电磁波的发现电磁振荡人教选修学习教案

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1、会计学1电磁波的发现电磁波的发现(fxin)电磁振荡人教选修电磁振荡人教选修第一页，共81页。第1页/共81页第二页，共81页。第2页/共81页第三页，共81页。第3页/共81页第四页，共81页。第4页/共81页第五页，共81页。第5页/共81页第六页，共81页。第6页/共81页第七页，共81页。第7页/共81页第八页，共81页。第8页/共81页第九页，共81页。第9页/共81页第十页，共81页。第10页/共81页第十一页，共81页。第11页/共81页第十二页，共81页。第12页/共81页第十三页，共81页。第13页/共81页第十四页，共81页。1.1.请仔细分析实验请仔细分析实验: :变化的

2、磁场产生电场变化的磁场产生电场, ,探究探究(tnji)(tnji)分析以下问题分析以下问题: :第14页/共81页第十五页，共81页。（1 1）线圈中产生感应电流说明）线圈中产生感应电流说明(shumng)(shumng)了什么？了什么？提示：麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中产生电场，正是这种电场在线圈中驱使自由电子做定向的移动，产生了感应电流提示：麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中产生电场，正是这种电场在线圈中驱使自由电子做定向的移动，产生了感应电流. .（2 2）如果用不导电的塑料线绕制线圈，线圈中还会有电流、电场吗？）如果用不导电的塑料线绕制线圈，线圈中还会有电流、电场吗？提示：有电场、无电

3、流提示：有电场、无电流. . 第15页/共81页第十六页，共81页。（3 3）想象线圈不存在时线圈所在处的空间还有电场吗？）想象线圈不存在时线圈所在处的空间还有电场吗？ 提示：有提示：有. .麦克斯韦认为麦克斯韦认为(rnwi)(rnwi)线圈只不过用来显示电场的存在，线圈不存在时，变化的磁场同样在周围空间产生电场，即这是一种普遍存在的现象，跟闭合电路是否存在无关线圈只不过用来显示电场的存在，线圈不存在时，变化的磁场同样在周围空间产生电场，即这是一种普遍存在的现象，跟闭合电路是否存在无关. .第16页/共81页第十七页，共81页。2.2.关于关于“变化的电场产生磁场变化的电场产生磁场”的观点，

4、麦克斯韦是在什么情况下提出的？的观点，麦克斯韦是在什么情况下提出的？提示：提示：“变化的电场产生磁场变化的电场产生磁场”这一观点是在他相信自然规律和谐统一的基础上而假设的，他相信磁场和电场有对称之美这一观点是在他相信自然规律和谐统一的基础上而假设的，他相信磁场和电场有对称之美. .他认为：既然他认为：既然(jrn)(jrn)变化的磁场能够在空间产生电场，那么变化的电场也能够在空间产生磁场变化的磁场能够在空间产生电场，那么变化的电场也能够在空间产生磁场. .第17页/共81页第十八页，共81页。3.3.麦克斯韦关于电磁场理论的基本麦克斯韦关于电磁场理论的基本(jbn)(jbn)论点是什么？用麦克

5、斯韦的电磁场理论说明电磁波是怎样产生的？论点是什么？用麦克斯韦的电磁场理论说明电磁波是怎样产生的？提示：麦克斯韦电磁场理论基本提示：麦克斯韦电磁场理论基本(jbn)(jbn)论点：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场论点：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场. .根据这两个基本根据这两个基本(jbn)(jbn)论点，麦克斯韦进一步推断：如果在空间某处有周期性变化的电场，那么这个变化的电场就在空间产生周期性变化的磁场；这个变化的磁场又会引起新的变化的电场论点，麦克斯韦进一步推断：如果在空间某处有周期性变化的电场，那么这个变化的电场就在空间产生周期性变化的磁场；这个变化的磁场又会引起新的变化的

6、电场于是，变化的电场和变化的磁场交替产生，从而形成由近至远向周围传播的电磁波于是，变化的电场和变化的磁场交替产生，从而形成由近至远向周围传播的电磁波, ,如图如图: :第18页/共81页第十九页，共81页。第19页/共81页第二十页，共81页。4.4.分析总结电磁波与机械波有哪些区别？分析总结电磁波与机械波有哪些区别？提示：（提示：（1 1）电磁波是横波）电磁波是横波(hngb)(hngb)，机械波有横波，机械波有横波(hngb)(hngb)和纵波两类和纵波两类. .（2 2）电磁波的速度（在真空中等于光速）远大于机械波（例如，空气中的声速在常温下只有）电磁波的速度（在真空中等于光速）远大于机

7、械波（例如，空气中的声速在常温下只有340 m/s).340 m/s).（3 3）电磁波的传播不需要介质（在真空中也能传播），而机械波的传播必须有介质）电磁波的传播不需要介质（在真空中也能传播），而机械波的传播必须有介质. .（4 4）电磁波向外传播的是电磁能，机械波传播的是机械能）电磁波向外传播的是电磁能，机械波传播的是机械能. .第20页/共81页第二十一页，共81页。（1 1）变化的磁场产生的电场叫感应电场）变化的磁场产生的电场叫感应电场, ,它的电场线是闭合的它的电场线是闭合的, ,静电荷周围静电荷周围(zhuwi)(zhuwi)产生的电场叫静电场产生的电场叫静电场, ,它的电场线是由

