2013年沪科版物理选修3-4精品课件 第3章第3.2 电磁波的发现.ppt

1、32电磁波的发现目标导航目标导航1.知道赫兹实验以及它的重大意义2知道什么是振荡电路和振荡电流以及LC回路中振荡电流的产生过程(重点、难点)知道产生电磁振荡过程中，LC振荡电路中的能量转换情况(重点)4知道什么样的电磁振荡和电路有利于向外发射电磁波新知初探自学导引一、电磁波预言的实现赫兹实验赫兹首先在实验中发现了_,用事实证明了_理论的正确性电磁波麦克斯韦电磁场二、电磁振荡1.电磁振荡的产生(1)振荡电流和振荡电路振荡电流：大小和方向都做_迅速变化的电流振荡电路：产生_的电路LC振荡电路：由_和_组成，是最简单的振荡电路周期性振荡电流线圈L电容器C(2)电磁振荡的产生如图所示，电容器充电完毕后

2、，将开关S掷向b，这一瞬间，电容器开始放电，电路中没有电流，此时电容器里_最强，电路里的能量全部以_的形式储存在电容器的电场中电场电场能电容器开始放电后,由于线圈的自感作用,放电电流由零逐渐增大，此过程中，电容器极板上的_逐渐减小，电容器里的电场逐渐减弱，线圈的磁场逐渐增强，电场能逐渐转化为_，振荡电流逐渐增大，直到放电完毕，电流达到最大电荷磁场能电容器放电完毕时，由于线圈的_作用，电流保持原来的方向逐渐减小，电容器将进行反向充电，此过程中，线圈的_逐渐减弱，电容器里的电场逐渐增强，磁场能逐渐转化为电场能，振荡电流逐渐减小，直到充电完毕，电流减小为零自感磁场2.电磁振荡的周期和频率(1)周期：

3、电磁振荡完成_需要的时间(2)频率：1 s内完成的周期性变化的_.(3)说明：如果没有能量损失，也不受其他外界影响，这时的周期和频率叫振荡电路的_和_，简称振荡电路的周期和频率一次周期性变化次数固有周期固有频率3.LC电路的周期(频率)理论分析表明，LC电路的周期T与自感系数L、电容C的关系式是_，所以其振荡的频率_T2三、电磁波的发射如图所示是发射无线电波的装置，虚线框内是发射无线电波的_电路,其中是_，是_；振荡器产生的高频振荡电流通过L2与L1的_作用，使L1中产生同频率的高频振荡电流，在虚线框内电路中激发出无线电波，向周围空间发射开放天线地线互感能量要点探究讲练互动要点一电磁振荡的产生

4、及各量变化规律学案导引1.LC电路中电磁振荡是怎样产生的？2.LC电路中各物理量随时间如何变化？1.LC振荡电路中一个周期内的几个状态振荡电流图像电路状态时刻t0T/4T/23T/4T电荷量q 最多0最多0最多电场能最大0最大0最大电流i0正向最大0反向最大0磁场能0最大0最大02.LC回路中各量间的变化规律及对应关系(1)同步同变关系在LC回路发生电磁振荡的过程中，电容器上的物理量：电荷量q、电场强度E、电场能EE是同时同向变化的，即：qEEE(或qEEE)振荡线圈上的物理量：振荡电流i、磁感应强度B、磁场能EB也是同步同向变化的，即:iBEB(或iBEB)(2)同步异变关系在LC回路产生电

5、磁振荡的过程中，电容器上的三个物理量q、E、EE与线圈中的三个物理量i、B、EB是同步异向变化的，即q、E、EE同时减小时，i、B、EB同时增大，且它们是同步的，也即q、E、EE同步异向变化,i、B、EB.例1在LC振荡电路中，下列哪个说法是正确的()A电容器开始放电时，电路中电流最大B电路中电流最大时,电路中的电场能最小C电容器放电结束时，电路中的电流最大D电容器反向充电开始时，电路中的磁场能最大【思路点拨】解此题的关键：正确理解LC振荡电路中电容器和线圈的作用【精讲精析】在电容器放电过程中，电流由零逐渐增大，线圈中产生的自感电动势虽然和电流方向相反，要阻碍电流的增大，但不能阻止电流的增大因

6、此尽管随着放电过程的进行，加在线圈两端的电压不断减小，但是线圈中的电流却不断增大，直至放电结束,线圈两端电压减小为零,电流达到最大从能量转化的角度更容易理解其大小变化的关系：在电容器放电过程中，电容器电荷量逐渐减小，磁场能逐渐增大,磁场逐渐增强,这只有电流逐渐增大才能实现直至放电结束，电容器电荷量为零，电场能全部转化为磁场能，电流达到最大由上述分析可知，答案为B、C、D.【答案】BCD【规律方法】分析该电路时应以电容器和线圈的特性为依据线圈中产生的是自感电动势而不是电阻，而自感电动势会阻碍电流的变化，但并不能阻止电流的变化因此，刚开始放电时,电路中的电流只能逐渐增大,直至最大而不是立刻达到最大

7、变式训练学案导引1.LC振荡电路如何才能有效发射电磁波？2.LC电磁振荡电路的周期与哪些因素有关？要点二电磁波的发射原理一般来说，电容器两极板间的正对面积的改变较为方便，只需要将可变电容器的动片旋出或旋入，便可改变电容C的大小，所以，通常用改变电容器正对面积的方法改变LC振荡电路的振荡周期和频率例2在LC振荡电路中，用以下的哪种办法可以使振荡频率增加一倍()A自感L和电容C都增大一倍B自感L增大一倍，电容C减小一半C自感L减小一半，电容C增大一倍D自感L和电容C都减小一半【答案】D变式训练2.有一LC振荡电路，能产生一定波长的电磁波，若要产生波长比原来短些的电磁波，可采取的措施为()A增加线圈的匝数B在线圈中插入铁芯C减小电容器极板间的距离D减小电容器极板正对面积热点示例创新拓展电磁振荡的综合计算经典案例(10分)(2012济南高二检测)在LC振荡电路中，线圈的自感系数L2.5 mH，电容C4 F.(1)该回路的周期多大？(2)设t0时,电容器上电压最大，在t9.0103 s时，通过线圈的电流是增大还是减小，这时电容器是处在充电过程还是放电过程？【答案】见解题样板