高二物理电磁振荡与电磁波

合集下载

第四章电磁振荡与电磁波—【新教材】人教版高中物理选择性必修第二册课件

人教物理选择性必修2
第四章
电
磁
振
1 电磁振荡
荡与
电
磁
波
一电磁振荡的产生
1.振荡电流：大小和方向做周期性变化的电流.
振荡电路：产生振荡电流的电路. 这种现象就是电磁振荡。电磁波能使接收天线产生感应电流
①④电电2磁磁.振波波的波荡反速射比电、机折械路射波、波：干速涉大产、得偏多生振. 和振衍射荡等电流的电路.，LC振荡电路.
电磁波与光统一
4．麦克斯韦电磁场理论的意义电磁波传播过程就是能量传播的过程. 能量是电磁场的物质性最有说服力的证据之一. 电磁场理论被赫兹的实验证实后，电磁场就像光一样真实.
物质不仅能以实物的形式存在，还能以场的形式存在.
5.电磁波与机械波的异同点 (1)相同点 ①能发生反射、折射、衍射、干涉等现象。 ②是传播能量的一种形式，能传递信息。 ③满足v＝λf，T＝1/f，且传播中f 不变。 (2)电磁波与机械波的不同点 ①产生的机理不同. ②电磁波的传播不需介质，机械波须有介质才能传播. ③电磁波是横波,机械波有横波也有纵波. ④电磁波波速比机械波波速大得多.
携带信号的高频电磁波.
(1)电磁波的传播不需要介质
④电磁波波速比机械波波速大得多.
第四章电磁振荡与电磁波
电磁波与机械波的异同点
(2)电磁波与机械波的不同点
(1)1886年，赫兹用实验证实电磁波的存在。
2．电容器充电，E磁 E电.
变化的电场和磁场形成一个不可分割的统一的电磁场.
电磁波传播过程就是能量传播的过程.
携带信号的高频电磁波.
④电磁波波速比机械波波速大得多.
振荡电路：产生振荡电流的电路.
4．电磁振荡
电容器不断地充电和放电，电路中就出现了大小、方向都在变化的电流，即出现了振荡电流。在整个过程中，电路中的电流i、电容器极板上的电荷量q、电容器里的电场强度E、线圈里的磁感应强度B，都在周期性地变化着。这种现象就是电磁振荡。

第四章电磁振荡与电磁波知识点清单高二下学期物理人教版(2023)选择性必修第二册

第四章电磁振荡与电磁波知识点清单高二下学期物理人教版（2023）选择性必修第二册新教材人教版高中物理选择性必修第二册第4章知识点清单目录第4章电磁振荡与电磁波第1节电磁振荡第2节电磁场与电磁波第3节无线电波的发射和接收第4节电磁波谱第4章电磁振荡与电磁波第1节电磁振荡一、电磁振荡的产生和能量变化1. 振荡电流和振荡电路(1)振荡电流：大小和方向都做周期性迅速变化的电流，叫作振荡电流。

(2)振荡电路：产生振荡电流的电路叫作振荡电路。

由电感线圈L和电容C组成的电路是最简单的振荡电路，称为LC振荡电路。

2. LC振荡电路的振荡过程(1)放电过程电容器刚要放电时，电容器里的电场最强，电路里的能量全部储存在电容器的电场中；电容器开始放电后，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；放电完毕时，放电电流达到最大值，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，电流会保持原来的方向并逐渐减小，电容器将进行反方向充电，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，反方向充电完毕时，电流减小为零，电容器极板上的电荷最多，磁场能全部转化为电场能。

此后，这样充电和放电的过程反复进行下去。

导师点睛(1)振荡电流是充、放电电流。

(2)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。

3. 电磁振荡电容器不断地充电和放电，电路中就出现了大小、方向都在变化的电流，即出现了振荡电流。

在整个过程中，电路中的电流i、电容器极板上的电荷量q、电容器里的电场强度E、线圈里的磁感应强度B，都在周期性地变化着。

这种现象就是电磁振荡。

4. 电磁振荡中的能量变化(1)电容器开始放电后，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。

(2)电容器充电时，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。

高二物理电磁波电磁振荡讲义+例题+过关练习

电磁振荡电磁波知识点一：电磁场与电磁波1、麦克斯韦电磁场理论麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场产生电场；变化的电场产生磁场。

