振荡电路和振荡电流.
2.知道LC回路中振荡电流的产生过程，知道电磁振荡过程中能量转化情况.
3.知道电磁振荡的周期与频率，会求LC电路的周期与频率.
内容索引
自主预习
预习新知 夯实基础
重点探究
启迪思维 探究重点
达标检测
检测评价 达标过关
自主预习
(2)电容器充电：电容器放电完毕时，线圈有 自感 作用，电流并不会立 刻减小为零，而会保持原来的方向继续流动，并逐渐减小，电容器开始 反向充电 ，极板上的电荷逐渐 增多 ，电流减小到零时，充电结束，极 板上的电荷量达到 最大值 .该过程中线圈的 磁场能 又全部转化为电容器 的 电场能 .
二、电磁振荡的周期和频率
一、电场振荡的产生 1.振荡电流：大小和方向都做 周期性 迅速变化的电流. 2.振荡电路：能产生 振荡电流 的电路. 3.LC振荡电路的放电、充电过程 (1)电容器放电：线圈有 自感 作用，放电电流不会立刻达到最大值，而是 由零逐渐增大，极板上的电荷逐渐 减少 .放电完毕时，极板上的电荷量 为零，放电电流达到 最大值 .该过程电容器的 电场能 全部转化为线圈的 磁场能 .
2. 在 LC 振荡电路中，电容器 C 带的电荷量 q 随时间 t 变化的图象如图 1 所
充电 填“充电”或“放电”) 示.1×10－6 s到2×10－6 s内，电容器处于_______(
1 200 m. 过程，由此产生的电磁波的波长为______
图1
答案
重点探究
一、电磁振荡的产生
[导学探究] 如图2所示，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关 掷向2， (1)电容器通过线圈放电过程中，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？ 答案 图2
第十四章 电磁波
2 电磁振荡
[学习目标] 1.知道什么是LC振荡电路和振荡电流.
2.知道LC回路中振荡电流的产生过程，知道电磁振荡过程中能量转化情况.
3.知道电磁振荡的周期与频率，会求LC电路的周期与频率.
内容索引
自主预习
预习新知 夯实基础
重点探究
启迪思维 探究重点
达标检测
检测评价 达标过关
自主预习
(2)电容器充电：电容器放电完毕时，线圈有 自感 作用，电流并不会立 刻减小为零，而会保持原来的方向继续流动，并逐渐减小，电容器开始 反向充电 ，极板上的电荷逐渐 增多 ，电流减小到零时，充电结束，极 板上的电荷量达到 最大值 .该过程中线圈的 磁场能 又全部转化为电容器 的 电场能 .
二、电磁振荡的周期和频率
一、电场振荡的产生 1.振荡电流：大小和方向都做 周期性 迅速变化的电流. 2.振荡电路：能产生 振荡电流 的电路. 3.LC振荡电路的放电、充电过程 (1)电容器放电：线圈有 自感 作用，放电电流不会立刻达到最大值，而是 由零逐渐增大，极板上的电荷逐渐 减少 .放电完毕时，极板上的电荷量 为零，放电电流达到 最大值 .该过程电容器的 电场能 全部转化为线圈的 磁场能 .