8、正电荷起到负电荷止它的电场线是由正电荷起到负电荷止, ,是不闭合的是不闭合的. .（2 2）恒定的电场不产生磁场，恒定的磁场不产生电场）恒定的电场不产生磁场，恒定的磁场不产生电场. .（3 3）电磁场是由变化的电场和变化的磁场交替产生的）电磁场是由变化的电场和变化的磁场交替产生的, ,所以电磁场是一种特殊的物质所以电磁场是一种特殊的物质. .第21页/共81页第二十二页，共81页。（4 4）电磁波的特点）电磁波的特点电磁波是横波电磁波是横波. .不需要传播介质不需要传播介质, ,可以可以(ky)(ky)在真空中传播在真空中传播. .传播速度等于光速传播速度等于光速, ,光是一种电磁波光是一种电

9、磁波. .电磁波具有波的特性电磁波具有波的特性. .第22页/共81页第二十三页，共81页。典例典例1 1 应用麦克斯韦的电磁场理论判断，如图所示的表示应用麦克斯韦的电磁场理论判断，如图所示的表示(biosh)(biosh)电场产生磁场（或磁场产生电场）的关系图象中（每个选项中的上图表示电场产生磁场（或磁场产生电场）的关系图象中（每个选项中的上图表示(biosh)(biosh)的是变化的场，下图表示的是变化的场，下图表示(biosh)(biosh)的是变化的场产生的另外的场），正确的是的是变化的场产生的另外的场），正确的是第23页/共81页第二十四页，共81页。【规范解答】选【规范解答】选B

10、B、C.AC.A中的上图是稳定的磁场，由麦克斯韦电磁场理论可知不会产生电场，故中的上图是稳定的磁场，由麦克斯韦电磁场理论可知不会产生电场，故A A选项错误；选项错误；B B中的上图是均匀变化的电场，应该产生稳定的磁场，故中的上图是均匀变化的电场，应该产生稳定的磁场，故B B选项正确；选项正确；C C中的上图是振荡中的上图是振荡(zhndng)(zhndng)的磁场，它能产生相同频率的电场，且相位差为的磁场，它能产生相同频率的电场，且相位差为/2/2，故，故C C选项正确；选项正确；D D中的上图是振荡中的上图是振荡(zhndng)(zhndng)的电场，在其空间产生振荡的电场，在其空间产生振荡

11、(zhndng)(zhndng)的磁场，但下图中的图象与上图相比较，相位差为的磁场，但下图中的图象与上图相比较，相位差为，故，故D D选项错误选项错误. .第24页/共81页第二十五页，共81页。电场和磁场的变化电场和磁场的变化(binhu)(binhu)关系关系第25页/共81页第二十六页，共81页。 【变式备选】下列关于电磁波与机械波的说法正确的是【变式备选】下列关于电磁波与机械波的说法正确的是 （ ）A A机械波和电磁波的传播都需要介质机械波和电磁波的传播都需要介质B B机械波和电磁波都是横波机械波和电磁波都是横波C C机械波和电磁波都是传播能量或信息的一种方式机械波和电磁波都是传播能量

12、或信息的一种方式D D公式公式(gngsh)v(gngsh)vff都适用都适用【解析】选【解析】选C C、D.D.机械波的传播需要介质机械波的传播需要介质, ,电磁波的传播不需电磁波的传播不需要介质要介质,A,A错错; ;电磁波是横波电磁波是横波, ,机械波可能是横波机械波可能是横波, ,也可能是纵也可能是纵波波,B,B错错; ;机械波传播的是机械能机械波传播的是机械能, ,电磁波传播的是电磁能电磁波传播的是电磁能,C,C对对; ;机械波和电磁波都是波机械波和电磁波都是波, ,一切关于波计算的公式一切关于波计算的公式(gngsh)(gngsh)都适用都适用,D,D对对. .第26页/共81页第

13、二十七页，共81页。1.1.图是赫兹实验的原理图图是赫兹实验的原理图, ,在实验中实验现象在实验中实验现象(xinxing)(xinxing)是什么？说明了什么？是什么？说明了什么？第27页/共81页第二十八页，共81页。提示：当感应圈两个金属球间有火花通过时，导线环两个小球间也跳过了火花提示：当感应圈两个金属球间有火花通过时，导线环两个小球间也跳过了火花. .实验说明了电磁波从发射器到达了接收器，电磁振荡能在空间向远处传播实验说明了电磁波从发射器到达了接收器，电磁振荡能在空间向远处传播(chunb)(chunb)，进而证明了麦克斯韦电磁理论是正确的，进而证明了麦克斯韦电磁理论是正确的. .第

14、28页/共81页第二十九页，共81页。2.2.赫兹实验的意义是什么？赫兹实验的意义是什么？提示：赫兹的实验证实提示：赫兹的实验证实(zhngsh)(zhngsh)了电磁波的存在了电磁波的存在, ,为无线电技术的发展开拓了道路为无线电技术的发展开拓了道路. .第29页/共81页第三十页，共81页。（1 1）图中）图中A A、B B两个小球相当于发射器，两个小球相当于发射器，C C、D D两个小球相当于接收器两个小球相当于接收器. .（2 2）后人为了纪念赫兹）后人为了纪念赫兹, ,把频率把频率(pnl)(pnl)的单位定义为赫兹的单位定义为赫兹. .第30页/共81页第三十一页，共81页。典例典

15、例2 2 下列关于电磁波的说法正确的是下列关于电磁波的说法正确的是A A电磁波是电磁场由近及远的传播电磁波是电磁场由近及远的传播B B电磁波在任何介质中的传播速度都为电磁波在任何介质中的传播速度都为3 3108 m/s108 m/sC C电磁波也能发生干涉和衍射电磁波也能发生干涉和衍射(ynsh)(ynsh)现象现象D D电磁波由真空进入某种介质时，波长将变短电磁波由真空进入某种介质时，波长将变短第31页/共81页第三十二页，共81页。解答本题时注意以下几点解答本题时注意以下几点: :（1 1）电磁波的产生）电磁波的产生. .（2 2）电磁波在真空）电磁波在真空(zhnkng)(zhnkng)

