高二物理课件《电磁振荡》课件
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随堂119
zxxk
电磁波的发现
1.BD 2.B 3.ACD 4.BD 5.C 6.D 7.BCD 8.BD 9.ABC 10. 1.5×1011 11.C
伟大的预言
z.x.x.k
一、麦克斯韦的电磁场理论要点——伟大的预言
• 1、变化的磁场产生电场（法拉第电磁感应现 象为基础） • 2、变化的电场产生磁场（相信电场与磁场具 有统一、和谐的对称之美） 说明：（1）均匀变化的磁场（或电场），产 生稳定的电场（或磁场） (2)非均匀变化的磁场（或电场），产生变化 的电场（或磁场） （3）周期性变化的磁场（或电场），产生周 期性变化的电场（或磁场）
组卷网
1．振荡电流：像这种由电路产生大小和方向都做 周期性变化的电流，叫做振荡电流．
2．振荡电路：能够产生振荡电流的电路，叫做振 荡电路．由自感线圈和电容器组成的振荡电路叫做LC 振荡电路，它是一种简单的振荡电路．
实际应用的LC振荡电路中振荡电流的频率很高． （1）振荡电流是频率很高的交变电流．
（2）振荡电流跟正弦交变电流一样，也按正弦规 律变化．
ii
B B
放电瞬间 放电瞬间
放电过程 放电过程 充电过程 充电过程 放电过程 放电过程 充电过程 充电过程
qm qm→0 0→qm
Em Em→0 0→Em
0 0→im im→0
0 0→Bm Bm→0
qm→0
0→qm
Em→0
0→Em
0→im
im→0
0→Bm
Bm→0
思考3：以所填的表格为基础，将示波器观 察到的电信号绘制成图像，绘制i—t、q—t 图像？
1.下列关于电磁波的说法中正确的是(
)
A．麦克斯韦电磁场理论预言了电磁波的存在 B．电磁波从真空传入水中，波长将变长 C．雷达可以利用自身发射电磁波的反射波来对目标进行定位 D．医院中用于检查病情的“B 超”利用了电磁波的反射原理
答案
AC
2．下列关于电磁波的说法正确的是( A．均匀变化的磁场能够在空间产生电场 B．电磁波在真空和介质中传播速度相同 C．只要有电场和磁场，就能产生电磁波 D．电磁波在同种介质中只能沿直线传播
题型二
电磁波的应用
【例 2】 某雷达工作时， 发射电磁波的波长为 λ＝20cm， 每秒脉冲数 n＝5000，每个脉冲持续时间 t＝0.02μs，问电磁 波的振荡频率为多少？最大的侦察距离是多少？
[解析] 考查电磁波的应用——雷达 由于电磁波的波长、频率和波速之间满足关系 v＝λf，真空中电磁波的 传播速度等于光速，一般在空气中传播，电磁波的传播速度就认为等于光 v 8 速 v＝3×10 m/s，因此 f＝ ＝1.5×109Hz，即电磁波频率为 1.5×109Hz. λ
例： 对振荡电路，下列说法正确的是（ CD ）
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 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
题型一
电磁波的特性
例 1：对于机械波和电磁波的比较，下面说法中正确的是 A．它们都能发生反射、折射、干涉、衍射等现象 B．它们在本质上是相同的，只是频率不同而已 C．它们有可能是横波，也可能是纵波
[答案] A
D．机械波的传播速度只取决于介质，跟频率无关；而 电磁波的传播速度与介质无关，只与频率有关
[解析] 考查对电磁波的理解． 机械波和电磁波都具有波共有的特性，但它们有本质的区别，它们的 产生、传播等条件都不同，电磁波是横波，机械波有横波和纵波，故 A 项正确，B、C 项错误；机械波的传播速度只取决于介质，而电磁波在真 空中速度相同， 在不同介质中波速不同， 与介质及频率均有关， 项错误． D
)
答案
CD
解析
由麦克斯韦电磁场理论可知， 只有非均匀变化的电
