《第三课时电磁振荡电磁波精选文档.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第三课时电磁振荡电磁波精选文档.ppt（24页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第三课时电磁振荡电磁波本讲稿第一页，共二十四页电电磁磁振振荡荡的的过过程程两个两个过程过程两个两个时刻时刻充电过程充电过程放电过程放电过程充电完充电完毕时刻毕时刻放电完放电完毕时刻毕时刻对电容器：对电容器：对电感线圈：对电感线圈：Q、U、E增大增大B、I减少减少对电容器：对电容器：对电感线圈：对电感线圈：Q、U、E减少减少B、I增大增大对电容器：对电容器：对电容器：对电容器：对电感线圈：对电感线圈：对电感线圈：对电感线圈：Q、U、E为零为零Q、U、E最大最大B、I最大最大B、I为零为零电磁振荡的周期：电磁振荡的周期：本讲稿第二页，共二十四页一、麦克斯韦电磁场理论：一、麦克斯韦电磁场理论：1、内
2、容：、内容：变化的磁场产生电场；变化的磁场产生电场；变化的电场产生磁场。变化的电场产生磁场。2、解读：、解读：（1）对）对“变化变化”的理解的理解变变化化均匀变化均匀变化非均匀变化非均匀变化产生产生不变不变的场的场产生产生变化变化的场的场（2）他们的方向关系：）他们的方向关系：相互相互垂直垂直本讲稿第三页，共二十四页二、电磁场的产生：二、电磁场的产生：非均匀变非均匀变化的电场化的电场非均匀变非均匀变化的磁场化的磁场非均匀变非均匀变化的电场化的电场。电磁场电磁场电磁波电磁波电磁场在空电磁场在空间传播间传播本讲稿第四页，共二十四页四、电磁波的特点：四、电磁波的特点：1、电磁波属于横波。、电磁波属于
3、横波。2、电磁波的波长、波速和周期。、电磁波的波长、波速和周期。（1）在真空中波速为光速。）在真空中波速为光速。（2）三者关系：）三者关系：3、电磁波与机械波的对比：、电磁波与机械波的对比：（1）产生机理不同；）产生机理不同；（2）传播原理不同。电磁波的传播不需介质。）传播原理不同。电磁波的传播不需介质。注：注：电磁波是麦克斯韦预言了其存在，赫电磁波是麦克斯韦预言了其存在，赫兹用实验证实了它的存在，并测出了电磁兹用实验证实了它的存在，并测出了电磁波的速度。波的速度。本讲稿第五页，共二十四页一、电磁振荡一、电磁振荡电路中的电荷和电流以及跟它们联系的电场和磁电路中的电荷和电流以及跟它们联系的电场和
4、磁场作周期性变化的现象。场作周期性变化的现象。在电磁振荡过程中产生的大小、方向周期性变化的电流在电磁振荡过程中产生的大小、方向周期性变化的电流叫振荡电流。叫振荡电流。产生振荡电流的电路称为振荡电路。产生振荡电流的电路称为振荡电路。LC注意注意:1.在没有能量损失的电磁振荡过程中，电场能和磁场能的在没有能量损失的电磁振荡过程中，电场能和磁场能的总和保持不变。总和保持不变。2.电场能决定于电荷电场能决定于电荷q，磁场能决定于电流，磁场能决定于电流i3.当电容器上的电荷当电容器上的电荷q、电压、电压u最大时电路中电流最大时电路中电流i=0当当q、u为为0时时,线圈中的磁场线圈中的磁场B和电路中电流和
5、电路中电流i最大。最大。本讲稿第六页，共二十四页电磁振荡的周期和频率电磁振荡的周期和频率电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间叫周期电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间叫周期T，1秒内完成周期性变化的次数叫频率秒内完成周期性变化的次数叫频率f。LC振荡电路的固有周期振荡电路的固有周期固有频率固有频率C越大越大T越大是因为：加在电容器上的电压一定时，电容越大是因为：加在电容器上的电压一定时，电容C越大，它容纳的电量就越多，放电和充电的时间就越长，越大，它容纳的电量就越多，放电和充电的时间就越长，周期就越大；周期就越大；L越大越大T也越大是因为：也越大是因为：L越大，自感阻碍变化的作用就越越大，自感