注意：不变化的电场周围不产生磁场，变化的电场周围一定产生磁场。

但如果电场是均匀变化的，产生的磁场是恒定的，如果电场是周期性(振荡)变化的，产生的磁场将是同频率的周期性(振荡)变化的磁场，反之也成立。

2、电磁场和电磁波的概念变化的电场和变化的磁场相联系的统一体叫电磁场；电磁场的传播就是电磁波。

3、电磁波在真空中的传播速度=m/s ；电磁波的传播不需要介质。

v=c光4、电磁波的周期T、频率f、波长λ以及它们与波速v的关系v=λ/T=λfT、f由波源确定，不因介质而变化，而v、λ在不同的介质中其值不同；同一介质中的电磁波频率越高，波长越短。

3、关于电磁理论，下面几种说法正确的是：（）A．在电场的周围空间一定产生磁场B．任何变化的电场周围空间一定产生变化的磁场C．均匀变化的电场周围空间产生变化的磁场D．振荡电场在周围空间产生变化的振荡磁场【变式】下面说法正确的是：（）A．变化的电场一定能够在周围空间产生稳定的磁场B．稳定电场能够在周围空间产生稳定的磁场C．均匀变化的电场能够在周围空间产生稳定磁场D．均匀变化的电场和磁场互相激发，形成由近及远传播的电磁波知识点二：振荡电流、振荡电路1、振荡电流：大小和方向均随时间做周期性变化的电流叫振荡电流。

2、振荡电路：能产生振荡电流的电路叫振荡电路，常见的是LC振荡电路。

知识点三：LC电路中振荡电流的产生过程1、电容器充电而未开始放电时，电容器电压U最大，电场E最强，电场能最大，电路电流i =0 ；2、电容器开始放电后，由于自感L的作用，电流逐渐增大，磁场能增强，电容器中的电荷减少，电场能减少。

在放电完毕瞬间，U=0，E=0，i最大，电场能为零，磁场能最大。

3、电容器放完电后，由于自感作用，电流i保持原方向继续流动并逐渐减小，对电容器反向充电，随电流减小，电容两端电压升高，磁场能减小而电场能增大，到电流为零瞬间，U最大，E最大，i=0，电场能最大，磁场能为零。

高二电磁振荡与电磁波知识点

高二电磁振荡与电磁波知识点电磁振荡是高中物理中重要的一个概念，它是指在电路中由于电场和磁场的相互作用产生的周期性变化。

而电磁波则是由电磁振荡产生的波动现象。

在高二时期，我们需要掌握电磁振荡与电磁波的基本知识，下面将详细介绍相关的知识点。

一、电磁振荡的基本概念和特征电磁振荡是指在电路中由于电容器和电感器的相互作用下，电场和磁场能量在电容器和电感器之间周期性地转化的过程。

电路中的电源提供能量，电容器和电感器则充当能量储存的元件。

当电容器上的电荷和电感器上的电流随时间变化时，电场和磁场也随之变化。

电磁振荡的特征有三个方面：频率、周期和角频率。

二、振荡电路的数学描述振荡电路可以通过微分方程进行数学描述。

以简单的LC电路为例，当电容器和电感器串联时，可以得到如下微分方程：L(d^2Q/dt^2) + (1/C)Q = 0其中，L为电感，C为电容，Q为电荷。

通过求解该微分方程可以得到电荷随时间的变化规律，从而了解电磁振荡的特性。

三、谐振现象在电磁振荡中，谐振是一种重要的现象。

谐振是指当外加频率等于电路的固有频率时，电路中电流和电压振幅达到最大的情况。

谐振可以分为串联谐振和并联谐振两种情况。

在谐振状态下，电路具有最大的能量传输效率。

四、电磁波的产生和传播电磁波是由振荡电荷和振荡电流产生的波动现象。

当电荷或电流发生周期性变化时，就会产生变化的电场和磁场。

这些电场和磁场按照一定的规律传播，形成电磁波。

电磁波的传播速度为光速，即3.0×10^8m/s。

五、电磁波的分类与特性根据频率不同，电磁波可以细分为射频波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等不同种类。

不同种类的电磁波在传播中具有不同的特性，如波长、频率、能量等。

其中，可见光是我们日常生活中所能感知到的一种电磁波。

六、电磁波的应用电磁波在生活中有很广泛的应用。

射频波在无线电通信和电视广播中起到重要作用；微波被应用于雷达、微波炉等设备；红外线被应用于红外线遥控、红外线加热等；可见光则是用于照明等方面；紫外线在杀菌消毒等领域有着广泛应用；X射线和γ射线则在医学影像学和辐射治疗中得到应用。