场、磁场能产生电磁波，A 错；电磁波的传播不需要介质，B 错；电磁波与机械波一样，在传播过程中频率不变，C 对；电 磁波传播电磁振荡的运动形式和能量，D 对．
• 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次；电场能（或 磁场能）完成两次周期性变化．
思考与讨论
LC电路的周期（频率）与哪些因素有关？ 电容较大时，电容器充电、放电的时间长些还是 短些？线圈的自感系数较大时，电容器充电、放电时 间长些还是短些？ 根据上面的讨论结果，定性地讲，LC电路的周期 （频率）与电容C、电感L的大小有什么关系？
雷达工作时发射电磁脉冲，每个脉冲持续 t＝0.02 μs，在两个 脉冲时间间隔内，雷达必须接收到反射回来的电磁脉冲，否则会与 后面的电磁脉冲重叠而影响测量． 设最大侦察距离为 s， 2s＝vΔt， 则 1 而 Δt＝ s＝200 μs≫0.02 μs(脉冲持续时间可以略去不计)，所以 5000 vΔt s＝ ＝3×104m. [答案] 1.5×109 Hz 3×104m 2
2．阻尼振荡：任何电磁振荡电路中，总存在能量 损耗，使振荡电流的振幅逐渐减小，这种振荡叫做阻 尼振荡，或叫做减幅振荡． （1）振荡电路中的能量损耗有一部分转化为内能 （产生焦耳热），还有一部向外辐射出去而损失．
（2）如果用振荡器不断地将电源的能量补充到振 荡电路中去，就可以保持等幅振荡．
例：如图所示的振荡电路在增强则此时 （
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
ABD
做一做
三、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回路的周期和频率：
思考1：LC回路振荡过程是怎样的呢？ 为什么会产生这样的振荡电路呢？
画图分析电容器带电量、线圈中电流、电场 能、电磁能的变化情况
思考2：通过刚才的分析，从电容 器放电瞬间开始，LC回路在振荡过 程中电容器的带电量、极板间场强、 自感线圈中的电流和磁感应强度的 变化规律？
工作过程 工作过程
q q
E E
学科网
• 1、麦克斯韦英年早逝，没有见到科学实验对 电磁场理论的证明。把天才的预言变成世人 公认的真理，这是赫兹的功劳。 • 2、赫兹通过实验观察到了电磁 波的发射、折射、干涉、偏振、 和衍射等现象，证实电磁波在 真空中具有与光相同的速度c。
电磁振荡
一、电磁振荡的产生
点击下图观看实验
实验表明，LC回路里产生的振荡电流是按正 弦规律变化的。
二、电磁波
z..x..x..k
1.变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及 远地传播。这种变化的电磁场在空间以一定 的速度传播的过程叫做电磁波。
2.电磁波与机械波不同，不 需要介质，可以在真空中传 播。电磁波的速度等于光速！ 光是以波动形式传播的一种 电磁振动
横波
三．赫兹的电火花（人类历史上首次捕捉到电 磁波）
工作过程 放电瞬间 放电过程 充电过程 q qm qm→0 0→qm E Em Em→0 0→Em i 0 0→im im→0 B 0 0→Bm Bm→0
放电过程
充电过程
qm→0
0→qm
Em→0
0→Em
0→im
im→0
0→Bm
Bm→0
思考4：那么B—t、E—t等图像呢？
实验再现：
1．无阻尼振荡：在电磁振荡中，如果没有能量损 失，振荡电流的振幅保持不变，这种振荡叫做无阻尼振 荡，也叫做等幅振荡．
解析
)
答案 A
变化的磁场就能产生电场，A 正确；若只有电场和
磁场而电场和磁场都稳定或电场、 磁场仅均匀变化都不能产生 电磁波，C 错；光也是电磁波，在真空和介质中传播的速度不 同，可判断 B 错；D 选项中没强调是“均匀”介质，若介质 密度不均匀会发生折射，故 D 错．
3．关于电磁场和电磁波，下列叙述中正确的是( A．恒定的电场能够产生电磁波 B．电磁波的传播需要介质 C．电磁波从一种介质进入另一种介质，频率不变 D．电磁波在传播过程中也传递了能量
