粤教版 (2019)选择性必修 第二册第一节 电磁振动教学课件ppt

这是一份粤教版 (2019)选择性必修 第二册第一节 电磁振动教学课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了第一节电磁振荡，课前·自主预习，振荡电流的产生，振荡电流，微思考，电磁振荡中能量的转化，最大值，电场能，磁场能，反向充电等内容，欢迎下载使用。

①物理观念：振荡电路、电磁波、振荡电流、调制、调幅、调频、调谐、解调、电磁波谱．②科学思维：麦克斯韦电磁场理论；电磁振荡的周期与频率；无线电通信的基本原理．
③科学探究：电磁振荡．④科学态度与责任：无线电通信在生活中的应用；电磁波在科技、经济、社会发展中的作用．
本章重点①电磁波的产生；②电磁波的发射、传播和接收；③电磁波谱．本章难点①电磁振荡；②无线电通信．
1．振荡电流：大小和________都做周期性迅速变化的电流．2．振荡电路：产生____________的电路．最简单的振荡电路为LC振荡电路．
(1)电磁振荡的实质是什么？(2)振荡电流实际上就是交流电，对吗？(3)如何理解电磁振荡中的“电”和“磁”？【答案】(1)在电磁振荡过程中，电容器极板上的电荷量，电路中的电流，与振荡电流相联系的电场和磁场都在周期性变化，电场能和磁场能也随着做周期性的转化．
(2)对．振荡电流实际上就是交流电，由于频率很高，习惯上称之为振荡电流．(3)电磁振荡中的“电”不仅指电容器两极板上的电荷，也指该电荷产生的电场(电场强度、电势差、电场能)；“磁”不仅指线圈中的电流，也指该电流产生的磁场(磁场能、磁感应强度)．电磁振荡是指这些电荷、电场、电流、磁场都随时间做周期性变化的现象．
(多选) 实际的LC电磁振荡电路中，如果没有外界能量的适时补充，振荡电流的振幅总是要逐渐减小，下述各种情况中，哪些是造成振幅减小的原因(　　)A．线圈的自感电动势对电流的阻碍作用B．电路中的电阻对电流的阻碍作用C．线圈铁芯上涡流产生的电热D．向周围空间辐射电磁波【答案】BCD
【解析】线圈自感电流的阻碍作用，是把电场能转化为磁场能，不会造成振荡能量的损失，振幅不会减小，A错误；电路中电阻对电流的阻碍作用使部分电能转化为内能，从而造成振荡能量的损失，使振幅减小，B正确；线圈铁芯上涡流产生的电热，也是由振荡能量转化来的，也会引起振荡能量的损失，使振幅减小，C正确；向周围空间辐射电磁波，使振荡能量以电磁波的形式散发出去，引起振荡能量的损失，使振幅减小，故D正确．
1．电容器放电：线圈有_______作用，放电电流不会立刻达到最大值，而是由零逐渐增大，极板上的电荷逐渐______．放电完毕时，极板上的电荷量为零，放电电流达到_________．该过程电容器的_________全部转化为线圈的__________．
2．电容器充电：电容器放电完毕时，线圈有________作用，电流并不会立刻减小为零，而会保持原来的方向继续流动，并逐渐减小，电容器开始____________，极板上的电荷逐渐________，电流减小到零时，充电结束，极板上的电荷量达到__________．该过程中线圈的________又全部转化为电容器的__________．
(1)振荡电流的方向与磁场的方向由什么确定？(2)磁场正在减弱，LC回路正在充电还是放电？【答案】(1)由安培定则确定．(2)磁场正在减弱，说明振荡电流在减小，是充电过程．
如图所示的LC振荡电路中，某时刻电流i的方向为顺时针，则以下判断正确的是(　　)A．若上极板A带正电，则电流在增大B．若电容器在放电，则电流在减小C．若电流i减小，则线圈两端电压减小D．若只减小电容C，则振荡电流周期变小
1．周期：电磁振荡完成一次______________需要的时间．2．频率：1 s内完成的________________的次数．如果振荡电路没有能量损失，也不受其他外界影响，这时的周期和频率分别叫作振荡电路的________周期和________频率．
(1)LC振荡电路的频率与哪些因素有关？(2)电容器的电容、线圈的自感系数分别与哪些因素有关？【答案】(1)LC回路的频率取决于电容器的电容和线圈的自感系数．(2)电容与极板正对面积、板间距及介质的介电常数有关；自感系数则与线圈匝数和线圈中是否有铁芯等因素有关．
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．(2)振荡电路：产生振荡电流的电路．基本的振荡电路为LC振荡电路．
2．电磁振荡过程中各物理量的变化
3．LC回路工作过程具有对称性和周期性(1)放电过程：电场能转化为磁场能．充电过程：磁场能转化为电场能．(2)两个特殊状态．充电完毕状态：磁场能向电场能转化完毕，电场能最大，磁场能最小．放电完毕状态：电场能向磁场能转化完毕，磁场能最大，电场能最小．
4．LC电磁振荡的各物理量变化的规律及对应关系(1)总能量守恒＝电场能＋磁场能＝恒量．(2)电场能与磁场能交替转化．
5．电磁振荡的实质在电磁振荡过程中，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，电场能和磁场能也随着做周期性的转化．