高中物理电磁振荡和电磁波公式总结

高中物理电磁振荡和电磁波公式总结电磁振荡和电磁波是高中物理课程中非常重要的概念。

通过了解相关的公式，可以更好地理解电磁学的基本原理和应用。

本文将总结高中物理中与电磁振荡和电磁波相关的公式，并对其进行简要解释。

一、电磁振荡公式1. 阻尼振荡的周期公式：T = 2π√(m/k)T表示振荡的周期，m表示振荡体的质量，k表示弹簧的劲度系数。

2. 无阻尼振荡的周期公式：T = 2π√(L/C)T表示振荡的周期，L表示电感的感值，C表示电容的容值。

3. 能量守恒公式：E = 1/2kx² + 1/2mv²E表示振荡体的总能量，k表示弹簧的劲度系数，x表示振荡体的位移，m表示振荡体的质量，v表示振荡体的速度。

二、电磁波公式1. 电磁波的速度公式：v = fλv表示电磁波的传播速度，f表示频率，λ表示波长。

2. 电磁波的频率和周期公式：f = 1/Tf表示频率，T表示周期。

3. 电磁波的波长和频率公式：λ = v/fλ表示波长，v表示电磁波的速度，f表示频率。

4. 电磁波的能量公式：E = hfE表示电磁波的能量，h表示普朗克常数，f表示频率。

5. 光的频率和波长与介质的折射率公式：n₁/λ₁ = n₂/λ₂n₁和n₂分别表示两个介质的折射率，λ₁和λ₂分别表示入射光和折射光的波长。

三、简要解释1. 电磁振荡公式解释：阻尼振荡的周期公式说明了弹簧振子的周期与振子本身的质量和弹簧的劲度系数有关。

无阻尼振荡的周期公式说明了LC振荡电路的周期与电感的感值和电容的容值有关。

能量守恒公式表示了振荡体在振荡过程中机械能和动能之间的转换。

2. 电磁波公式解释：电磁波的速度公式是电磁波的基本特性，表示电磁波在真空和空气中的速度为光速。

电磁波的频率和周期公式表示电磁波的周期与频率之间的关系，频率是指单位时间内波的周期数。

电磁波的波长和频率公式表示波长与频率之间的关系。

电磁波的能量公式表示了电磁波的能量与频率之间的关系。

第四章电磁振荡与电磁波(单元解读课件)高二物理(人教版2019选择性必修第二册)

05 课时安排建议
1.电磁振荡 1课时 2.电磁场与电磁波 1课时 3.电磁波的发射、传播和接收 1课时 4.电磁波谱 1课时
本单元教学重点与难点
教 1.了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想；学 2.通过实验，了解电磁振荡；重 3.知道电磁波的发射、传播和接收；点 4.了解电磁波谱。
教学
1.通过实验，了解电磁振荡；
难 2.知道电磁波的发射、传播和接收；
点
01 教学策略1
1.通过对电磁场和电磁波的进一步介绍深化对场的认识场作为物理学中的一个重要并且深刻的概念，学生理解起来有相当的难度。因此，教材从必修第三册的电场、磁场、电磁感应、电磁波的介绍开始就进行了逐步的深入。在本章将电磁场的概念进行了综合与深化，特别突出了场的统一性。教材在本章对电磁场理论的介绍中，首先通过章首语杨振宁先生的话指出：“这一发现把物理学中关于电、磁、光之间的关系整个地改观了。”然后在回顾变化的磁场产生电场和变化的电场产生磁场这两个基本假设之后，通过电磁场和电磁波的概念，将电场与磁场统一起来。对电磁场物质性的介绍还渗透了理性思维的培养。电磁场的物质性是通过电磁场与能量的密切关系展现的。教材较为详细地介绍了振荡电路的能量转化过程和电磁波的能量，从而明确实物和场是物
04 教学策略4
4.结合电磁波技术的应用，展现科学的世界观与人文情怀科学技术的发展并不是孤立的，而是与社会其他系统(比如政治、经济、文化、教育等)有一定的相互作用。人类在这个世界上，主要是通过对自然的认识和利用，求得自身的生存和发展。在科学技术高度发展的今天，科学技术影响到社会生活的方方面面。我们的教育要使学生了解如何掌握科学技术的应用方向，以有益而非有害的方式使用这种力量。因此，教材先介绍麦克斯韦在理论上预言了电磁波，再介绍赫兹在实验上证实了电磁波的存在，然后介绍电磁波在现代社会生活中的应用，把学生的视野扩展到科学技术给社会生活带来的巨大变化上。这样，以具体的历史发展为线索，展示科学带来的技术发展，促进社会生活的变化。