zxxk
电磁波的发现
1.BD 2.B 3.ACD 4.BD 5.C 6.D 7.BCD 8.BD 9.ABC 10. 1.5×1011 11.C
伟大的预言
z.x.x.k
一、麦克斯韦的电磁场理论要点——伟大的预言
• 1、变化的磁场产生电场（法拉第电磁感应现 象为基础） • 2、变化的电场产生磁场（相信电场与磁场具 有统一、和谐的对称之美） 说明：（1）均匀变化的磁场（或电场），产 生稳定的电场（或磁场） (2)非均匀变化的磁场（或电场），产生变化 的电场（或磁场） （3）周期性变化的磁场（或电场），产生周 期性变化的电场（或磁场）
组卷网
1．振荡电流：像这种由电路产生大小和方向都做 周期性变化的电流，叫做振荡电流．
2．振荡电路：能够产生振荡电流的电路，叫做振 荡电路．由自感线圈和电容器组成的振荡电路叫做LC 振荡电路，它是一种简单的振荡电路．
实际应用的LC振荡电路中振荡电流的频率很高． （1）振荡电流是频率很高的交变电流．
（2）振荡电流跟正弦交变电流一样，也按正弦规 律变化．
ii
B B
放电瞬间 放电瞬间
放电过程 放电过程 充电过程 充电过程 放电过程 放电过程 充电过程 充电过程
qm qm→0 0→qm
Em Em→0 0→Em
0 0→im im→0
0 0→Bm Bm→0
qm→0
0→qm
Em→0
0→Em
0→im
im→0
0→Bm
Bm→0
思考3：以所填的表格为基础，将示波器观 察到的电信号绘制成图像，绘制i—t、q—t 图像？
1.下列关于电磁波的说法中正确的是(
)
A．麦克斯韦电磁场理论预言了电磁波的存在 B．电磁波从真空传入水中，波长将变长 C．雷达可以利用自身发射电磁波的反射波来对目标进行定位 D．医院中用于检查病情的“B 超”利用了电磁波的反射原理
答案
AC
2．下列关于电磁波的说法正确的是( A．均匀变化的磁场能够在空间产生电场 B．电磁波在真空和介质中传播速度相同 C．只要有电场和磁场，就能产生电磁波 D．电磁波在同种介质中只能沿直线传播
题型二
电磁波的应用
【例 2】 某雷达工作时， 发射电磁波的波长为 λ＝20cm， 每秒脉冲数 n＝5000，每个脉冲持续时间 t＝0.02μs，问电磁 波的振荡频率为多少？最大的侦察距离是多少？
[解析] 考查电磁波的应用——雷达 由于电磁波的波长、频率和波速之间满足关系 v＝λf，真空中电磁波的 传播速度等于光速，一般在空气中传播，电磁波的传播速度就认为等于光 v 8 速 v＝3×10 m/s，因此 f＝ ＝1.5×109Hz，即电磁波频率为 1.5×109Hz. λ
例： 对振荡电路，下列说法正确的是（ CD ）
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 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
题型一
电磁波的特性
例 1：对于机械波和电磁波的比较，下面说法中正确的是 A．它们都能发生反射、折射、干涉、衍射等现象 B．它们在本质上是相同的，只是频率不同而已 C．它们有可能是横波，也可能是纵波
[答案] A
D．机械波的传播速度只取决于介质，跟频率无关；而 电磁波的传播速度与介质无关，只与频率有关
[解析] 考查对电磁波的理解． 机械波和电磁波都具有波共有的特性，但它们有本质的区别，它们的 产生、传播等条件都不同，电磁波是横波，机械波有横波和纵波，故 A 项正确，B、C 项错误；机械波的传播速度只取决于介质，而电磁波在真 空中速度相同， 在不同介质中波速不同， 与介质及频率均有关， 项错误． D
)
答案
CD
解析
由麦克斯韦电磁场理论可知， 只有非均匀变化的电
场、磁场能产生电磁波，A 错；电磁波的传播不需要介质，B 错；电磁波与机械波一样，在传播过程中频率不变，C 对；电 磁波传播电磁振荡的运动形式和能量，D 对．