高中物理人教版选修34课件：14.2 电磁振荡
T
2
2
→
t=
3T
4
3T
4
3T
4
反向放电
时刻
→T 电容器充电 增加
0
0
0
一
二
2.振荡电流、极板带的电荷量随时间的变化图象,如图所示
一
二
特别警示电磁振荡过程中磁场能与电流i对应,电场能与所带电
荷量q对应,在等幅振荡中,磁场能与电场能的总量保持不变。
一
二
二、LC电路中各量间的变化规律及对应关系
1.同步同变关系
2.电磁振荡
1.知道什么是LC振荡电路和振荡电流。
2.知道LC电路中振荡电流的产生过程及相关物理量的变化情况。
3.知道产生电磁振荡过程中,LC振荡电路中的能量转换情况,知道
振荡电路中能量损失的途径以及得到等幅振荡的方法。
4.知道什么是电磁振荡的周期和频率,了解LC电路的周期和频率
公式。
1.电磁振荡的产生
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,且它们是同步的,也即
q、E、EE↑
i、B、EB↓。
一
二
3.物理量的等式关系
线圈上的振荡电流 i=
Δ
Δ
Δ
, 自感电动势自 = · , 振荡周期 =
Δ
2π 。
4.极值、图象的对应关系
Δ
由 E 自=L· 知自 ∝
, 其中
Δ
Δ
是 − 图象上某点处曲线切线斜
率的绝对值。所以, 利用 − 图象可分析自感电动势随时间的变
化和极值。
特别警示判断LC电路处于放电过程还是充电过程的方法:当电流
2
2
→
t=
3T
4
3T
4
3T
4
反向放电
时刻
→T 电容器充电 增加
0
0
0
一
二
2.振荡电流、极板带的电荷量随时间的变化图象,如图所示
一
二
特别警示电磁振荡过程中磁场能与电流i对应,电场能与所带电
荷量q对应,在等幅振荡中,磁场能与电场能的总量保持不变。
一
二
二、LC电路中各量间的变化规律及对应关系
1.同步同变关系
2.电磁振荡
1.知道什么是LC振荡电路和振荡电流。
2.知道LC电路中振荡电流的产生过程及相关物理量的变化情况。
3.知道产生电磁振荡过程中,LC振荡电路中的能量转换情况,知道
振荡电路中能量损失的途径以及得到等幅振荡的方法。
4.知道什么是电磁振荡的周期和频率,了解LC电路的周期和频率
公式。
1.电磁振荡的产生
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,且它们是同步的,也即
q、E、EE↑
i、B、EB↓。
一
二
3.物理量的等式关系
线圈上的振荡电流 i=
Δ
Δ
Δ
, 自感电动势自 = · , 振荡周期 =
Δ
2π 。
4.极值、图象的对应关系
Δ
由 E 自=L· 知自 ∝
, 其中
Δ
Δ
是 − 图象上某点处曲线切线斜
率的绝对值。所以, 利用 − 图象可分析自感电动势随时间的变
化和极值。
特别警示判断LC电路处于放电过程还是充电过程的方法:当电流
高中物理人教版选修3-4第十四章第2节 电磁振荡 课件(共23张PPT)
例 1 ：如图所示的振荡电路中，某时刻线圈中磁场方 向向上，且电路的电流正在增强则此时 （ ）
A．a点电势比b点低
B．电容器两极板间场强正在减小
C．电路中电场能正在增大
D．线圈中感应电动势正在减小
因为电路中电流正在增强，所以电容器处于放电过 程，极板上的电荷不断减少，两板间的场强正不断减小， 电场能也不断减小，由安培定则可判断断得此时电容器放 电的电流方向由b经线圈到a，电容器的下板带正电、上极 带负电，所以b点电势高于a点电势，电流增大时，电流的 变化率（磁通量的变化率）减小，所以线圈中的自感电动 势在减小． 正确选项为A、B、D．
LC
．
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． • LC振荡电路中电磁振荡的固有周期回路的周期
T 2
• 固有频率
LC 1 f 2 LC
0→Bm Bm→0
思考4：那么B—t、E—t等图像呢？
B
E
3．电磁振荡：
（1）电磁振荡：在振荡电路里产生振荡电流的过程中， 电容器极板上的电荷，通过线圈的电流，以及跟电流和电荷 相联系的磁场和电场都发生周期性变化的现象，叫做电磁振 荡． （ 2 ）机械振动和电磁振荡有本质的不同，但它们具有共 同的变化规律． 机械 位移x（或加 速度v 势能 动能 振动 速度a） 电磁 带电量q（或 电流i 电场 磁场 振荡 U、E） （或B） 能 能
在一个周期内，电容器充电、放电各两次，每次充 电或放电所用的时间为振荡周期的1/4．电场能与电场强 度的方向无关，磁场能与磁感应强度的方向无关，因此