新教材2023高中物理第四章电磁振荡与电磁波4.1电磁振荡课件新人教版选择性必修第二册

答案:BCD
2.下图中画出了一个LC振荡电路中的电流变化图线,根据图线可判断 ( )
A.t1时刻线圈两端电压最大 B.t2时刻电容器两极板间电压为0 C.t1时刻电路中只有电场能 D.t1时刻电容器电荷量为0
解析:由题图知,t1时刻电流最大,磁场最强,磁场能最大,根据电磁振荡的规律,此时电场能应最小,电场最弱,电容器极板上电荷量为0,选项C错误,选项D正确.此时因电流最大,变化率是0, 自感电动势为0,线圈两端电压最小,选项A错误.t2时刻电流最小, 电场能最大,电容器两极板间的电压最大,选项B错误. 答案:D
过程建构 1.LC电路的电磁振荡过程、振荡电路电流的周期性变化规律、电容器极板上电荷量的周期性变化规律的对应关系:
A
B
C
D
E
甲 LC电路的电磁振荡过程
乙振荡电路电流的周期性变化规律 (以逆时针方向电流为正)
丙电容器极板上电荷量的周期性变化规律 (q为上极板的电荷量)
2.电磁振荡过程中,电容器极板上的电荷量q、电容器里的电场强度E、电路中的电流i、线圈里的磁感应强度B、电场能E电和磁场能E磁的转化与电路状态的对应关系:
答案: AC
探究二电磁振荡的周期和频率问题情境在如图所示的电路中,如果电容C和电感L足够大,可以通过观察电流表指针左右摆动的快慢来确定电磁振荡周期的大小.
1.实验如何操作?如何得到电磁振荡的周期?
2.如果要探究电磁振荡的周期与电容、电感的关系,应该怎么做?用到了什么实验方法?
答案:保持线圈不变,改变电容器的电容,通过实验可以探究周期与电容的关系;保持电容不变,改变线圈的电感,通过实验可以探究周期与电感的关系.用到了控制变量法.
时间

人教版高中物理选择性必修第二册精品课件第四章电磁振荡与电磁波 1 电磁振荡

产生及能量变化 2 要点二电磁振荡的周期和频率
学习目标
学科核心素养
01 要点一电磁振荡的产生及能量变化
知识必备·固基础
2.振荡电流大小和方向都做_周__期__性___迅速变化的电流，叫作振荡电流。 3.振荡电路产生振荡电流的电路叫作_振__荡__电__路___。
如果振荡电路没有能量损失，也不受外界影响，这时的周期和频率分别叫作振荡电路的_固__有___周期和_固__有___频率。
要点深化·提能力
A
A
不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海！
转化，处于充电过程；当电流流出带正电的极板时，电容器的电荷量判断
减少，电场能向磁场能转化，处于放电过程根据物理量的变化趋势判断根据能量变化
电场能增加时充电，磁场能增加时放电判断
D
02 要点二电磁振荡的周期和频率
知识必备·固基础
1.周期：电磁振荡完成一次_周__期__性__变__化___需要的时间。 2.频率：单位时间内完成的_周__期__性___变化的次数。
极板带正电可知，此时正处于充电过程，电路电流逐渐减小，线圈磁场强度正在减小，
磁场能正在转化为电场能，故A、B错误，C正确；由于电容器正在充电，故电流变化
得越来越快，因此线圈中的自感电动势在逐渐增大，故D错误。
规律方法 LC振荡电路充、放电过程的判断方法
当电流流向带正电的极板时，电容器的电荷量增加，磁场能向电场能根据电流流向
要点深化·提能力
2.相关量与电路状态的对应情况电路状态 0 最多最大 0 0
0 0 正向最大最大
最多最大
0 0
0 0 反向最大最大
最多最大
0 0
C

高中物理第四章电磁振荡与电磁波12电磁振荡电磁场与电磁波课件选择性必修2

【解析】选D。电容器极板间电压U= Q ,随电容器极板上电荷量的增大而增大,
C
随电荷量的减小而减小。从图乙可以看出,在0～ T 这段时间内是充电过程,且
4
UAB>0,即φA>φB,A板应带正电,只有顺时针方向的电流才能使A板被充电后带正
电,同时考虑到t=0时刻电压为零,电容器极板上的电荷量为零,电流最大,即t=0
三、电磁振荡的周期和频率【思考】单摆运动的周期与摆长和当地的重力加速度有关,那么 LC 电路的周期与哪些物理量有关系呢? 提示:电磁振荡的周期T 与电感L和电容C有关。
1.周期:电磁振荡完成一次_周__期__性__变化需要的时间。 2.频率:单位时间内完成的周期性变化的_次__数__。 3.固有周期和固有频率:如果振荡电路没有_能__量__损__失__,也不受其他外界条件影
关键能力·素养形成
一电磁振荡 1.电磁振荡过程各物理量的变化规律:
2.振荡电流、极板带电荷量随时间的变化图像(如图所示):
3.板间电压u(图一)、电场能EE(图二)、磁场能EB(图三)随时间变化的图像(如图所示):
4.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:电荷量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: i↓→B↓→EB↓(或i↑→B↑→EB↑)
【规律方法】判断LC回路处于放电过程还是充电过程的方法 (1)电流流向带正电的极板,电荷量增加,磁场能向电场能转化,电场能增加,电流减小,磁场能减少,处于充电过程; (2)电流流出带正电的极板,电荷量减少,电场能向磁场能转化,电场能减少,电流增大,磁场能增加,处于放电过程。

