1、14.1.2 电磁波的发现、电磁振荡 教学目的:了解电磁振荡产生的过程。 教学过程: 一、 学习电磁振荡和电磁波的重要性。 无线电广播是利用电磁波传播的,电视广播也是利用电磁波传播的,导弹,人造地球卫星的控制以及宇宙 飞船跟地面的通信联系都是利用电磁波。那么,电磁波是什么呢?它是怎样产生的,有些什么性质以及怎 样利用它来传递各种信号呢?这一章就要研究这些问题。要了解电磁波,首先就要了解什么是电磁振荡, 我们就从电磁振荡开始学习 二、 新课内容: 1、实验右图所示。将电键 K 扳到 1,给电容器充电,然后 将电键扳到 2,此时可以见到 G 表的指针来回摆动。 2、总结:能产生大小和 方向都都作周
2、期发生变化的电流叫 振荡电流。能产生振荡电流的电路叫振荡电路。 其中最简单的振荡电路叫 LC 回路。 3、振荡电流是一种交变电流,是一种频率很高的交变电流,它无法用线圈在磁场中转动产生,只能是由 振荡电路产生。 4、那么振荡电路中的交变电流有一些什么样的性质: (1)介绍振荡电路中交变电流的一些重要性质: 对应的电流图像 i 0 T 对应电容器所带的电量 q q 0 T t (2)电路分析: 甲图: 电场能达到最大,磁场能为零,电路感应电流 i=0 甲乙: 电场能,磁场能 ,电路中电流 i,电路中电场能向磁场能转化,叫放电过 程。 乙图: 磁场能达到最大,电场能为零,电路中电流 I 达到最大。
3、 乙丙: 电场能,磁场能,电路中电流 i,电路中电场能向磁场能转化,叫充电过程。 丙图: 电场能达到最大(与甲图的电场反向) ,磁场能为零,电路中电流为零。 丙丁: 电场能,磁场能,电路中电流 i,电路中电场能向磁场能转化,叫放电过程。 丁图: 磁场能达到最大,电场能为零,回路中电流达到最大(方向与原方向相反) , 1 K 2 C L G 甲 乙 丙 丁 戊 丁戊:电场能,磁场能,电路中电流 i,电路中电场能向磁场能转化,叫充电过程。 戊与甲是重合的,从而振荡电路完成了一个周期。 综述: 充电完毕(充电开始):电场能达到最大,磁场能为零,回路 中感应电流 i=0。 放电完毕(放电开始):电场能
4、为零,磁场能达到最大,回路中感应电流达到最大。 充电过程:电场能在增加, 磁场能在减小,回路中电流在减小,电容器上电量在增加。从能量看: 磁 场能在向电场能转化。 放电过程:电场能在减少 ,磁场能在增加,回路中电流在增加 ,电容器上的电量在减少。从能量 看:电场能在向磁场能转化。 归纳:在振荡电路中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,这种现象叫电磁振荡。 例题 1、在 LC 振荡电路中,某时刻若磁场 B 正在增加, 则电容器处于(放)电状态, 电场能正在(减小) 磁场能正在(增加) 能量转变状态为(电场能正在 向磁场能
5、转化)电容器上板带(正)电。 例题 2、在 LC 的回路中,电流 it 的关系如图所示, 若规定逆时针方向为电流的正方向,说明 t0 时刻电路中 能量变化情况,及电场能、磁场能、充放电等情况。 下列分析情况正确的是:(D) A、t 1 时刻电路的磁场能正在减小。 B、t 1t 2 时间电路 中的电量正在不断减少。 C、t 2t 3 时间电容器正在充电。 D、t 4 时刻电容中的电场能最大。 5、阻尼振荡与无阻尼振荡。 (1 )阻尼振荡:在振荡电路中由于能量被逐渐消耗,振荡电路中的电流要逐渐减小,直到最后停下来。 (2)无阻尼振荡:在电磁振荡的电路中,如果没有能量损失 ,振荡应该永 远地持续下去, 电路 中振荡电流的振幅应该永远保持不变,这种振荡叫无阻尼振荡 B a b C i t 0 t1 t0 t2 t3 t4