16、中的波速等于光速，而在介质中的波速将变小中的波速等于光速，而在介质中的波速将变小. .（3 3）电磁波具有波的共性，即能发生衍射、干涉、折射等现象）电磁波具有波的共性，即能发生衍射、干涉、折射等现象. .第32页/共81页第三十三页，共81页。【规范解答】选【规范解答】选A A、C C、D.D.电磁波是变化的电场和变化的磁场交替产生电磁波是变化的电场和变化的磁场交替产生, ,由近及远由近及远(yu jn j yun)(yu jn j yun)向周围传播形成的向周围传播形成的,A,A对对; ;电磁波由真空进入介质电磁波由真空进入介质, ,速度会减小速度会减小, ,波长会变短波长会变短,B,B错错

17、,D,D对对; ;电磁波也是波电磁波也是波, ,具有波的一切性质具有波的一切性质,C,C对对. .第33页/共81页第三十四页，共81页。 【变式备选】关于电磁波在真空中的传播速度【变式备选】关于电磁波在真空中的传播速度, ,以下说法正确的是（以下说法正确的是（ ）A.A.电磁波的频率电磁波的频率(pnl)(pnl)越大越大, ,传播速度越大传播速度越大B.B.电磁波的波长越大电磁波的波长越大, ,传播速度越大传播速度越大C.C.电磁波的能量越大电磁波的能量越大, ,传播速度越大传播速度越大D.D.所有电磁波在真空中的传播速度都相等所有电磁波在真空中的传播速度都相等【解析】选【解析】选D.D.

18、电磁波在真空中的传播速度等于光速电磁波在真空中的传播速度等于光速, ,与波的频率与波的频率(pnl)(pnl)、波长和能量无关、波长和能量无关, ,所以选所以选D.D.第34页/共81页第三十五页，共81页。1.1.观察产生电磁振荡电路的实验，会看到什么现象观察产生电磁振荡电路的实验，会看到什么现象(xinxing)(xinxing)，说明了什么？，说明了什么？提示：观察到电流表指针在零点左右摆动，说明电路中产生了交变电流，即电路中电流的大小、方向做周期性的变化提示：观察到电流表指针在零点左右摆动，说明电路中产生了交变电流，即电路中电流的大小、方向做周期性的变化. .第35页/共81页第三十六

19、页，共81页。2.2.在在LCLC振荡电路中怎样从能量的角度来分析电磁振荡是如何产生的振荡电路中怎样从能量的角度来分析电磁振荡是如何产生的? ? 提示：提示：(1)(1)当电容器要放电的瞬间，电路中没有电流当电容器要放电的瞬间，电路中没有电流, ,电容器两极板上的电荷量最多，此时电容器里的场强最大电容器两极板上的电荷量最多，此时电容器里的场强最大, ,电路里的能量全部储存在电容器的电场中电路里的能量全部储存在电容器的电场中. .如图如图a.a.(2)(2)电容器开始放电后电容器开始放电后, ,由于线圈的自感由于线圈的自感(z n)(z n)作用，阻碍通过线圈中的电流变化（自感作用，阻碍通过线圈

20、中的电流变化（自感(z n)(z n)电动势与电流方向相反），使放电电流不能立刻达到最大值，而是从零逐渐增大，同时电容器极板上的电荷逐渐减少，这一过程电场能逐渐转化为磁场能电动势与电流方向相反），使放电电流不能立刻达到最大值，而是从零逐渐增大，同时电容器极板上的电荷逐渐减少，这一过程电场能逐渐转化为磁场能, ,到电容器放电完毕时，电容器极板上没有电荷，放电电流也达到了最大值到电容器放电完毕时，电容器极板上没有电荷，放电电流也达到了最大值, ,此时电场能全部转化成了磁场能此时电场能全部转化成了磁场能. . 如图如图b.b.第36页/共81页第三十七页，共81页。(3)(3)电容器放电完毕时，由于

21、线圈的自感作用，阻碍电流减小（自感电动势的方向同电流方向一致），电流不能立即减小到零，而是要保持原来的方向继续流动，并逐渐减小，同时电容器再反向充电，电容器极板电容器放电完毕时，由于线圈的自感作用，阻碍电流减小（自感电动势的方向同电流方向一致），电流不能立即减小到零，而是要保持原来的方向继续流动，并逐渐减小，同时电容器再反向充电，电容器极板(j bn)(j bn)上带上相反的电荷，并且电荷逐渐增多，反向充电电流逐渐减小，到反向充电完毕时，极板上带上相反的电荷，并且电荷逐渐增多，反向充电电流逐渐减小，到反向充电完毕时，极板(j bn)(j bn)上聚集的电荷最多，电流减小到零上聚集的电荷最多，电

22、流减小到零. . 这一过程中这一过程中, ,线圈的磁场能逐渐减小线圈的磁场能逐渐减小, ,电容器的电场能逐渐增强电容器的电场能逐渐增强, ,磁场能逐渐转化为电场能磁场能逐渐转化为电场能, ,到反向充电完毕的瞬间到反向充电完毕的瞬间, ,磁场能全部转化为电场能磁场能全部转化为电场能. .如图如图c.c.（4 4）此后电容器再次放电，再次充电，这样不断地充电和放电，电路中就出现了振荡电流）此后电容器再次放电，再次充电，这样不断地充电和放电，电路中就出现了振荡电流, ,如图如图d d、e.e.第37页/共81页第三十八页，共81页。第38页/共81页第三十九页，共81页。3.3.分析振荡电路振荡过程