高二物理第六章电磁振荡和电磁波

嗦夺市安培阳光实验学校高二物理第六章电磁振荡和电磁波知识精讲人教版一. 本周教学内容：第五章《交变电流》章复习第六章《电磁振荡和电磁波》（一）核心知识内容分析1. 交流电章复习专题1. 交流电的产生及变化规律（1）原理：电磁感应。

矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，矩形线圈的两条边切割磁感线产生感应电动势。

（2）变化规律：正弦或余弦变化规律。

记住照明电路的相关值。

从瞬时值表达式的分析，最大值、初始位置、频率、周期。

相关的分析计算专题2. 变压器（1）原理：电磁感应。

（2）原、副线圈的电压、电流、功率、频率、周期的关系。

原、副线圈中相同的物理量、不同的物理量。

原、副线圈的电压、电流、功率的制约关系。

看题目的条件。

（3）变压器的实际应用：远距离输电的应用。

远距离输电的典型电路图：输电线上的热损失的计算（非纯电阻电路）。

交流电一章的知识结构第六章《电磁振荡和电磁波》1. 电磁振荡（1）振荡电流、振荡电路的定义大小和方向均随时间作周期性变化的电流叫振荡电流。

能产生振荡电流的电路叫振荡电路。

LC电路是常见的振荡电路。

LC电路中振荡电流的产生过程。

结合图2分析LC回路的电流随时间的变化规律。

电容器极板带电量随时间的变化规律。

在LC回路中，当电容器上的电荷Q达到最大时，LC回路的振荡电流为零；当电容器的电荷Q为零时，LC回路的振荡电流最大。

注意振荡电路的电流、电容器两极间电场的变化情况。

电场能与磁场能的变化情况。

对于理想LC回路，在电磁振荡的过程中，无能量损失。

电容器的两板板间的电场能和自感线圈的磁场能不断相互转化，在任意时刻，电场能和磁场能的总和不变。

阻尼振荡和无阻尼振荡。

2. 电磁振荡的周期和频率概念L：电感线圈的自感系数；C：电容器的电容3. 电磁场和电磁波（1）麦克斯韦电磁场理论变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场；均匀变化的磁场周围产生稳定的电场，均匀变化的电场周围产生稳定的磁场；非均匀变化的磁场周围产生变化的电场，非均匀变化的电场周围产生变化的磁场。

【课件】第四章+电磁振荡与电磁波++课件高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册

(2)频率：1 s内完成周期性变化的次数，用“f”表示。

(3)周期和频率关系：T＝。

振荡电路里发生无阻尼振荡时的周期和频率分别叫做固有周期、固有频率。
2．LC的周期与频率
=
=
1

同步练习册72页例题
1.如图所示，LC振荡电路正在发生电磁振荡现象，某时刻线圈产生的磁场方向和
伟大的预言
1、变化的磁场产生电场
在变化的磁场中，闭合回路里将会产生感应电流。
①均匀变化的磁场产生稳定的电场
E
B
O
t
O
t
伟大的预言
1、变化的磁场产生电场
②振荡磁场产生振荡电场
B
O
振荡磁场
t
正弦曲线
E
O
振荡电场
t
E与B频率相同
伟大的预言
2、变化的电场产生磁场
①均匀变化的电场产生稳定的磁场
B
E
O
t
O
4.1
电磁振荡
高考导航

1.基本考察点：振荡电路、振荡电流随时间变化的规律.

2.难点：
振荡电路中电场能和磁度场能的变化规律；

3.高考热点：
振荡电路,固有周期公式应用；

4 .题型及难度：以选择题为主,难度中等偏易。
一、电场振荡的产生
1．振荡电流和振荡电路
（1）振荡电流：大小和方向都做周期性变化的电流．
即 v真空 = c ＝ 3.0×108 m/s。
光是一种电磁波
二、电磁波的产生机理
②电磁波是横波，在空间传播时任一位置上（或任一时刻）E、B、v三矢量相互垂直
且E和B随时间做正弦规律变化。

高中物理第4章电磁振荡与电磁波1电磁振荡课件新人教版选择性必修第二册(2)