6、阻碍变化的作用就越强，电容放电和充电需要的时间就长。强，电容放电和充电需要的时间就长。实践中需要改变振荡电路的固有周期或固有频率，如实践中需要改变振荡电路的固有周期或固有频率，如改变较大可改变线圈的电感，如改变不太大可调节可变电改变较大可改变线圈的电感，如改变不太大可调节可变电容器的电容。容器的电容。本讲稿第七页，共二十四页电磁场电磁场1.周期性变化电场和周期性变化的磁场总是相互联系着的，周期性变化电场和周期性变化的磁场总是相互联系着的，形成一个不可分割的统一体，这就是电磁场。形成一个不可分割的统一体，这就是电磁场。2.麦克斯韦的电磁理论的两大支柱：麦克斯韦的电磁理论的两大支柱：变化的磁场在其
7、周围空间产生电场，均匀变化的磁场变化的磁场在其周围空间产生电场，均匀变化的磁场产生稳定的电场，不均匀变化的产生稳定的电场，不均匀变化的磁场产生变化的电场，周磁场产生变化的电场，周期性变化的磁场则产生的同频率周期性变化的电场。期性变化的磁场则产生的同频率周期性变化的电场。变化的电场在其周围空间产生磁场，均匀变化的电场产生变化的电场在其周围空间产生磁场，均匀变化的电场产生稳定的磁场，不均匀变化的电场产生变化的磁场，周期性变化稳定的磁场，不均匀变化的电场产生变化的磁场，周期性变化的电场则产生的同频率周期性变化的磁场。的电场则产生的同频率周期性变化的磁场。本讲稿第八页，共二十四页二、电磁波二、电磁波空
8、间中某处电场交变变化就在周围空间产生交变磁场，交变磁场空间中某处电场交变变化就在周围空间产生交变磁场，交变磁场又在周围空间产生交变电场，又在周围空间产生交变电场，电场和磁场就这样交替变化逐渐电场和磁场就这样交替变化逐渐由变化的区域传播出去形成电磁波。电磁场由近及远地传播，就形由变化的区域传播出去形成电磁波。电磁场由近及远地传播，就形成电磁波。成电磁波。麦克斯韦电磁场理论的这个预言已为赫兹实验证实。麦克斯韦电磁场理论的这个预言已为赫兹实验证实。不同频率的电磁波在真空中传播的速度相同，都等于不同频率的电磁波在真空中传播的速度相同，都等于c=3.00108m/s。在介质中电磁波的传播速度。在介质中电
9、磁波的传播速度v小于小于c，若介质，若介质折射率为折射率为n，则，则v=c/n电磁波的传播速度电磁波的传播速度v与频率与频率f、波长、波长的关系是的关系是v=f电磁电磁波由一种媒质进入另一种媒质时频率不变，传播速度和波由一种媒质进入另一种媒质时频率不变，传播速度和波长会发生变化。波长会发生变化。LC振荡电路发射的电磁波的波长。振荡电路发射的电磁波的波长。本讲稿第九页，共二十四页三、电磁波的发射三、电磁波的发射要有效地向外发射电磁波，对振荡电路的要求是：要有效地向外发射电磁波，对振荡电路的要求是：(1)振荡频率足够高振荡频率足够高，振荡电路辐射电磁波的能量与频，振荡电路辐射电磁波的能量与频率的率
10、的4次方成正比；次方成正比；(2)振荡电路的电场和磁场尽可能分散到尽可能大的空振荡电路的电场和磁场尽可能分散到尽可能大的空间，采用间，采用开放电路开放电路；(3)振荡电路的天线的长度与发射电磁波的波长相差不多。振荡电路的天线的长度与发射电磁波的波长相差不多。本讲稿第十页，共二十四页晶体二极管的导电特性是单向导电性。晶体二极管的导电特性是单向导电性。当二极管正极电势高于负极时，二极管导通，有电流流过当二极管正极电势高于负极时，二极管导通，有电流流过二极管，二极管表现出对电流的阻碍作用很小。二极管，二极管表现出对电流的阻碍作用很小。当二极管负极电势高于正极当二极管负极电势高于正极(反向电压反向电压
11、)时，二极管截止，只时，二极管截止，只有极小的电流流过二极管，表现出对电流的阻碍作用很大。有极小的电流流过二极管，表现出对电流的阻碍作用很大。对理想二极管可认为：导通时二极管电阻为零，截止时对理想二极管可认为：导通时二极管电阻为零，截止时二极管电阻无穷大。二极管电阻无穷大。二极管的好坏可用欧姆表判定，好的二极管正极接黑表笔、负二极管的好坏可用欧姆表判定，好的二极管正极接黑表笔、负极接红表笔时电阻应很小，负极接黑表笔，正极接红表笔时电阻应极接红表笔时电阻应很小，负极接黑表笔，正极接红表笔时电阻应很大，否则就不是好二极管。二极管的单向导电性可用来整流很大，否则就不是好二极管。二极管的单向导电性可用