23、中的电流分析振荡电路振荡过程中的电流(dinli)(dinli)、极板上的电荷量、电压、电场能和磁场能是如何做周期性变化的？、极板上的电荷量、电压、电场能和磁场能是如何做周期性变化的？提示：变化规律如表所示提示：变化规律如表所示第39页/共81页第四十页，共81页。LCLC回路中各量间的变化规律及对应关系回路中各量间的变化规律及对应关系(1)(1)同步同变关系同步同变关系在在LCLC回路发生回路发生(fshng)(fshng)电磁振荡的过程中电磁振荡的过程中, ,电容器上的电荷量电容器上的电荷量q q、电场强度、电场强度E E、电场能、电场能EEEE是同步变化的，即：是同步变化的，即：qEEE

24、qEEE或或qEEEqEEE电感线圈上的振荡电流电感线圈上的振荡电流i i、磁感应强度、磁感应强度B B、磁场能、磁场能EBEB也是同步变化的，即也是同步变化的，即iBEBiBEB或或iBEBiBEB第40页/共81页第四十一页，共81页。（2 2）同步）同步(tngb)(tngb)异变关系异变关系在在LCLC振荡过程中，电容器上的三个量振荡过程中，电容器上的三个量q q、E E、EEEE增大时，线圈增大时，线圈上的三个量上的三个量i i、B B、EBEB减小，且它们的变化是同步减小，且它们的变化是同步(tngb)(tngb)异向的，即异向的，即q q、E E、EE iEE i、B B、EBE

25、B同步同步(tngb)(tngb)异向变化异向变化第41页/共81页第四十二页，共81页。典例典例3 3 如图所示为某时刻如图所示为某时刻LCLC振荡电振荡电路中电容器电场的方向和电流的方路中电容器电场的方向和电流的方向，则下列说法中正确的是向，则下列说法中正确的是A.A.电容器正在放电电容器正在放电B.B.电感线圈的磁场能正在减少电感线圈的磁场能正在减少(jinsho)(jinsho)C.C.电感线圈中的电流正在增大电感线圈中的电流正在增大D.D.电容器的电场能正在减少电容器的电场能正在减少(jinsho)(jinsho)第42页/共81页第四十三页，共81页。解答本题应把握以下三点：解答本

26、题应把握以下三点：（1 1）由电流方向判断电容器的充放电及电流大小变化）由电流方向判断电容器的充放电及电流大小变化(binhu).(binhu).（2 2）由电容器的充放电判断电场能的变化）由电容器的充放电判断电场能的变化(binhu).(binhu).（3 3）由电场能的变化）由电场能的变化(binhu)(binhu)判断磁场能的变化判断磁场能的变化(binhu).(binhu).第43页/共81页第四十四页，共81页。【规范解答】选【规范解答】选B.B.由题图知，电路中电流方向为逆时针方向，电容器被充电由题图知，电路中电流方向为逆时针方向，电容器被充电(chng din)(chng din

27、)，电场能增加，电感线圈中的电流正在减小，电感线圈的磁场能正在减少，电场能增加，电感线圈中的电流正在减小，电感线圈的磁场能正在减少，A A、C C、D D错误错误. .第44页/共81页第四十五页，共81页。 【变式备选】【变式备选】LCLC振荡电路中，某时振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，则下列说法正确刻磁场方向如图所示，则下列说法正确的是（的是（ ）A.A.若磁场正在若磁场正在(zhngzi)(zhngzi)减弱，则电容器上极板带减弱，则电容器上极板带正电正电B.B.若电容器正在若电容器正在(zhngzi)(zhngzi)充电，则电容器下极板带正电充电，则电容器下极板带正电C.C.若电容

28、器上极板带正电，则线圈中的电流正在若电容器上极板带正电，则线圈中的电流正在(zhngzi)(zhngzi)减小减小D.D.若电容器正在若电容器正在(zhngzi)(zhngzi)放电，则自感电动势正在放电，则自感电动势正在(zhngzi)(zhngzi)阻碍电流增大阻碍电流增大第45页/共81页第四十六页，共81页。【解析【解析(ji x)(ji x)】选】选B B、D.D.由电流的磁场方向和安培定则可判断振荡电流方向，由于题目中未标明电容器两极板带电情况，故可分两种情况讨论：由电流的磁场方向和安培定则可判断振荡电流方向，由于题目中未标明电容器两极板带电情况，故可分两种情况讨论：（1 1）若该

29、时刻电容器上极板带正电，可知电容器处于放电阶段，电流在增大，故）若该时刻电容器上极板带正电，可知电容器处于放电阶段，电流在增大，故A A、C C错错. .（2 2）若该时刻电容器下极板带正电，可知电容器处于充电阶段，电流在减小，故）若该时刻电容器下极板带正电，可知电容器处于充电阶段，电流在减小，故B B对对. .由楞次定律可判定由楞次定律可判定D D正确正确. .第46页/共81页第四十七页，共81页。1.1.电容较大时电容较大时, ,电容器充电、放电电容器充电、放电(fng din)(fng din)的时间长些还是短些的时间长些还是短些? ?提示：长些提示：长些. .电容器的电容越大，电容器

30、每次容纳的电荷越多，则其每次充放电电容器的电容越大，电容器每次容纳的电荷越多，则其每次充放电(fng din)(fng din)的时间就越长的时间就越长. .2.2.线圈的自感系数较大时线圈的自感系数较大时, , 电容器充电、放电电容器充电、放电(fng din)(fng din)的时间长些还是短些的时间长些还是短些? ?提示：长些提示：长些. .线圈的自感系数越大，对电流变化的阻碍作用就越强，则电流发生变化所用的时间就越长线圈的自感系数越大，对电流变化的阻碍作用就越强，则电流发生变化所用的时间就越长. .第47页/共81页第四十八页，共81页。3.LC3.LC振荡电路的周期和频率与哪些因素有

