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1、在信息技术高速发展的今天 电磁波对我们来说越来越重要 例如 广播 电视要利用电磁波 无线电通信要利用电磁波 航空 航天中的自动控制和通信联系都要利用电磁波 第三章电磁振荡与电磁波 1电磁振荡 2电磁场电磁波 3电磁波谱电磁波的应用 4无线电波的发射 传播和接收 20090427 1电磁振荡 一 电磁振荡 问题 什么样的电路能产生电磁振荡呢 1 如图 S打到1时电容器将要 充电的结果是上极板带电 下极板带等量 电 充电的电容器内部有 对应也具有了 随着电容器带电量越多 对应的电场能也越 所以 电容器带电量的多少是电场能多少的标志 当S打到2时将 这时电场能释放使小灯泡亮 回忆 C 充电 正 负
2、电场 电场能 大 放电 S 2 如图1 L是自感系数足够大线圈 当S闭合后 P将 而Q将 填立即亮或缓慢亮 当线圈中有电流时 我们知道电流周围能产生 对应也具 电流越大 对应的磁场能也越 当S由闭合到断开后 线圈中电流要继续流 电流方向 填 改变 或 不改变 P Q两灯不是立即熄灭 线圈中的磁场能转化为电能 立即亮 缓慢亮 磁场 磁场能 大 不改变 S 1 振荡电流 电路产生的大小和方向都做周期性变化的电流 2 能够产生振荡电流的电路叫做振荡电路 如图是一种简单的振荡电路 称为LC回路 一 电磁振荡电磁振荡 swf 3 能够产生正弦交流电的方法 线圈在B中匀速转动 LC振荡电路 实验分析 充电
3、结束 放电开始 最多 0 放电结束 放电结束 充电结束 充电开始 充电开始 放电开始 最多 0 最大 最大 0 0 放电 减少 逆时针 增大 E电 E磁 充电 增多 减小 E磁 E电 放电 减少 顺时针 增大 E电 E磁 充电 增多 顺时针 减小 E磁 E电 逆时针 机械波由机械振动产生 电磁波由电磁振荡产生 机械振动和电磁振荡有本质的不同 但它们有共同的变化规律 比如 都是周期性运动 都是一些物理量随时间做周期性变化 都有不同形式的能量发生周期性的相互转化 最大 上 下 零 零 零 零 零 零 零 零 零 零 最大 最大 最大 最大 上 下 最大 上 下 最大 最大 最大 最大 电磁振荡 s
4、wf 在LC回路中 流过振荡线圈的电流 线圈中的磁场 电容器极板上的电量 电容器极板间的电场均按正弦或余弦规律变化 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Q 通过线圈的电流i 以及跟电流和电荷相联系的磁场B和电场E都发生周期性的变化 这种现象叫做电磁振荡 3 电磁振荡 1 LC回路的固有周期和固有频率 与电容器带电量 极板间电压及电路中电流都无关 只取决于线圈的自感系数L及电容器的电容C 二 电磁振荡的周期与频率 三 阻尼振荡和无阻尼振荡 1 无阻尼振荡 没有能量损失 振荡电流的振幅保持不变 理想 2 阻尼振荡 有能量损失 振荡电流的振幅逐渐减小 实际 实际中需要的等幅振荡是用振
5、荡器来产生的 振荡器不断地将电源的能量补充到振荡电路中去 使之产生持续的等幅振荡 1 如图 所示的LC振荡电路 当电键K打向右边发生振荡后 下列说法中正确的是 A 振荡电流达到最大值时 电容器上带电量为零B 振荡电流达到最大值时 磁场能最大C 振荡电流为零时 电场能为零D 振荡电流相邻两次为零的时间间隔等于振荡周期的一半 ABD 练习 2 如图 为LC振荡电路中电容器极板上的电量q随时间t变化的图线 由图可知 ACD 3 如图所示的LC振荡电路正处在振荡过程中 某时刻L中的磁场和C中的电场如图所示 可知 A 电容器中的电场强度正在增大B 线圈中磁感强度正在增大C 该时刻电容器带电量最多D 该时刻振荡电流达最大值 A 由磁场方向可判断回路中电流方向 进而判断是充电还是放电 4 如图所示 LC振荡电路某时刻的情况 以下说法正确的是 A 电容器正在充电B 电感线圈中的磁场能正在增加C 电感线圈中的电流正在增大D 此时刻自感电动势正在阻碍电流增大 BCD