12、来整流(把把交流电变成直流电交流电变成直流电)、检波、稳压等。、检波、稳压等。本讲稿第十一页，共二十四页(A)电容器电容器C放电，放电，A板上正电荷逐渐减小，板上正电荷逐渐减小，LC回路中电流逐渐回路中电流逐渐增大，当增大，当t=T/4时电流达到最大时电流达到最大(B)电容器电容器C放电，放电，A板上正电荷逐渐减少，板上正电荷逐渐减少，LC回路中电流逐渐减回路中电流逐渐减小，小，t=0时放电电流最大时放电电流最大(C)电容器电容器C被充电，被充电，B板上正电荷逐渐增多，板上正电荷逐渐增多，LC回路中电回路中电流逐渐减小，到流逐渐减小，到t=T/4时电流为零时电流为零(D)电容器电容器C被充电，
13、被充电，A板上正电荷逐渐增多，板上正电荷逐渐增多，LC回路中电回路中电流逐渐减小，到流逐渐减小，到t=T/4时电流为零时电流为零1、如图所示，、如图所示，L是直流电阻可以忽略的电感线圈，是直流电阻可以忽略的电感线圈，LC振荡电振荡电路工作时的周期为路工作时的周期为T，在，在t=0时断开电键时断开电键K，则在，则在0到到T/4这段时这段时间内，下列叙述正确的是（间内，下列叙述正确的是（）LCBA点拨：点拨：K接通时，接通时，L的电阻为的电阻为0，所，所以以UC=0q=0IL最大最大C本讲稿第十二页，共二十四页2、一个无线电发射机、一个无线电发射机,要使它发射的电磁波的波长由要使它发射的电磁波的波
14、长由1变为变为21,保持振荡电路中的电感不变保持振荡电路中的电感不变,则电路中的电则电路中的电容将变为容将变为原来的原来的()(A)2倍倍(B)4倍倍(C)倍倍(D)倍倍B3、LC回路中电容两端的电压回路中电容两端的电压u随时间随时间t变化的关系如变化的关系如图所示（图所示（）(A)在时刻在时刻t1，电路中的电流最大，电路中的电流最大(B)在时刻在时刻t2，电路的磁场能最大，电路的磁场能最大(C)从时刻从时刻t2至至t3，电路的电场能不断增大，电路的电场能不断增大(D)从时刻从时刻t3至至t4，电容的带电量不断增大，电容的带电量不断增大ut10tt2t3t4BC本讲稿第十三页，共二十四页4、要
15、使开放式振荡电路发射的电磁波的频率增大，可以采用、要使开放式振荡电路发射的电磁波的频率增大，可以采用的方法是的方法是()(A)提高电容器的充电电压提高电容器的充电电压(B)将电容器的动片旋出一些将电容器的动片旋出一些(C)增大电感线圈的匝数增大电感线圈的匝数(D)将软铁心插入线圈中将软铁心插入线圈中B本讲稿第十四页，共二十四页5、在、在LC振荡电路中，下列说法正确的是振荡电路中，下列说法正确的是()(A)电容器充放电一次，所用的时间是一个周期电容器充放电一次，所用的时间是一个周期(B)电感线圈的电感量增大时，电容器的充、放电过程电感线圈的电感量增大时，电容器的充、放电过程变慢变慢(C)回路中电
16、流最大时，电感线圈两端的电压为零回路中电流最大时，电感线圈两端的电压为零(D)从电容器放电开始计时，当从电容器放电开始计时，当(k=1，2，)时电流为零。时电流为零。BCD本讲稿第十五页，共二十四页6、关于电磁场的理论、关于电磁场的理论,下面的说法中下面的说法中,正确的是正确的是()(A)变化的电场周围产生的磁场一定是变化的变化的电场周围产生的磁场一定是变化的(B)变化的电场周围产生的磁场不一定是变化的变化的电场周围产生的磁场不一定是变化的(C)均匀变化的磁场周围产生的电场也是均匀变化的均匀变化的磁场周围产生的电场也是均匀变化的(D)振荡电场周围产生的磁场也是振荡的振荡电场周围产生的磁场也是振
17、荡的BD本讲稿第十六页，共二十四页7、关于振荡电路的下述说法中、关于振荡电路的下述说法中,正确的是正确的是()(A)电容器带电量为零的时刻电容器带电量为零的时刻,振荡电流达到最大值振荡电流达到最大值(B)振荡电流做周期性变化振荡电流做周期性变化,每秒钟变化的次数为每秒钟变化的次数为(C)电容器充电时电容器充电时,磁场能逐渐转化为电场能磁场能逐渐转化为电场能(D)振荡电流减小时振荡电流减小时,电场能逐渐转化为磁场能电场能逐渐转化为磁场能ABC本讲稿第十七页，共二十四页8、在、在LC振荡电路中产生振荡电流的过程中，理想的振荡电路中产生振荡电流的过程中，理想的情况是能量没有损耗，振荡电流的振幅保持不