31、关振荡电路的周期和频率与哪些因素有关(yugun),(yugun),有怎样的关系有怎样的关系? ?提示：提示：LCLC振荡电路的周期和频率只与电容器的电容振荡电路的周期和频率只与电容器的电容C C及线圈的及线圈的自感系数自感系数L L有关有关(yugun),(yugun),具体关系是：具体关系是： 所以所以L L、C C越大，周期越大，频率越小越大，周期越大，频率越小. .1T2LCf2LC、，第48页/共81页第四十九页，共81页。（1 1）由）由 可知可知, ,选择适当的电容器和线圈选择适当的电容器和线圈, ,就可就可以得到符合以得到符合(fh)(fh)我们需要的周期和频率我们需要的周期和

32、频率. .也可以用可变的电容器和也可以用可变的电容器和可变电感的线圈组成电路可变电感的线圈组成电路, ,可以通过改变电容或电感来改变振可以通过改变电容或电感来改变振荡电路的周期和频率荡电路的周期和频率. .（2 2）现代实际电路中使用的振荡器多数是晶体振荡器）现代实际电路中使用的振荡器多数是晶体振荡器, ,其工其工作原理与作原理与LCLC振荡电路的原理相似振荡电路的原理相似. .11fT2LC第49页/共81页第五十页，共81页。典例典例4 4 在在LCLC振荡电路振荡电路(zhn dn din l)(zhn dn din l)中中, ,线圈的自感系数线圈的自感系数L=2.5 mH,L=2.5

33、 mH,电容电容C=4F.C=4F.(1)(1)该电路的周期为多大该电路的周期为多大? ?(2)(2)设设t=0t=0时时, ,电容器上电压最大电容器上电压最大, ,在在t=9.0t=9.010-3 s10-3 s时时, ,通过线圈的电流是增大还是减小通过线圈的电流是增大还是减小, ,这时电容器是处于充电过程还是放电过程这时电容器是处于充电过程还是放电过程? ?第50页/共81页第五十一页，共81页。解决这类问题可按以下步骤解决这类问题可按以下步骤: :（1 1）根据所给时间和周期判断在该时间内经过多少个周期）根据所给时间和周期判断在该时间内经过多少个周期. .（2 2）不考虑整数周期，判断该

34、时刻处于哪个时间段）不考虑整数周期，判断该时刻处于哪个时间段. .（3 3）根据振荡电路振荡过程中的电流、极板上的电荷量、电压、电场）根据振荡电路振荡过程中的电流、极板上的电荷量、电压、电场(din chng)(din chng)能和磁场能等物理量随时间的变化规律来判断各物理量的变化情况能和磁场能等物理量随时间的变化规律来判断各物理量的变化情况. .第51页/共81页第五十二页，共81页。【规范解答】【规范解答】(1)(1)振荡周期振荡周期(2)(2)在在t=9.0t=9.010-3s10-3s时时, ,相当于相当于14.3314.33个周期个周期, ,因因此时此时LCLC回路中的电磁振荡正处

35、于第二个回路中的电磁振荡正处于第二个 的变化过程中的变化过程中, ,所以所以(suy)(suy)线圈中的电流减小线圈中的电流减小, ,电容器处于反向充电过程电容器处于反向充电过程. .答案答案:(1)6.28:(1)6.2810-4s (2)10-4s (2)减小减小 反向充电过程反向充电过程364T2LC23 142 5 104 10 s6 28 10 s.TT0 33T42.,T4第52页/共81页第五十三页，共81页。 【变式备选】要想增大【变式备选】要想增大LCLC振荡电路中产生的振荡电流的周期振荡电路中产生的振荡电流的周期, ,可采用的方法是（可采用的方法是（ ）A.A.增大电容器两

36、极板间的距离增大电容器两极板间的距离B.B.升高电容器的充电升高电容器的充电(chng din)(chng din)电压电压C.C.增加线圈的匝数增加线圈的匝数D.D.在线圈中插入铁芯在线圈中插入铁芯第53页/共81页第五十四页，共81页。【解析】选【解析】选C C、D.D.要增大要增大(zn d)LC(zn d)LC振荡电路中产生的振荡电流的周期振荡电路中产生的振荡电流的周期, ,由由 知，可以增大知，可以增大(zn d)(zn d)电容器的电容或增大电容器的电容或增大(zn d)(zn d)线圈的自感线圈的自感系数系数. .增大增大(zn d)(zn d)电容器两极板间的距离电容器两极板间

37、的距离, ,会减小电容会减小电容, ,故故A A错错; ;周期和周期和电容器的充电电压无关电容器的充电电压无关, ,故故B B错错; ;增加线圈的匝数和插入铁芯都增加线圈的匝数和插入铁芯都可增大可增大(zn d)(zn d)线圈的自感系数线圈的自感系数, ,故故C C、D D对对. .T2LC第54页/共81页第五十五页，共81页。第55页/共81页第五十六页，共81页。1.1.最先提出经典电磁场理论的科学家和最早捕捉到电磁波的科学家分别是（最先提出经典电磁场理论的科学家和最早捕捉到电磁波的科学家分别是（ ）A.A.法拉第法拉第 安培安培 B. B.麦克斯韦麦克斯韦 法拉第法拉第C.C.奥斯特