在电磁振荡的一个周期内各出现两次最大值，即电场能 或磁场能的变化周期为 LC ．电场、磁场、电荷的 变化周期跟电流的变化周期相同．均为 2
人教版高中物理选修3-4第十四章：14.1-电磁波的发现 和 14.2电磁振荡课件(共38张PPT)
2、变化的电场产生磁场
① 恒定的电场不产生磁场 ② 均匀变化的电场产生恒定的磁场 ③ 周期性变化的电场产生同频率的振荡磁场 ④ 非均匀变化的电场产生变化的磁场
二．电磁场、
1、电磁场
麦克斯韦根据自己的理论进一步预言，如果 在空间某域中有周期性变化的电场，那么， 这个变化的电场就在它周围空间产生周期性 变化的磁场，这个变化的磁场又在它周围空 间产生新的周期性变化的电场……。可见， 变化的电场和变化的磁场是相互联系的，形 成一个不可分离的统一体，这就是电磁场。
2、赫兹用实验证实电磁波的存在：
1）观察到了电磁波的反射,折射,干涉,偏振和衍 射等现象.
2）还测量出光的λ和f，算出电磁波和光有相同 的速度.
3）奠定了无线电技术基础
赫兹在人类历史上首先 捕捉到了电磁波
令人振奋的电火花
3、 电磁波的特点
1）电磁波是横波： E⊥B ⊥V
波速：v=λ/T=λf
2）电磁波可以在真空中传播
磁波不需要介质也能传播。
2）传播规律：都遵循“V=λf=λ/T”这个关 系式；且电磁波也能发生反射、 折射、衍射、干涉等现象。
3）传播本质：机械波传播的是机械能， 电磁波传播的是电磁能。
4）产生本质不同：机械波是机械振动产生， 电磁波是电磁振荡产生。
四、麦克斯韦的电磁场理论的意义
1、 实现了电磁光的统一，被认为是 19世纪科学史上最伟大的统一
① 恒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振荡电场
④ 非均匀变化的磁场产生变化的电场
B
B 振荡磁场
E 振荡电场
O
tO
E
t
正弦曲线
O
高中物理选修3-4 14.2电磁振荡(人教版)物理课件PPT
（1）电容增大时，周期变长（频率变低）； （2）电感增大时，周期变长（频率变低）； （3）电压升高时，周期不变（频率不变）。
结果表明，LC回路的周期和频率只与电容 C和自感L有关，跟电容器的带电多少和回路电 流大小无关。
定性解释： 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；自感越大，线圈阻碍电 流变化的作用就越大，使电流的变化越缓 慢，因此周期越长，频率越低。
导入新课
要产生持续的电磁波，需要 变化的电磁场，怎样产生变化的 电磁场，就是我们今天要研究的 内容。
第十四章 电磁波
教学目标
一、知识与能力 1.认识LC回路产生电磁振荡的现象。 2.了解LC回路工作电流、电量变化的规律。 3.知道振荡电路的周期和频率。
二、过程与方法 通过电磁振荡的观察和分析，培
的场强___增__大_____,线圈中的磁场__减__小_____.在此过程 中磁__场_____能转化为电__场___能.电容器充电完毕时，电量
__最__大____电流最__少___。
3.如图所示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，由图可知，以 下说法正确得是 (A C)
LC回路的周期和频率公式
T 2 LC
f 1
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。
例： 对振荡电路，下列说法正确的是（ ）
A．振荡电路中、电容器充电或放电一次所用的
时间为 LC B．振荡电路中，电场能与磁场能的转化周期为 2 LC
1、LC振荡电路的构成 (1)电路构成:
(2)实验现象
结果表明，LC回路的周期和频率只与电容 C和自感L有关，跟电容器的带电多少和回路电 流大小无关。
定性解释： 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；自感越大，线圈阻碍电 流变化的作用就越大，使电流的变化越缓 慢，因此周期越长，频率越低。
导入新课
要产生持续的电磁波，需要 变化的电磁场，怎样产生变化的 电磁场，就是我们今天要研究的 内容。
第十四章 电磁波
教学目标
一、知识与能力 1.认识LC回路产生电磁振荡的现象。 2.了解LC回路工作电流、电量变化的规律。 3.知道振荡电路的周期和频率。
二、过程与方法 通过电磁振荡的观察和分析，培
的场强___增__大_____,线圈中的磁场__减__小_____.在此过程 中磁__场_____能转化为电__场___能.电容器充电完毕时，电量
