第 8 单元：电磁振荡、电磁波一、黄金知识点：1、振荡电流、振荡电路的定义； *2、LC 振荡电路的振荡过程； *3、电磁振荡的周期和频率； 4、麦克斯韦电磁场理论； 5、电磁场和电磁波二、要点大揭密： *(一)振荡电流、振荡电路的定义：1、振荡电流的定义：小和方向均随时间作周期性变化的电流叫振荡电流2、振荡电路的定义： 能产生振荡电流的电路叫振荡电路，常见的是 LC 振荡电路 (二)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，磁场能为零4) 电容器开始放电，产生反向放电电流，磁场能增大电场能减小，到放电完了时，U=0，E=0, i最大，电场能为零，磁场能最大. 上述过程反复循环，电路产生振荡电流．*(三)电磁振荡：1、 电磁振荡：在振荡电路中，电容器极板上的电量，通过线圈的电流及跟电荷和电流相联系的电场和磁场都发生周期性变化 的现象叫电磁振荡。
2、 阻尼振荡和无阻尼振荡：(1) 无阻尼振荡：振幅保持不变的振荡叫无阻尼振荡，电路中电场能与磁场能总和不变.(2) 阻尼振荡：振幅逐渐减小的振荡叫阻尼振荡，电路中电场能与磁场能总和减少.［例］在 LC 振荡电路中，当电容器放电完毕瞬间，以下说法正确的是：A、 电容器极板间的电压等于零，磁场能开始向电场能转化；B、 电流达到最大值，线圈产生的磁场达到最大值；C、 如果没有能量辐射损耗，这时线圈的磁场能等于电容器开始放电时电容器的电场能；D、 线圈中产生的自感电动势最大 ［分析和解答］正确答案是 A、 B、 C电容器放电完毕的瞬间，还有以下几种说法：电场能向磁场能转化完毕；磁场能开始向电场能转化；电容器开始反方向充电 电容器放电完毕的瞬间有如下特点：电容器电量Q=0，板间电压U=0，板间场强E=0，线圈电流I最大，磁感应强度B最大， 电路磁场能最大，电场能为零线圈自感电动势E =LAI/At电容器放电完毕瞬间，虽然I最大，但△①/At为零，所以后E等于零自自由于没有考虑能量的幅射，故能量守恒，在这一瞬间电场能E =0，磁场能E最大，而电容器开始放电时，电场能E最大，电 磁 电磁场能 E =0，则 E =E磁 磁 电所以答案A、B、C正确 处理这类问题时，必须明确电路在某一时刻或某一过程的各种说法及其特点。
四)电磁振荡的周期和频率：1 、概念：(1)周期T：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间叫周期2)频率 f ：一秒钟内完成的周期性变化的次数叫频率2、LC 电路的周期和频率：T=2 八 LC ，f=1 / (2 nLC )注意：(1)LC电路的周期和频率只取决于电容C和线圈的自感系数L,称为电路的固有周期、频率，跟电容器带电量Q,板 间电压U和线路中的电流I无关.(2)T、L、C、f的单位分别是秒(s)、亨(H)、法(F)、赫(Hz).［例］要想提高电磁振荡的频率，下列办法中可行的是：A、线圈中插入铁心； B、提高充电电压；C、增加电容器两板间距离； D、减小电容器两板间的正对面积.［分析和解答］正确答案是C、D.J j 由公式f=1 / (2 LC )得知：f和Q、U、I无关，与\ LC成反比.因此要增大f,就要减小L、C的乘积，即减小L或C.其 中 C= e S / 4nkdo减小L的方法有：圈中拉出铁心、减小线圈长度；减小线圈横截面积；减少单位长度匝数•减小C的方法有：增加电容 器两板间的距离；减小电容器两板间的正对面积；在电容器两板间换上介电常数较小的电介质•故C、D答案正确。
可见在处理这类问题时，要熟记增大和减小L、C的方法五)电磁场与电磁波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 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：v=c光3X109m/s ；电磁波的传播不需要介质4、 电磁波的周期T，频率f，波长入以及它们与波速的关系：v" /T=入f，T、f由波源确定，不因介质而变化，而v、入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［例］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［分析和解答］正确的答案是Do 根据麦克斯韦电磁场理论得知：不变的电场周围不产生磁场，均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，振荡电场周围产生振荡磁场。