38、奥斯特 赫兹赫兹(hz) D.(hz) D.麦克斯韦麦克斯韦 赫兹赫兹(hz)(hz)【解析】选【解析】选D.D.最先提出经典电磁场理论的科学家是麦克斯韦最先提出经典电磁场理论的科学家是麦克斯韦, ,最早捕捉到电磁波的科学家是赫兹最早捕捉到电磁波的科学家是赫兹(hz).(hz).因此选因此选D.D.第56页/共81页第五十七页，共81页。2.2.关于电磁场理论关于电磁场理论, ,下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ）A.A.在电场周围空间一定产生磁场在电场周围空间一定产生磁场B.B.任何变化的电场周围空间一定产生变化的磁场任何变化的电场周围空间一定产生变化的磁场C.C.均匀变化的电场周围空间

39、产生变化的磁场均匀变化的电场周围空间产生变化的磁场D.D.振荡电场在周围空间产生变化的磁场振荡电场在周围空间产生变化的磁场【解析】选【解析】选D.D.由麦克斯韦电磁场理论可知由麦克斯韦电磁场理论可知(k zh):(k zh):恒定的电场周围不产生磁场恒定的电场周围不产生磁场, ,变化的电场周围一定产生磁场变化的电场周围一定产生磁场, ,产生的磁场的性质是由电场的变化情况决定的产生的磁场的性质是由电场的变化情况决定的, ,均匀变化的电场产生稳定的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不均匀变化的电场产生变化的磁场, ,振荡的电场产生同频率振荡的磁场振荡的电场产生同频

40、率振荡的磁场, ,反之亦然反之亦然, ,所以选所以选D.D.第57页/共81页第五十八页，共81页。3.3.关于电磁波的特点关于电磁波的特点, ,下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ）A.A.电磁波中的电场和磁场互相垂直电磁波中的电场和磁场互相垂直, ,电磁波向与二者方向垂直的方向传播电磁波向与二者方向垂直的方向传播B.B.电磁波是横波电磁波是横波C.C.电磁波的传播不需要电磁波的传播不需要(xyo)(xyo)介质介质, ,而是由电场和磁场交替产生的而是由电场和磁场交替产生的D.D.电磁波不具有干涉和衍射现象电磁波不具有干涉和衍射现象【解析】选【解析】选A A、B B、C.C.电磁波是横波电

41、磁波是横波,E,E、B B、v v三者的方向互相垂直三者的方向互相垂直, ,电磁波是一种波电磁波是一种波, ,它具有波的特性它具有波的特性, ,因此因此A A、B B、C C对对,D,D错错. .第58页/共81页第五十九页，共81页。4.LC4.LC振荡电路中，当电容器放电完毕瞬间，以下说法正确的是（振荡电路中，当电容器放电完毕瞬间，以下说法正确的是（ ）A A电容器极板间的电压等于零，磁场能开始向电场电容器极板间的电压等于零，磁场能开始向电场(din chng)(din chng)能转化能转化B B电流达到最大值，线圈产生的磁场达到最大值电流达到最大值，线圈产生的磁场达到最大值C C如果没

42、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(din chng)(din chng)能和导线电阻放热能和导线电阻放热D D线圈中产生的自感电动势最大线圈中产生的自感电动势最大第59页/共81页第六十页，共81页。【解析】选【解析】选A A、B B、C.C.电容器放电完毕的瞬间有如下特点：电容器电量电容器放电完毕的瞬间有如下特点：电容器电量Q=0Q=0，板间电压，板间电压U=0U=0，板间场强，板间场强E=0E=0，线圈电流，线圈电流i i最大，线圈自感电动势为零最大，线圈自感电动势为零, ,磁感应强度磁感

43、应强度B B最大，电路磁场能最大，电场能为零最大，电路磁场能最大，电场能为零, , 磁场能开始向电场能转化磁场能开始向电场能转化,A,A、B B对对,D,D错错; ;如果没有能量辐射损耗如果没有能量辐射损耗(snho)(snho)和导线电阻放热，则能量守恒，所以线圈的磁场能等于电容器开始放电时电容器的电场能和导线电阻放热，则能量守恒，所以线圈的磁场能等于电容器开始放电时电容器的电场能,C,C正确正确. .第60页/共81页第六十一页，共81页。5.5.在在LCLC振荡电路振荡电路(zhn dn din l)(zhn dn din l)中，电容器上的带电量从最大值变化到零所中，电容器上的带电量从

44、最大值变化到零所需的最短时间是（需的最短时间是（ ）A. B.A. B.C. D.C. D.【解析】选【解析】选B.LCB.LC振荡电路振荡电路(zhn dn din l)(zhn dn din l)的周期的周期 电容器上的带电电容器上的带电荷量从最大值变化到零的最短时间为荷量从最大值变化到零的最短时间为 即为即为LC4LC2LC2LCT2LC，T4，LC2.第61页/共81页第六十二页，共81页。第62页/共81页第六十三页，共81页。一、选择题（本题共一、选择题（本题共6 6小题，每小题小题，每小题5 5分，共分，共3030分）分）1.1.根据根据(gnj)(gnj)麦克斯韦电磁场理论，下

45、列说法中正确的是（麦克斯韦电磁场理论，下列说法中正确的是（ ）A.A.稳定的电场周围产生磁场，稳定的磁场周围产生电场稳定的电场周围产生磁场，稳定的磁场周围产生电场B.B.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C.C.均匀变化的电场周围产生变化的磁场均匀变化的电场周围产生变化的磁场D.D.电磁波在真空中的传播速度为电磁波在真空中的传播速度为3.03.0108 m/s108 m/s第63页/共81页第六十四页，共81页。【解析】选【解析】选B B、D.D.根据麦克斯韦的电磁场理论，只有变化的电场周围才能产