18、变。但情况是能量没有损耗，振荡电流的振幅保持不变。但实际的振荡电路如果没有外界能量的及时补充，振荡实际的振荡电路如果没有外界能量的及时补充，振荡电流的振幅总是要逐渐减小。下面的几种情况中，哪电流的振幅总是要逐渐减小。下面的几种情况中，哪些是造成振幅减小的原因（些是造成振幅减小的原因（）(A)电路中电阻对电流的阻碍作用电路中电阻对电流的阻碍作用(B)线圈中铁芯内感应电流产生热量线圈中铁芯内感应电流产生热量(C)线圈自感电动势对电流的阻碍作用线圈自感电动势对电流的阻碍作用(D)向空间辐射电磁波向空间辐射电磁波ABD本讲稿第十八页，共二十四页9、用一个平行板电容器和一个线圈组成、用一个平行板电容器和
19、一个线圈组成LC振荡电路振荡电路,要增要增大电路发射电磁波的波长大电路发射电磁波的波长,可采用的办法是可采用的办法是()(A)增大电容器两极板间的距离增大电容器两极板间的距离(B)减小电容器两极板间的距离减小电容器两极板间的距离(C)减小电容器两极板间的正对面积减小电容器两极板间的正对面积(D)在电容器两极板间插入电介质在电容器两极板间插入电介质BD本讲稿第十九页，共二十四页10、按着麦克斯韦磁场理论，以下说法中正确的是、按着麦克斯韦磁场理论，以下说法中正确的是（）（A）稳定的电场周围产生稳定的磁场，稳定的磁场周）稳定的电场周围产生稳定的磁场，稳定的磁场周围产生稳定的电场围产生稳定的电场（B）
20、变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生）变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场电场（C）均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，均匀变）均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，均匀变化的磁场周围产生稳定的电场化的磁场周围产生稳定的电场（D）振荡电场周围产生同频率的振荡磁场，振荡磁场周）振荡电场周围产生同频率的振荡磁场，振荡磁场周围产生同频率的振荡电场围产生同频率的振荡电场BCD本讲稿第二十页，共二十四页11、波长为、波长为1.5mm的电磁波的频率为的电磁波的频率为_Hz，周，周期为期为_s21011510-1212、在、在LC振荡回路中，振荡回路中，L2104H，C2106F，则电容，则电容器
21、的带电量从最大变为零经过的最短时间为器的带电量从最大变为零经过的最短时间为s3.1410-5本讲稿第二十一页，共二十四页13、LC振荡电路中电感线圈的振荡电路中电感线圈的L16H，电容器的，电容器的C144pF，这电路的固有频率，这电路的固有频率f=Hz，向外，向外辐射的电磁波的波长辐射的电磁波的波长_mf=1/T=3.3106HzcT=0.9m3.31060.9本讲稿第二十二页，共二十四页14、图中正弦曲线表示、图中正弦曲线表示LC振荡电路中电流随时间变化的振荡电路中电流随时间变化的图像，若以回路中顺时针方向为电流正方向，以电容器上图像，若以回路中顺时针方向为电流正方向，以电容器上方极板带正
22、电时极板上的电压为正，请在图示坐标中画出方极板带正电时极板上的电压为正，请在图示坐标中画出电容器极板上电压变化曲线的示意图。电容器极板上电压变化曲线的示意图。LCi0tu0t解：解：t=0时，顺时针方向的电流从时，顺时针方向的电流从0开始增大，则电容器下板的正电荷开始增大，则电容器下板的正电荷从最大开始放电，此时上板带负电，从最大开始放电，此时上板带负电，电量最大，电压也为负的最大值。电量最大，电压也为负的最大值。画出画出ut图线如图示。图线如图示。本讲稿第二十三页，共二十四页15、如下图所示的、如下图所示的LC振荡回路中振荡电流的周期为振荡回路中振荡电流的周期为2102s自振荡电流沿反时针方
23、向达最大值时开始计时，当自振荡电流沿反时针方向达最大值时开始计时，当t1=3.4102s时，电容器正处于时，电容器正处于_（填充电、放电、（填充电、放电、充电完毕或放电完毕）这时电容器上极板充电完毕或放电完毕）这时电容器上极板_（填（填带正电、带负电或不带电）带正电、带负电或不带电）LC解：解：t=0时电流沿反时针方向达最大，表明电容器上板的时电流沿反时针方向达最大，表明电容器上板的正电荷刚好放电结束，电量正电荷刚好放电结束，电量q=0。以上板带正电为正值，画。以上板带正电为正值，画出出qt图线如图示，图线如图示，q0tt1=3.4102s=1.7T1.5Tt1=1.7T1.75Tt1充电充电正电正电本讲稿第二十四页，共二十四页