2．电容器充电过程中从能量的观点来看：在充电的过程中， _磁__场__能____逐渐转化为_电__场__能____。
3 ．在电磁振荡的过程中，电场能和磁场能会发生 __周__期__性___ 的转化。如果没有能量损失，振荡可以永远持续下去，振荡电流的__振__幅___ 保持不变。
『判一判』 (3)在LC振荡电路里，随着电容器的充放电，电场能与磁场能不断地转化。( √ ) (4)实际的LC振荡是阻尼振荡，如果要实现等幅振荡，必须有能量补充到电路中。( √ )
『选一选』在LC振荡电路中，当电容器的电荷量最大时( B ) A．电场能正在向磁场能转化 B．电场能开始向磁场能转化 C．电场能向磁场能转化完毕 D．磁场能正在向电场能转化解析：LC振荡电路中，电容器的电荷量最大时，电场能最大，磁场能最小为零，电场能开始向磁场能转化，B正确。
D．在14周期的时间里，电容器放电的平均电流是2πE
C L
解析：开关由 1 扳到 2，开始放电，经过π2 LC，即 t＝T4，放电电流最大，磁场能最大，A 正确；t＝π LC＝T2，此时，电路中 i＝0，磁场能为零，B 错误；
放电瞬间，电容器带电荷量 q＝CE，T4时间内放电结束，C 正确； I＝qt ＝πCE ＝2πE CL，D 正确。
2 LC
课堂小结
LC振荡电路充、放电过程的判断方法 1．根据电流流向判断：当电流流向带正电的极板时，电容器的电荷量增加，磁场能向电场能转化，处于充电过程；反之，当电流流出带正电的极板时，电荷量减少，电场能向磁场能转化，处于放电过程。 2．根据物理量的变化趋势判断：当电容器的电荷量q(电压U、场强 E、电场能EE)增大或电流i(磁感应强度B、磁场能EB)减小时，处于充电过程；反之，处于放电过程。 3．根据能量判断：电场能增加时，充电；磁场能增加时，放电。

第四章电磁振荡与电磁波(单元知识清单)(教师版) 高二物理同步高效课堂(人教版选择性必修第二册)

第四章电磁振荡与电磁波知识梳理第1节电磁振荡一、电磁振荡的产生　电磁振荡中的能量变化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：能够产生振荡电流的电路。

3．LC振荡电路：由电感线圈L和电容器C组成的电路，是最简单的振荡电路，称为LC振荡电路。

如图所示。

4．电磁振荡：在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量q，电路中的电流i，电容器里面的电场强度E、线圈里的磁感应强度B，都在周期性地变化着。

这种现象就是电磁振荡。

5．电磁振荡中的能量变化(1)能量转化：电容器放电过程中，电场能向磁场能转化。

电容器充电过程中，磁场能向电场能转化。

(2)无能量损失时，振荡电路做等幅振荡。

(3)实际振荡电路中有能量损失，通过适时补充能量给振荡电路，可使振荡电路做等幅振荡。

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：周期的倒数，数值等于单位时间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，这时的周期和频率叫作振荡电路的固有周期和固有频率。

3．LC电路的周期和频率公式：T＝f 1T、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)。

4．实际电路中的晶体振荡器：其工作原理与LC振荡电路的原理基本相同。

第2节电磁场与电磁波一、电磁场1．麦克斯韦电磁场理论的两个基本假设(1)变化的磁场产生电场。

(2)变化的电场产生磁场。

2．电磁场变化的电场和磁场总是相互联系着，形成一个不可分割的统一的电磁场。

二、电磁波1．电磁波的产生：变化的电场和磁场由近及远地向周围传播，形成了电磁波。

2．电磁波的特点(1)电磁波的传播靠的是电和磁的相互“感应”，而不是靠介质的机械传递。

(2)电磁波在真空中的传播速度等于光速c，光是电磁波。

(3)电磁波的电场强度E与磁感应强度B互相垂直，而且二者均与波的传播方向垂直。

(4)电磁波能发生反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象。

高二物理 (人教大纲版)第二册第十八章电磁和电磁波一、电磁振荡(备课资料)