__最__大____电流最__少___。
3.如图所示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，由图可知，以 下说法正确得是 (A C)
LC回路的周期和频率公式
T 2 LC
f 1
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。
例： 对振荡电路，下列说法正确的是（ ）
A．振荡电路中、电容器充电或放电一次所用的
时间为 LC B．振荡电路中，电场能与磁场能的转化周期为 2 LC
1、LC振荡电路的构成 (1)电路构成:
(2)实验现象
电磁振荡课件-高二下学期物理人教版选修3-4
变式备选：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的乘积应为何值？
回旋加速器两个D形盒上所接的高频电源的周期应等于带 电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期
带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期 T 2m ， qB
变式备选：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，则线圈中的电流正在减小 D.若电容器正在放电，则自感电动势正在阻碍电流增大
电流的磁场方向和安培定则
振荡电流方向
1、振荡电流：大小和方向都做周期性变化的电流
2、振荡电路：能够产生振荡电流的电路
A
3、LC振荡电路：
由线圈L和电容器C组成的最简单的振荡电路。 L
C
理想的LC振荡电路: 只考虑电感、电容的作用，而忽略能量损耗
S
1、振荡电流是交流吗？
是。振荡电流实际上就是交变电流，振荡电流跟正弦交 变电流一样，也按正弦规律变化．
o
t
流的振幅不变，永远振荡下去。
2)阻尼振荡：
i
在电磁振荡中，若能量逐渐损失，则振荡电
流的振幅逐渐减少，直到最后停止振荡。
o
t
（电路中的能量有一部分要转化为内能，还
有一部分能量以电磁波的形式辐射到周围空
间中去）
四、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电路中各量间的变化规律及对应关系
(3)自感电动势
物理：14.2《电磁振荡》课件(新人教版选修3-4)
如图所示， LC 电路的 L 不变， C 可调，要 使振荡的频率从 700Hz 变为 1400Hz ，则可 以采用的办法有( )
A．电容增大到原来的4倍 B．把电容增大到原来的2倍
1 C．把电容减小到原来的 2 1 D．把电容减小到原来的 4
答案：D
解析：由题意，频率变为原来的 2 倍，则周期就变为
手机、电视、收音机的信号都要依靠电磁 波传送，电磁波是利用电磁振荡而产生 的．(产生振荡电流的电路如图所示)
什么是电磁振荡？它具有怎样的规律？
周期 1．大小和方向都做 性迅速变化 的电流，叫做振荡电流，振荡电流属于 交流电 ． 2．电磁振荡的周期公式T＝ ， 频率公式f＝ 两者都决 定于振 电容器 荡电路本身． 线圈 3 ．由周期和频率公式可知，适当地选择 和 ，就可以使振荡电路的 周期和频率符合我们的需要．
解析：振荡电流在一个周期内有两次峰值，因此荧光灯在 T 一个周期内闪光两次，闪光的时间间隔为 ，而第一次看到三 2 T 叶片不动就是在 时间内每一叶片均转 120° 和相邻叶片原位置 2 重合． 据 LC 振荡电路的周期公式 T＝2π LC得闪光的时间间隔 1 t＝ T＝π LC＝π 2 400 －6 2 ×10 s＝0.02s π
特别提醒： Δq 因 i＝ ，所以 q－t 图象中，图线的斜率反映了线圈 Δt 中电流 i 的变化规律，当 q－t 图线为余弦曲线时，i－t 图 线为正弦曲线；同理 i－t 图线的斜率可反映线圈中的自感 Δi 电动势 E 自的变化规律(E 自＝L )，即自感电动势 E 自的变 Δt 化规律与 q－t 图象相对应．
点评：电流跟磁场对应，电量跟电场对应， 而电压跟电量变化趋向一致，故据图示电 的变化可得到磁场能的变化，由能量守 恒得电场能的变化，再据电流与电场能的 对应关系得电流的变化．
物理：14.2《电磁振荡》课件(新人教版选修3-4)
C．振荡过程中，电容器极板间电场强度的变化
周期为 2 LC
D．振荡过程中，线圈内磁感应强度的变化
周期为 2 LC
解析：
在一个周期内，电容器充电、放电各两次，每次充 电或放电所用的时间为振荡周期的1/4．电场能与电场强 度的方向无关，磁场能与磁感应强度的方向无关，因此 在电磁振荡的一个周期内各出现两次最大值，即电场能