46、生磁场，变化的磁场周围才能产生电场，根据麦克斯韦的电磁场理论，只有变化的电场周围才能产生磁场，变化的磁场周围才能产生电场，A A错错. .但变化的电场周围不一定产生变化的磁场，比如，均匀变化的电场产生的是稳定的磁场，故但变化的电场周围不一定产生变化的磁场，比如，均匀变化的电场产生的是稳定的磁场，故B B对，对，C C错错. .电磁波在真空电磁波在真空(zhnkng)(zhnkng)中传播的速度为光速中传播的速度为光速c c，D D对对. .第64页/共81页第六十五页，共81页。 【规律方法】磁场和电场【规律方法】磁场和电场(din chng)(din chng)的变化关系的变化关系1.1.变

47、化的磁场能在周围空间产生电场变化的磁场能在周围空间产生电场(din chng);(din chng);变化的电场变化的电场(din chng)(din chng)能在周围空间产生磁场能在周围空间产生磁场. .2.2.均匀变化的磁场产生稳定的电场均匀变化的磁场产生稳定的电场(din chng);(din chng);均匀变化的电场均匀变化的电场(din chng)(din chng)产生稳定的磁场产生稳定的磁场. .3.3.非均匀变化的磁场产生变化的电场非均匀变化的磁场产生变化的电场(din chng);(din chng);非均匀变化的电场非均匀变化的电场(din chng)(din chng

48、)产生变化的磁场产生变化的磁场. .第65页/共81页第六十六页，共81页。4.4.振荡振荡( (周期性变化周期性变化) )的磁场产生同频率的振荡电场的磁场产生同频率的振荡电场; ;振荡的电场产生同频率的振荡磁场振荡的电场产生同频率的振荡磁场. .5.5.变化的电场和磁场总是变化的电场和磁场总是(zn sh)(zn sh)相互联系的相互联系的, ,有变化的磁场就一定激起电场，有变化的电场就一定激起磁场，从而形成一个不可分割的整体有变化的磁场就一定激起电场，有变化的电场就一定激起磁场，从而形成一个不可分割的整体, ,这就是电磁场这就是电磁场. .第66页/共81页第六十七页，共81页。2.2.某

49、空间中出现了如图中虚线所示的一组闭合的电场线，这可能是（某空间中出现了如图中虚线所示的一组闭合的电场线，这可能是（ ）A.A.在中心点在中心点O O有一静止有一静止(jngzh)(jngzh)的点电荷的点电荷B.B.沿沿ABAB方向有一段通有恒定电流的直导线方向有一段通有恒定电流的直导线C.C.沿沿BABA方向的磁场在减弱方向的磁场在减弱D.D.沿沿ABAB方向的磁场在减弱方向的磁场在减弱第67页/共81页第六十八页，共81页。【解析】选【解析】选C.C.闭合的电场线是由变化的磁场产生的，由安培定则判断磁场应沿闭合的电场线是由变化的磁场产生的，由安培定则判断磁场应沿BABA方向方向(fngxi

50、ng)(fngxing)减弱，或者沿减弱，或者沿ABAB方向方向(fngxing)(fngxing)增强增强. .故故C C正确，正确，A A、B B、D D错错. .第68页/共81页第六十九页，共81页。3.(20103.(2010天津天津(tin jn)(tin jn)高考高考) )下列关于电磁波的说法正确的是（下列关于电磁波的说法正确的是（ ）A.A.均匀变化的磁场能够在空间产生电场均匀变化的磁场能够在空间产生电场B.B.电磁波在真空和介质中传播速度相同电磁波在真空和介质中传播速度相同C.C.只要有电场和磁场，就能产生电磁波只要有电场和磁场，就能产生电磁波D.D.电磁波在同种介质中只能

51、沿直线传播电磁波在同种介质中只能沿直线传播第69页/共81页第七十页，共81页。【解析】选【解析】选A.A.不管磁场怎样不管磁场怎样(znyng)(znyng)变化，只要是变化的磁场就能在空间产生电场，所以均匀变化的磁场也能够在空间产生电场，故变化，只要是变化的磁场就能在空间产生电场，所以均匀变化的磁场也能够在空间产生电场，故A A正确；电磁波的传播速度与介质和频率有关，相同频率的电磁波在不同的介质中传播速度不同，故正确；电磁波的传播速度与介质和频率有关，相同频率的电磁波在不同的介质中传播速度不同，故B B错误；恒定的电场（磁场）周围不会产生磁场（电场），只有周期性变化的电场（磁场）才能产生电

52、磁波，故错误；恒定的电场（磁场）周围不会产生磁场（电场），只有周期性变化的电场（磁场）才能产生电磁波，故C C错误；电磁波只有在同种均匀介质中才能沿直线传播，若同一种介质是不均匀的，电磁波在其中的折射率是不一样的，在这样的介质中是沿曲线传播的，故错误；电磁波只有在同种均匀介质中才能沿直线传播，若同一种介质是不均匀的，电磁波在其中的折射率是不一样的，在这样的介质中是沿曲线传播的，故D D错误错误. .第70页/共81页第七十一页，共81页。4.4.以下关于以下关于(guny)(guny)机械波与电磁波的说法中，正确的是（机械波与电磁波的说法中，正确的是（ ）A.A.机械波与电磁波本质上是一致的机