• 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次；电场能（或 磁场能）完成两次周期性变化．
思考与讨论
LC电路的周期（频率）与哪些因素有关？ 电容较大时，电容器充电、放电的时间长些还是 短些？线圈的自感系数较大时，电容器充电、放电时 间长些还是短些？ 根据上面的讨论结果，定性地讲，LC电路的周期 （频率）与电容C、电感L的大小有什么关系？
雷达工作时发射电磁脉冲，每个脉冲持续 t＝0.02 μs，在两个 脉冲时间间隔内，雷达必须接收到反射回来的电磁脉冲，否则会与 后面的电磁脉冲重叠而影响测量． 设最大侦察距离为 s， 2s＝vΔt， 则 1 而 Δt＝ s＝200 μs≫0.02 μs(脉冲持续时间可以略去不计)，所以 5000 vΔt s＝ ＝3×104m. [答案] 1.5×109 Hz 3×104m 2
2．阻尼振荡：任何电磁振荡电路中，总存在能量 损耗，使振荡电流的振幅逐渐减小，这种振荡叫做阻 尼振荡，或叫做减幅振荡． （1）振荡电路中的能量损耗有一部分转化为内能 （产生焦耳热），还有一部向外辐射出去而损失．
（2）如果用振荡器不断地将电源的能量补充到振 荡电路中去，就可以保持等幅振荡．
例：如图所示的振荡电路在增强则此时 （
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
ABD
做一做
三、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回路的周期和频率：
思考1：LC回路振荡过程是怎样的呢？ 为什么会产生这样的振荡电路呢？
画图分析电容器带电量、线圈中电流、电场 能、电磁能的变化情况
思考2：通过刚才的分析，从电容 器放电瞬间开始，LC回路在振荡过 程中电容器的带电量、极板间场强、 自感线圈中的电流和磁感应强度的 变化规律？
工作过程 工作过程
q q
E E
学科网
• 1、麦克斯韦英年早逝，没有见到科学实验对 电磁场理论的证明。把天才的预言变成世人 公认的真理，这是赫兹的功劳。 • 2、赫兹通过实验观察到了电磁 波的发射、折射、干涉、偏振、 和衍射等现象，证实电磁波在 真空中具有与光相同的速度c。
电磁振荡
一、电磁振荡的产生
点击下图观看实验
实验表明，LC回路里产生的振荡电流是按正 弦规律变化的。
二、电磁波
z..x..x..k
1.变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及 远地传播。这种变化的电磁场在空间以一定 的速度传播的过程叫做电磁波。
2.电磁波与机械波不同，不 需要介质，可以在真空中传 播。电磁波的速度等于光速！ 光是以波动形式传播的一种 电磁振动
横波
三．赫兹的电火花（人类历史上首次捕捉到电 磁波）
工作过程 放电瞬间 放电过程 充电过程 q qm qm→0 0→qm E Em Em→0 0→Em i 0 0→im im→0 B 0 0→Bm Bm→0
放电过程
充电过程
qm→0
0→qm
Em→0
0→Em
0→im
im→0
0→Bm
Bm→0
思考4：那么B—t、E—t等图像呢？
实验再现：
1．无阻尼振荡：在电磁振荡中，如果没有能量损 失，振荡电流的振幅保持不变，这种振荡叫做无阻尼振 荡，也叫做等幅振荡．
解析
)
答案 A
变化的磁场就能产生电场，A 正确；若只有电场和
磁场而电场和磁场都稳定或电场、 磁场仅均匀变化都不能产生 电磁波，C 错；光也是电磁波，在真空和介质中传播的速度不 同，可判断 B 错；D 选项中没强调是“均匀”介质，若介质 密度不均匀会发生折射，故 D 错．
3．关于电磁场和电磁波，下列叙述中正确的是( A．恒定的电场能够产生电磁波 B．电磁波的传播需要介质 C．电磁波从一种介质进入另一种介质，频率不变 D．电磁波在传播过程中也传递了能量