第十四章 电磁波
第二节 电磁振荡
复习电磁波的发现
• 麦克斯韦的电磁场理论 • 电磁波
电 路L 图
C
G
K
电 路L 图
C ++++
____
G
K
电 路L 图
C ++++
____
G
K
电 路L 图
C ++++
____
G
K
振荡电流:大小和方向都做周期性变化的
电流叫振荡电流
振荡电路: 产生振荡电流的电路叫
i
答：ABC
0 t1 t2
t
3.已知LC振荡电路中电容器极板1上的电
量随时间变化的曲线如图所示则（ ）
A.a、c两时刻电路中电流最大，方向相同 B.a、c两时刻电路中电流最大，方向相反 C.b、d两时刻电路中电流最大，方向相同 D.b、d两时刻电路中电流最大，方向相反
4.当LC振荡电路中电流达到最大值时， 下列叙述中正确的是（ ）。 A.磁感应强度和电场强度都达到最大值 B.磁感应强度和电场强度都为零 C.磁感应强度最大而电场强度为零 D.磁感应强度是零而电场强度最大
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
周期为 2 LC
D．振荡过程中，线圈内磁感应强度的变化
周期为 2 LC
解析：
在一个周期内，电容器充电、放电各两次，每次充 电或放电所用的时间为振荡周期的1/4．电场能与电场强 度的方向无关，磁场能与磁感应强度的方向无关，因此 在电磁振荡的一个周期内各出现两次最大值，即电场能
第十四章 电磁波
第二节 电磁振荡
复习电磁波的发现
• 麦克斯韦的电磁场理论 • 电磁波
电 路L 图
C
G
K
电 路L 图
C ++++
____
G
K
电 路L 图
C ++++
____
G
K
电 路L 图
C ++++
____
G
K
振荡电流:大小和方向都做周期性变化的
电流叫振荡电流
振荡电路: 产生振荡电流的电路叫
i
答：ABC
0 t1 t2
t
3.已知LC振荡电路中电容器极板1上的电
量随时间变化的曲线如图所示则（ ）
A.a、c两时刻电路中电流最大，方向相同 B.a、c两时刻电路中电流最大，方向相反 C.b、d两时刻电路中电流最大，方向相同 D.b、d两时刻电路中电流最大，方向相反
4.当LC振荡电路中电流达到最大值时， 下列叙述中正确的是（ ）。 A.磁感应强度和电场强度都达到最大值 B.磁感应强度和电场强度都为零 C.磁感应强度最大而电场强度为零 D.磁感应强度是零而电场强度最大
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
新课标人教版3-4选修三14.2《电磁振荡》精品
[例1]如图(甲)、(乙)所示。
(1)(甲)图正处于充电过程还是放电过 程？自感电动势如何变化？
(2)(乙)图是处于充电过程，则电容器 上极板带正电还是负电？
变式练习1：分析例 1(1)、(2)中的能量变化。
[例2]如图所示为LC 回路中电流i随时间t变化 的图象，可知( )
A.在t1时刻，电路中的电场能最大 B.在t1到t2，电容器极板上的电荷逐渐 减少
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)
7.如图所示，LC振荡 电路中的电感L=0.5mH， 电容C=0.2μF，电源电动 势E=4V，内阻不计，电阻 R=10Ω，先闭合电键S， 待电路稳定后再断开S，试求：
(1)振荡频率； (2)从断开S到电容器上极板开始带正 电所经历的最短时间。
A.动能不变 B.动能增大 C.动能减小 D.动能为零
8.如图所示，半径为r且 水平放置的光滑绝缘的环形 管道内，有一个电荷量为e， 质量为m的电子。此装置放 在匀强磁场中，其磁感应强度随时间变化的 关系式为B=B0+kt(k>0)。根据麦克斯韦电磁 场理论，均匀变化的磁场将产生稳定的电场， 该感应电场对电子将有沿圆环切线方向的作 用力，使其得到加速。设t=0时刻电子
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物理 选修3-4
第十四章 电磁波
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
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2．各物理量变化情况一览表(从电容器放电开始计时)
时刻(时 工作 q E i B 能量
间) 过程
放电
E 电最大
0
瞬间 qm Em 0 0 E 磁最小