故只有D答案正确三、好题解给你：(一)本课预习题：1、 在LC振荡电路中，当电容器的电量最大时：A、电场能开始向磁场能转化； B、电场能正在向磁场能转化；C、电场能向磁场能转化完毕； D、磁场能正在向电场能转化2、 当LC振荡电路中的电流达到最大值时，L中磁场的磁感应强度B和电容器C中电场的场强正是：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3、 把一根软铁棒插入LC振荡回路的空心线圈中，其他条件保持不变，则回路的：A、固有振荡频率变高； B、固有振荡周期变大；C、磁场能增加； D、振荡电压增加.4、使一 LC振荡回路中电容器的带电量最大值增大一倍，其他条件保持不变，则回路的:A、固有振荡周期增大一倍； B、振荡电压最大值提高一倍；C、固有振荡周期不变； D、固有频率减小为一半5、下面说法正确的是：A、 恒定电流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参考答案：1、 A ； 2、 C； 3、 B ； 4、 B C ； 5、 A C 。
二）基础题：1、 关于LC振荡电路中的振荡电流，下列说法正确的是：A、振荡电流最大的瞬时，自感电动势为零；B、 振荡电流为零时，自感电动势最大；C、 振荡电流减小的过程中，自感电动势方向与电流同方向；D、 振荡电流为零时，线圈周围磁场消失2、 两个相同的LC振荡电路中，充电完毕时两极板电压分别为从和U2，且Ul2U2，则它们的振荡周期片和T2关系为:rA、T]=T2 ； B、T]=T2/2 ； C、T]=2T2 ； D、T]=T2 /、2 3、 当电磁波的频率增加时，它在真空中的速度将：A、减小； B、增大； C、不变； D、以上都不对参考答案：2、 A3、 C 1、 ABCD ； 2、 A ； 3、 C 三）应用题：2、使LC振荡电路的周期变大，可用的方法是：A、增大电容器初始带电量； B、线圈中插入铁心；C、增大电容器两极板的正对面积； D、增大平行板电容器两极板间的距离2、3、3、为使发射的电磁波的波长增为原来的两倍，可以将振荡电路的电容A、变为原来的两倍； B、变为原来的一半；C、变为原来的4倍； D、变为原来的1/4参考答案：1、 B D ； 2、 B C ； 3、 C 四）提高题：1、在某LC振荡回路中，电流随时间变化的规律为i=0.28sin1000t （A），若该电路中线圈的自感系数为L= 50m H，则其电容器的 电容为多少？振荡电流的有效值为多大？2、如图所示，闭合电键S,，待电容器充电结束后，再打开电键So在将平行板电容器C的两个极板用绝缘工具稍微平移拉开一些距离的过程中，在电容器周围空间： A、会产生变化的磁场； _LB、 会产生稳定的磁场；C、 不会产生磁场；D、 会产生按正弦规律变化的磁场。
3、无线电广播的中波波段波长范围为187m〜560m，为了避免邻台干扰，相邻两个电台的频率至少相差104Hz则在此波段内，最多能容纳的电台数约为多少个？ 参考答案：1、 ［分析与解答］根据电流的表达式可知，振荡电流的频率为f = 3/2 n = 1000/2 n=500/1 ，所以C= = =20 卩F4兀 2f 2L 4兀 2 X 2.5 X 105 /兀 2 X 5.0 X 10-21又因为f =云* TC振荡电流的有效值E”=E /\：2 ~ 0.28/1.4 ~ 0.2 A有效 max2、 C= Q/Cd ，［分析与解答］设电容器电容为C、带电量为Q，板间距离为d，场强为E、两板间电压为U，由U=Ed、C=Q/U，可得E 对于平行板电容器，有Cg 1/d，即Cd不变，S断开后Q不变，从而E不变，不会产生磁场3、 约107个［分析与解答］根据C=入f，又波长入的范围可得频率f的范围为3 X108 3 X108应厂Hz ~飞厂Hz，约535KHz~1605KHz°所以可容纳电台数为:（16 05 -5 3 5） X 103/104 1 07 （个）五）课后演武场： 电磁波和机械波相比较，下列说法正确的有： 电磁波传播不需要介质，机械波传播需要介质； 电磁波在任何物质中传播速度都相同，机械波波速大小决定于介质； 电磁波、机械波都不会产生衍射； 电磁波和机械波都不会产生干涉。
入f，下述结论中正确的是：1、A、B、C、2、D、关于电磁波传播速度表达式 v=A、B、C、D、波长越大，传播速度就越快； 频率越高，传播速度就越快； 发射能量越大，传播速度就越快； 电磁波的传播速度与传播介质有关有一振荡电路，线圈的自感系数L=8uH，电容器的电容C=200pF，此电路能在真 空中产生电磁波的波长是.一个带正电离子在垂直于匀强磁场的平面内做匀速圆周运动（如图所示），当磁场的磁感应强度均匀增大时，此离子的：（提示：变化磁场在周围产生电场，电场力对电荷做功）A、动能不变； B、动能增大； C、动能减小； D、动能为零5、 在LC振荡电路中，电容器电压和电路电流随时间变化函数分别为u=Umcost3t,I=Imsin31，则在由3T/4时刻到T时刻的过程：A、是磁场能转化为电场能过程； B、是电场能转化为磁场能的过程；C、是电容器充电过程； D、是电容器放电过程6、 LC振荡电路发生电磁振荡时，从电容器充电开始到充电结束过程中，以下说法正确的是:3、4、mA、 线圈的自感作用逐渐增强，线圈中的电流由最大逐渐减小到零；B、 通过线圈的磁通量变化率由最大逐渐减小到零；C、 通过线圈的磁通量变化率应是由最小变化至最大，线圈两端的电压也增至最大;D、 从电容器充电开始到充电结束需半个周期的时间。
7、 如图所示为LC。