例1　(多选)LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，则(　　)A．若磁场正在减弱，则电容器正在充电，电流由b向aB．若磁场正在减弱，则电场能正在增大，电容器上极板带负电
C．若磁场正在增强，则电场能正在减少，电容器上极板带正电D．若磁场正在增强，则电容器正在充电，电流方向由a向b
【答案】ABC【解析】 若磁场正在减弱，则电流在减小，是充电过程，根据安培定则可确定电流由b向a，电场能增大，上极板带负电，A、B正确；若磁场正在增强，则电流在增大，是放电过程，电场能正在减小，根据安培定则，可判断电流由b向a，上极板带正电，C正确，D错误．
变式1　(2022年肇庆期末)振荡电路在测量、自动控制、无线电通信及遥控等许多领域有广泛应用．在如图甲所示LC振荡电路中，电容器C极板上的电荷量随时间变化的图线如图乙所示，则在1×10－6～2×10－6 s 内，下列说法正确的是(　　)
A．电容器C正在放电B．电容器C正在充电C．电场能正在向磁场能转化D．回路中振荡电流正在逐渐增大【答案】B【解析】由图像可知，在1×10－6～2×10－6 s 内，极板上电荷量正在增大，说明LC振荡电路正在充电，回路中振荡电流正在减小，磁场能向电场能转化．
电磁振荡中的“电”不仅指电容器两极板上的电荷，也指该电荷产生的电场(电场强度、电势差、电场能)；“磁”不仅指线圈中的电流，也指该电流产生的磁场(磁场能、磁感应强度)．电磁振荡是指这些电荷、电场、电流、磁场都随时间做周期性变化的现象． 电容器充放电与能量转化：电容器充电时，磁场能转化为电场能；电容器放电时，电场能转化为磁场能．
A．在t1时刻电容器正在充电B．在t2时刻电容器两极间电场正在增强C．在t1时刻电路中电流正在增大D．在t2时刻自感线圈中磁场正在增强【答案】BC
变式2　在LC振荡电路中，电容器放电时间的长短决定于(　　)A．充电电压的大小B．电容器带电荷量的多少C．放电电流的大小D．电容C和电感L的数值【答案】D
LC回路的周期、频率都由电路本身的特性(L、C值)决定．由于与电容器极板上电荷量的多少、板间电压的高低、是否接入电路中等因素无关，所以称为电路的固有周期和固有频率．
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；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．
判断LC回路处于放电或充电过程的方法
例3　(多选)如图甲为LC振荡电路，其中图乙描绘的是流过电路中M点的电流随时间变化规律的图线，假设回路中电流顺时针方向为正．则下列说法正确的是(　　)
A．在第1 s末到第2 s末的过程中电容器正在向外电路放电B．在第1 s末到第2 s末的过程中电容器的下极板带负电C．在第2 s末到第3 s末的过程中M点的电势比N点的电势低D．在第2 s末到第3 s末的过程中电路中电场能正在逐渐减小【答案】CD
【解析】在第1 s末到第2 s末的过程中，振荡电流是充电电流，充电电流是由上极板流向下极板，则下极板带正电，A、B错误；在第2 s末到第3 s末的过程中，振荡电流是放电电流，电场能正在减小，磁场能正在增大，放电电流是由下极板流向上极板，由于电流为负值，所以由N流向M，则N点的电势高，C、D正确．
1．如图所示为LC电路产生电磁振荡的一个循环过程．从图中状态(a)开始，经过一个周期又回到初始态(e)，则对于方框中三个状态在该周期中出现的先后顺序正确的是(　　)
A．①②③B．③②①C．③①②D．②①③【答案】C【解析】在电磁振荡中，磁场能与电场能周期性地相互转化，电磁振荡过程如下图所示．
2．(2021年南京鼓楼区二模)如图所示的LC振荡电路，当开关S转向右边发生振荡后，下列说法中正确的是(　　)A．振荡电流达到最大值时，电容器上的带电荷量最大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
【答案】B【解析】当电流达最大时，此时磁场能最大，电场能最小，电容器上的带电荷量为零，A错误，B正确；当电流为零时，充电完成，此时磁场能为零，电场能最大，C错误；由振荡电路的周期性可知，振荡电流相邻两次为零时间间隔等于振荡周期的一半，D错误．
3．如图所示是LC振荡电路某时刻的情况，以下说法正确的是(　　)A．电容器正在放电B．电容器正在充电C．电感线圈中的电流正在增大D．电容器两极板间的电场能正在减小
【答案】B【解析】由题图螺线管中的磁感线方向可以判定出此时LC电路正在沿逆时针方向充电，A错误，B正确．充电时电流在减小，电感线圈中的磁场能正在减弱，电容器两极板间的电场能正在增大，C、D错误．
4．(多选)(2021年福州测试)一个LC振荡回路，若要降低振荡电流的频率，下列调节正确的是(　　)A．增加谐振线圈的匝数B．在线圈中插入铁芯C．降低电源电压D．把可变电容器的电容调小些【答案】AB