0→T4
T 4
流为零；电容器放电过程中，电容器带电荷量越来越少，电流越
来越大，放电完毕时，电流最大．一个周期内振荡电流方向改变
两次．
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1－1：如图甲中通过 P 点电流的(向右为正)变化 规律如图乙所示，则( )
A．0.5～1 s 间，电容器 C 正在充电 B．0.5～1 s 间，电容器 C 上极板带正电 C．1～1.5 s 内，电势 Q 点比 P 点高 D．1～1.5 s 磁场能转化为电场能
答案： D
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2．在 LC 振荡电路中，电容器放电时间的长短决定于( ) A．充电电压的大小 B．电容器带电荷量的多少 C．放电电流的大小 D．电容 C 和电感 L 的数值
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0→im
0 0 im
0→q 0→
im→0
m
Em
qm Em 0
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Bm→0 E 磁→E 电
E 电最大 E 磁 0
最小
0→Bm E 电→E 磁
E 电最小 E 磁
Bm
最大
Bm→0 E 磁→E 电
E 电最大 0
E 磁最小
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解析： 从 0.5～1 s，电流逐渐减小，是充电过程，电容器 上极板带负电，故选项 A 正确，B 错误；1～1.5 s 内，电流逐渐 增大，是放电过程，电场能转化为磁场能，故选项 D 错误；且电 流沿逆时针方向流动，Q 点电势比 P 点的高，故选项 C 正确．
(3)实际的 LC 振荡是阻尼振荡：电路中有电阻，振荡电流通 过时会有_热__量___产生，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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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___需要的时间． 2．频率：1 s 内完成的_周__期__性__变__化___的次数． 如果振荡电路没有能量损失，也不受其他外界影响，这时的 周期和频率分别叫作__固__有___周期、_固__有__频率．
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解析： 根据 LC 振荡电路频率公式 f＝ 1 ，当 L、C 都 2π LC
减小一半时，f 增大一倍，故选项 D 是正确的． 答案： D
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2－1：对 LC 振荡电路，下列说法正确的是( ) A．振荡电路中，电容器充电和放电一次所用的时间为 π LC B．振荡电路中，电场能与磁场能的转化周期为 2π LC C．振荡过程中，电容器极板间电场强度的变化周期为 2π LC D．振荡过程中，线圈内磁感应强度的变化周期为 2π LC
电场、磁场、电荷的变化周期跟电流的变化周期相同，均为 2π LC，所以选项 C、D 正确．
答案： CD
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1．关于 LC 振荡电路中的振荡电流，下列说法中正确的是 ()
解析： 电容器放电一次经历四分之一个周期，而周期 T＝ 2π LC，T 是由振荡电路的电容 C 和电感 L 决定的，与电荷量等 无关．
答案： D
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3．某时刻 LC 振荡电路的状态如图所示，则此时刻( )
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
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A．若甲电路中电流 i 正在增大，则该电路中线圈的自感电 动势必定在增大
B．若乙电路中电流 i 正在增大，则该电路中电容器的电场 方向必定向下
C．若丙电路中电流 i 正在减小，则该电路中线圈周围的磁 场必在增强