53、械波与电磁波本质上是一致的B.B.机械波的波速只与介质有关，而电磁波的波速，不仅与介质有关，而且与电磁波的频率有关机械波的波速只与介质有关，而电磁波的波速，不仅与介质有关，而且与电磁波的频率有关C.C.机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波D.D.它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象第71页/共81页第七十二页，共81页。【解析】选【解析】选B B、C C、D.D.机械波由振动机械波由振动(zhndng)(zhndng)产生，电磁波由周期性变化的电场产生，电磁波由周期性变化的电场( (或磁场或磁场) )产生，机械波是能量

54、波，传播需要介质，速度由介质决定；电磁波是物质波，传播不需要介质，波速由介质和本身频率共同决定，机械波有横波，也有纵波，而电磁波一定是横波，故选项产生，机械波是能量波，传播需要介质，速度由介质决定；电磁波是物质波，传播不需要介质，波速由介质和本身频率共同决定，机械波有横波，也有纵波，而电磁波一定是横波，故选项B B、C C、D D正确正确. .第72页/共81页第七十三页，共81页。5.5.在在LCLC振荡电路中，用以下的哪种办法可以使振荡频率增大振荡电路中，用以下的哪种办法可以使振荡频率增大一倍（一倍（ ）A.A.自感系数自感系数L L和电容和电容C C都增大一倍都增大一倍B.B.自感系数自

55、感系数L L增大一倍，电容增大一倍，电容C C减小一半减小一半(ybn)(ybn)C.C.自感系数自感系数L L减小一半减小一半(ybn)(ybn)，电容，电容C C增大一倍增大一倍D.D.自感系数自感系数L L和电容和电容C C都减小一半都减小一半(ybn)(ybn)【解析】选【解析】选D.D.由由LCLC振荡电路的频率振荡电路的频率 可知，当自感可知，当自感系数系数L L和电容和电容C C都减小一半都减小一半(ybn)(ybn)时，其振荡频率恰好增大一倍时，其振荡频率恰好增大一倍. .1f2LC第73页/共81页第七十四页，共81页。6.6.如图甲中通过如图甲中通过(tnggu)P(tng

56、gu)P点电流（向右为正）的变化规律如图乙所示，则（点电流（向右为正）的变化规律如图乙所示，则（ ）1 s1 s内，电容器内，电容器C C正在充电正在充电1 s1 s内，电容器内，电容器C C上板带正电上板带正电 C.1C.11.5 s1.5 s内，内，Q Q点电势比点电势比P P点高点高 D.1D.11.5 s1.5 s内，磁场能转化为电场能内，磁场能转化为电场能 第74页/共81页第七十五页，共81页。【解析】选【解析】选A A、C.C.从电流变化规律可以判断振荡电路是从正向放电开始计时从电流变化规律可以判断振荡电路是从正向放电开始计时, 0.5, 0.51 s1 s内内, ,电容器反向电

57、容器反向(fn xin)(fn xin)充电充电, ,上板带负电上板带负电,A,A对对,B,B错错; 1; 11.5 s1.5 s内内, ,上板带负电上板带负电, ,电容器反向电容器反向(fn xin)(fn xin)放电放电, , 所以所以Q Q点电势比点电势比P P点高点高, ,电场能转化为磁场能电场能转化为磁场能,C,C对对,D,D错错. .第75页/共81页第七十六页，共81页。二、非选择题（本题二、非选择题（本题(bnt)(bnt)共共2 2小题，共小题，共2020分，要有必要的文字叙述）分，要有必要的文字叙述）7.7.（1010分）如图振荡电路中电感分）如图振荡电路中电感L=300

58、HL=300H，电容器，电容器C C的范围为的范围为2525270 pF270 pF，求：，求：（1 1）振荡电流的频率范围；）振荡电流的频率范围；（2 2）若电感）若电感L=10 mHL=10 mH，要产生周期，要产生周期T=0.02 sT=0.02 s的振荡电流，应配置多大的电容？的振荡电流，应配置多大的电容？第76页/共81页第七十七页，共81页。【解析】（【解析】（1 1）当电容最大时，频率）当电容最大时，频率(pnl)(pnl)最小最小当电容最小时，频率当电容最小时，频率(pnl)(pnl)最大最大所以频率所以频率(pnl)(pnl)范围是范围是0.560.561061061.81.

59、8106 Hz106 Hz（2 2）由）由得得答案：（答案：（1 1）0.560.561061061.81.8106Hz 106Hz （2 2）1 110-3 F10-3 F6min4101111f Hz0 56 10 Hz2L C23 14 3 102 710.6max4111211f Hz1 8 10 Hz2L C23 14 3 102 5 10.T2LC2232222T0 02CF1 10 F4L43 1410 .第77页/共81页第七十八页，共81页。8.8.（1010分）（分）（20112011和平区高二检测）回旋加速器的高频电源是一个和平区高二检测）回旋加速器的高频电源是一个LCL

60、C振荡器，加速器的磁感应强度为振荡器，加速器的磁感应强度为B B，被加速的粒子电荷量为，被加速的粒子电荷量为q q，质量，质量(zhling)(zhling)为为m m，那么，那么LCLC振荡电路中电感振荡电路中电感L L和电容和电容C C的乘积应为何值？的乘积应为何值？第78页/共81页第七十九页，共81页。【解析】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期【解析】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期回旋加速器两个回旋加速器两个D D形盒上所接的高频电源的频率应等于形盒上所接的高频电源的频率应等于(dngy)(dngy)带电带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的频率粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的频率高频电源是一个高频电源是一个LCLC振荡器，振荡器，LCLC振荡电路的频率振荡电路的频率所以所以即即答案：答案：2 mTqB，1qBfT2 m；1f2LC，qB12 m2LC，222mLCq B.222mq B第79页/共81页第八十页，共81页。第80页/共81页第八十一页，共81页。