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1 电磁振荡 2 电磁场和电磁波

[学习目标] 1.了解振荡电流、LC回路中振荡电流的产生过程，会求LC回路的周期与频率.2.了解阻尼振荡和无阻尼振荡.3.了解麦克斯韦电磁理论的基础内容以及在物理学发展史上的意义.4.了解电磁波的基本特点及其发展过程，通过电磁波体会电磁场的物理性质.

一、电磁振荡

1.振荡电流：大小和方向都随时间做周期性迅速变化的电流. 2.振荡电路：能够产生振荡电流的电路. 3.LC振荡电路及充、放电过程

(1)LC振荡电路：由线圈L和电容器C组成的电路，是最简单的振荡电路.

(2)电容器放电：由于电感线圈对交变电流的阻碍作用，放电电流不能立即达到最大值，而是由零逐渐增大，线圈产生的磁场逐渐增强，电容器里的电场逐渐减弱，电场能逐渐转化为磁场能.放电完毕后，电场能全部转化为磁场能.

(3)电容器充电：电容器放电完毕，由于线圈的自感作用，电流并不立即消失，仍保持原来的方向继续流动，电容器被反向充电.在这个过程中，线圈的磁场逐渐减弱，电容器里的电场逐渐增强，磁场能逐渐转化为电场能，充电完毕时，磁场能全部转化为电场能. 4.无阻尼振荡和阻尼振荡

(1)无阻尼振荡：如图1所示，如果没有能量损失，振荡电流的振幅永远保持不变的电磁振荡.

图1

(2)阻尼振荡：如图2所示，能量逐渐损耗，振荡电流的振幅逐渐减小，直到停止振荡的电磁振荡.

图2

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学习K12教育word版本 二、电磁振荡的周期和频率

1.周期：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间. 频率：1s内完成的周期性变化的次数. 2.固有周期和频率

振荡电路里发生无阻尼振荡时的周期和频率叫做振荡电路的固有周期、固有频率，简称振荡电路的周期和频率.

3.LC振荡电路的周期T和频率f跟电感线圈的电感L和电容器的电容C的关系是T＝2π

LC、

f＝

1

2πLC. 三、麦克斯韦电磁理论的两个基本假设 1.变化的磁场能够在周围空间产生电场 (1)磁场随时间变化快，产生的电场强；

(2)磁场随时间的变化不均匀时，产生变化的电场； (3)稳定的磁场周围不产生电场. 2.变化的电场能够在周围空间产生磁场. (1)电场随时间变化快，则产生的磁场强； (2)电场随时间的变化不均匀，产生变化的磁场； (3)稳定的电场周围不产生磁场. 四、电磁场和电磁波 1.电磁场

变化的电场和变化的磁场交替产生，形成的不可分割的统一体.

2.电磁波的产生：由变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场是由近及远传播的，这种变化的电磁场在空间的传播称为电磁波.

3.麦克斯韦在1865年从理论上预见了电磁波的存在，1888年物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在.赫兹还运用自己精湛的实验技术测定了电磁波的波长和频率，得到了电磁波的传播速度，证实了这个速度等于光速.

4.电磁波的波长λ、波速v和周期T、频率f的关系： λ＝vT＝. 5.电磁波在真空中的传播速度v＝c≈3×10m/s.

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学习K12教育word版本 [即学即用]

1.判断下列说法的正误.

(1)LC振荡电路的电容器放电完毕时，回路中磁场能最小，电场能最大.( × ) (2)要提高LC振荡电路的振荡频率，可以减小电容器极板的正对面积.( √ ) (3)在变化的磁场周围一定会产生变化的电场.( × ) (4)电磁波是横波.( √ )

2.在LC振荡电路中，电容器C带的电荷量q随时间t变化的图像如图3所示.1×10s到 2×10s内，电容器处于(填“充电”或“放电”)过程，由此产生的电磁波的波长为m.

－6

－6

图3

答案 充电 1200

一、电磁振荡的产生

[导学探究] 如图4所示，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关掷向2.

图4

(1)在电容器通过线圈放电过程中，线圈中的电流怎样变化？电容器的电场能转化为什么形式的能？

(2)在电容器反向充电过程中，线圈中电流如何变化？电容器和线圈中的能量是如何转化的？

(3)线圈中自感电动势的作用是什么？

答案 (1)电容器放电过程中，线圈中的电流逐渐增大，电容器的电场能转化为磁场能. (2)电容器反向充电过程中，线圈中电流逐渐减小，线圈中的磁场能转化为电容器的电场能. (3)线圈中电流变化时，产生的自感电动势阻碍电流的变化. [知识深化] 振荡过程各物理量的变化规律

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