D．若丁电路中电流 i 正在减小，则该电路中电容器的电场 方向必定向上
放电 过程
放电 结束
qm →
Em
0
0→
→i
E 电→E 磁
→0
Bm
0
m
E 电最小 E 0 0 im Bm 磁最大
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T→T 42
充电过程
T
充电结束
2
T2→34T 放电过程
3T
放电结束
4
34T→T 充电过程
T
充电结束
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0→q 0→
im→0
m
Em
qm Em 0
qm→ Em 0 →0
答案： AC
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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所需要的时间叫作周
期．
2．频率：单位时间内完成的周期性变化的次数叫作频率．
3．公式：T＝2π
LC，f＝2π
1 LC.
4．影响电磁振荡的周期和频率的因素
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
由电磁振荡的周期公式 T＝2π LC知，要改变电磁振荡的周期
以及两板间距 d，由 C＝4επSkd(平行板电容器电容)，不难判断 ε、
S、d 变化时电容 C 变化．
一般来讲，由于电容器两板间的正对面积的改变较为方便，
只需将可变电容器的动片旋出或旋入，便可改变电容 C 的大小，
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．
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解析： 在一个周期内，电容器充电、放电各两次，每次充 电或放电所用的时间为振荡周期的14，所以 A 选项错；
电场能与电场强度的方向无关，磁场能与磁感应强度的方向 无关，因此在电磁振荡的一个周期内各出现两次最大值，即电场 能或磁场能的变化周期为 π LC，所以 B 选项错；
和频率，必须改变线圈的自感系数 L 或者电容器电容 C.
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影响线圈自感系数 L 的是：线圈的匝数、有无铁芯及线圈截
面积和长度．匝数越多，自感系数 L 越大，有铁芯的自感系数比
无铁芯的大．
影响电容器电容的是：两极正对面积 S、两板间介电常数 ε
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2．电磁振荡
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自学线索
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量从最大值变化到零的最短时间 t＝T4，故 t＝π2 LC. 答案： B
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5．如图所示，甲、乙、丙、丁四个 LC 振荡电路，某时刻振 荡电流 i 的方向如图中箭头所示．下列对各回路情况的判断正确 的是( )
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(2)充电过程：电容器放电完毕，由于线圈的_阻__碍___作用，电 流并不会立刻消失，而要保持原来的方向继续流动，并逐渐减小， 电容器开始反向_充__电___，极板上的电荷逐渐_增__加___，当电流减小 到零时，充电结束，极板上的电荷量达到__最__大__．该过程线圈中 的磁场能又转化为电容器的_电__场__能____．此后电容器再放电、再 充电，周而复始，于是电路中就有了周期性变化的振荡电流．
讲 要点例析
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(1)放电过程：由于线圈的_阻__碍___作用，放电电流不能立刻达 到最大值，由零逐渐增大，同时电容器极板上的电荷逐渐_减__少___．
放电完毕时，极板上的电荷为零，放电电流达到__最__大__．该 过程电容器储存的___电__场__能___转化为线圈的__磁__场__能___．
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