●备课资料一、电磁振荡的产生教材中演示的L C回路中能产生阻尼振荡的必要条件是电路中L，所以应采用粗导线在铁芯上绕制自感系数相当大的电阻R＜2C的线圈，电容却不可过大.当用指针式电表显示振荡电流时，为了便于观察，振荡的周期应不小于0.5 s，且持续振荡的时间要长些，使能观察到3~5个周期，为此，应使线圈的自感系数尽量大些，电容也适当大些，线圈和电表的电阻要尽量小，才能使指针的运动和振荡电流的变化接近同步.为了避免在振荡电流消失后，指针系统由于自身惯性仍来回振动造成假象.应当给电表并联一个阻值适当的阻尼电阻，当电流消失后指针能直接回到平衡位置.用示波器代替指针式电表能直接显示振荡的图像，并且因为示波管中电子的惯性极小，可以显示高频率的振荡电流，从而避免使用大电感演示.二、LC振荡电路与麦克斯韦电磁场理论之间的历史关系电磁振荡和电磁场是高中物理电磁学部分非常重要的内容，学生在学习振荡电路时普遍反映有困难，但将电磁场一节的内容调换到电磁振荡一节的前面讲解后，发现学生对电磁振荡现象的理解就要容易得多.但无论新教材还是旧教材，电磁振荡都是放在电磁场前面讲解的.那么在物理学发展史上电磁振荡电路和电磁场理论孰先孰后？它们之间又有怎样的本质联系？本文就这两个问题分别进行简单的探讨.1.电磁振荡电路和电磁场理论孰先孰后为了回答这个问题我们必须回顾一下电磁学发展的主要历程.从英国的吉尔伯特（1544~1603）开始对电和磁现象进行系统的研究，到1865年麦克斯韦全面总结电磁学研究的全部成果，建立电磁场方程，电磁学的发展共经历了近300年的时间，这期间奥斯特、安培和法拉第等人的工作无疑是最重要的.1820年，丹麦奥斯特公布了电流磁效应，揭示出电与磁的内在联系.1821年，法拉第提出“以磁生电”的设想.1822年，法国安培给出电流产生磁场的基本定律.1831年，英国法拉第和美国亨利各自独立地发现了电磁感应现象.1851年，法拉第在《论磁力线》中指出磁感线是真实存在的实体，是场的表象.1852年，法拉第发表《论磁力线的物理特征》和《论磁物理线》.认为物体相互联系的桥梁是力线的振动，这是关于电磁波的最原始的设想.1853年，开尔文勋爵发表《瞬变电流》，用数学公式定量描述了莱顿瓶的振荡放电现象，推导出振荡频率的计算公式.1853年，英国汤姆逊计算了电容器放电的振荡特性.1860年，彼佐尔德发现了电路的放电振荡.为无线电波的发送和接收开拓了道路.1861年，麦克斯韦计算出电磁波传播速度与光速相同.1862年，麦克斯韦发表《论物理学的力线》.引进了位移电流的概念，推导出两个高度抽象的麦克斯韦方程.1864年，麦克斯韦在《电磁场的一个动力学理论》一文中推导出电磁场方程组.从上面的历史回顾中可以看到，电磁振荡现象在麦克斯韦总结出电磁场方程之前就由开尔文勋爵、汤姆逊、彼佐尔德等人进行了系统的研究.结论是电磁振荡电路在电磁场理论之前就出现了.2.振荡电路与电磁场理论的本质联系在稳恒条件下，安培总结出了电流与它周围磁场强度之间的关系，即安培环路定理：磁场强度H沿任意闭合环路L的线积分（环流）等于穿过这个环路的电流.式中j为传导电流密度，I是穿过以闭合曲线L为边线的任意曲面的传导电流（电流密度通量）.这个定理在稳恒电路中无疑是完全成立的.但是将安培环路定理应用在含有电容器的交变电流电路，如R LC谐振电路或简单的LC振荡电路中时出现的矛盾.如图，对以L为边线的曲面S1有：麦克斯韦正是为了解决这一矛盾在《论物理学的力线》的第三部分，引进了“位移电流”的概念.他指出：“虽然电流通不过介质，但是电的效应可以通过介质传播.”他肯定在变化电场的作用下，电介质中也会有一种能够产生磁效应的特殊的“电流”.他写道：“作用在电介质上的电动力使它的组成部分产生一种极化状态，…在受到感应的电介质中，可以想象每个分子中的电是这样移动的，使得一端为正，另一端为负，但是这些电仍然完全同分子联系在一起，而不从一个分子跑到另一个分子上去.这种作用对于整个电介质的影响是引起电在一定方向上的一个总位移.这一位移并不构成电流，因为当它达到某一定值时就保持不变了.不过当电场不断变化时，随着电位移的增大或减少，就会形成一种沿着正方向或负方向的电流.”麦克斯韦就是这样表述了位移电流的概念.所以位移电流出现在任何电场强度有变化的电介质中.这样在导体中有传导电流，在电容器内有位移电流，传导电流与位移电流一起，保证了电流的连续性，并且位移电流和传导电流一样地在它的周围产生磁场. 麦克斯韦引入的位移电流密度就是t D ∂∂, 其中D =ε0E +P 是电位移矢量，P 为介质中的极化强度，位移电流密度和传导电流密度是平等的，则安培环路定理变为：上式说明位移电流与传导电流按相同的规律激发电场，或者说位移电流与传导电流在激发磁场方面是等效的.这样在安培环路定理中的电流密度中引入位移电流密度时上述矛盾就不复存在了.1873年，麦克斯韦在他的《电学和磁学通论》这部经典著作中，叙述了引入位移电流概念的思想过程.他在该书的第607条中作出这一评述：“只有很少的实验证明介质中位移电流的改变与电流的电磁作用相联系.但是协调电磁定律与不闭合电流存在的极大困难使我们必须接受瞬变电流的存在是由于位移变化产生的.这是许多理由中的一个理由.”真空中没有电荷的移动，既没有传导电流，也没有电介质的极化，位移电流密度变为“纯粹的”位移电流，与电荷的移动无关，它本质上是变化着的电场.则安培环路定理的形式变为：上式揭示了一个新的物理规律：变化着的电场激发涡旋磁场.3.结论通过上述讨论，结论是：（1）历史上振荡电路的确是在电磁场理论之前出现的.（2）含电容电路中电流的不连续使麦克斯韦引入了位移电流，位移电流与传导电流一样激发磁场.真空中位移电流——变化的电场的存在揭示了电磁场理论的核心：变化着的电场激发涡旋磁场.这就是含有电容电路与电磁场理论的历史联系.LC振荡电路是电磁振荡电路中一种最简单的形式，高中物理教材中仅讲解LC振荡电路是出于降低难度的考虑，而把LC振荡电路安排在电磁场理论之前讲解是符合历史事实和思维发展规律的.三、干扰通信的日凌现代通信技术有着日新月异的发展.在不久的将来，人们会消灭山区、高原这样的通信死角.卫星是实现这种远距离通信必不可少的桥梁.但是远距离通信也会受到各种因素的干扰.其中由太阳辐射引起的卫星通信中断或干扰，就称为“日凌”.现代生活对通信的依赖，就好比人依赖眼睛和耳朵一样，如果突然失明或失聪，会造成巨大的不可弥补的损失.“日凌”现象造成的通信中断哪怕是短暂的，也会对整个社会影响强烈.那么，太阳辐射是怎么干扰远程通信的呢？在远距离通信的卫星中，有一种静止轨道通信卫星，所谓静止就是它位于赤道上空某一相对固定的地方，它的运转与地球自转同步.中国发射的“中星六号”静止轨道通信卫星，是负责中国地区远距离通信的重要卫星.这颗卫星发送的无线电波信号是被全国地面接收站接收的.这就是说：只要是在这颗同步卫星覆盖的面积内，当你向卫星发出通信信号，这个无线电波信号就会立即通过卫星传送到您所需要的任何地方.和同步卫星信号相比，太阳的辐射波幅范围很广.太阳辐射除了包括我们肉眼能够分辨的可见光以外，还包括了无线电长波、无线电短波、微波等不可见的射线.无论卫星选用哪一个波段，都在太阳很宽的辐射范围X内，而卫星信号相对很弱，其强度只有太阳辐射的百万分之一.在一般情况下，太阳的辐射并不影响同步卫星与地球之间的通信.但是如果太阳、同步卫星与地面接收天线形成一条直线，相对较弱的卫星信号在强大的太阳电磁波的覆盖下，通信信号很容易就此中断，这时就产生了“日凌”现象.在远距离通信发展初期，美国一位年轻的无线电工程师詹斯基发现外层空间的射电波可以干扰无线电通信.也就是说，在当时太阳对远距离通信的干扰比较弱，而宇宙星云的干扰相对较强.后来人们进一步研究发现，在詹斯基所处的时代，太阳正处于活动极小期，所以它对地球的干扰就弱；而太阳处于活动旺盛期时，日凌现象也就较强.所以在观察日凌现象的同时，人们也反过来研究太阳的活动规律，甚至太阳系以外的宇宙星云.现在发现，地球上任何一个地面接收天线，每年都会两次定期出现日凌.因为太阳、卫星和地球的位置在不断的有规律地变化着.某一个地区日凌出现的规律就和季节的出现一样有其规律性，纬度越高离赤道越远的地方，一年中两次出现日凌的间隔就越长.但日凌出现的时间都是几分钟.在赤道上的地区两次日凌的间隔就非常短.由于中国处在北半球，日凌一般就会在秋分和春分之间发生两次.今天，虽然因为技术发展的原因还无法消除日凌现象对远距离通信的影响，但人们可以准确推算出某个卫星在某个时间将会发生日凌，那么人们就可以提前使用在另一地方未发生“日凌”现象的另外一颗卫星，从而保证卫星通信的持续进行.这样人们利用自己的智慧，就巧妙地解决了日凌现象给远距离通信带来的难题.。