优化方案物理:14.2电磁振荡 课件(人教版选修3-4).ppt
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1、2013优化方案物理:14.2电磁振荡 课件(人教版选修3-4)第二节电磁振荡第二节电磁振荡课前自主学案课前自主学案核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练课标定位课标定位知能优化训练知能优化训练 第第二二节节电电磁磁振振荡荡课标课标定位定位学学习习目目标标:1.了解了解电电磁波磁波发现发现的的过过程,理解麦克程,理解麦克斯斯韦电韦电磁磁场场理理论论的基本思想的基本思想2知道知道电电磁波的形成及磁波的形成及电电磁波的基本特点磁波的基本特点3理解振理解振荡电荡电流、振流、振荡电荡电路及路及LC电电路的概念,路的概念,了解了解LC回路中振回路中振荡电荡电流的流的产产生生过过程程4知道知道L
2、C振振荡电荡电路中的能量路中的能量转转化情况,了解化情况,了解电电磁振磁振荡荡的周期与的周期与频频率,会求率,会求LC电电路的周期与路的周期与频频率率重点重点难难点:点:1.麦克斯麦克斯韦电韦电磁磁场场理理论论2电电磁振磁振荡荡的概念及振的概念及振荡过荡过程中各物理量的程中各物理量的变变化化规规律及其周期性律及其周期性课前自主学案课前自主学案一、一、伟伟大的大的预预言言1麦克斯麦克斯韦电韦电磁磁场场理理论论英国物理学家麦克斯英国物理学家麦克斯韦韦在在总结总结前人研究前人研究电电磁磁现现象成果的基象成果的基础础上,建立了完整的上,建立了完整的电电磁磁场场理理论论可定性表述可定性表述为为:_的磁的
3、磁场产场产生生电场电场,_的的电场产电场产生磁生磁场场变变化化变变化化2麦克斯麦克斯韦对电韦对电磁波的磁波的预预言言(电电磁波的磁波的产产生生)如果在空如果在空间间某区域中有某区域中有_变变化的化的电场电场,那么它就在空那么它就在空间间引起引起_变变化的磁化的磁场场;这这个个变变化的磁化的磁场场又引起新的又引起新的_的的电场电场于是于是,变变化的化的_和和变变化的化的_交替交替产产生,由生,由近及近及远远地向周地向周围传围传播,形成了播,形成了_周期性周期性周期性周期性变变化化电场电场磁磁场场电电磁波磁波二、二、电电磁波磁波1电电磁波中的磁波中的电场电场强强度与磁感度与磁感应应强强度互相度互相
4、_,而且二者均与波的,而且二者均与波的传传播方向播方向_,因此,因此电电磁波是磁波是_2电电磁波的速度等于磁波的速度等于_,光的本,光的本质质是是_三、赫三、赫兹兹的的电电火花火花1赫赫兹兹利用如利用如图图1411的的实验实验装置,装置,证实证实了了_的存在的存在垂直垂直垂直垂直横波横波光速光速电电磁波磁波电电磁波磁波图图14112赫赫兹兹的其他的其他实验实验成果:赫成果:赫兹兹通通过过一系列的一系列的实验实验,观观察到了察到了电电磁波的反射、折射、干涉、磁波的反射、折射、干涉、衍射和偏振衍射和偏振现现象,并通象,并通过测过测量量证证明,明,电电磁波在磁波在真空中具有与光相同的真空中具有与光相
5、同的_,证实证实了麦克了麦克斯斯韦韦关于光的关于光的电电磁理磁理论论四、四、电电磁振磁振荡荡的的产产生生1振振荡电荡电流和振流和振荡电荡电路路(1)振振荡电荡电流:大小和流:大小和_都做周期性迅速都做周期性迅速变变化的化的电电流流(2)振振荡电荡电路:路:产产生生_的的电电路最路最简单简单的振的振荡电荡电路路为为LC振振荡电荡电路路速度速度方向方向振振荡电荡电流流2电电磁振磁振荡荡的的过过程程放放电过电过程:由于程:由于线线圈的自感作用,放圈的自感作用,放电电电电流由零逐流由零逐渐渐增大,增大,电电容器极板上的容器极板上的电电荷荷_,电电容器里的容器里的电场电场逐逐渐渐减弱,减弱,线线圈的磁圈
6、的磁场场逐逐渐渐增增强强,电场电场能逐能逐渐转渐转化化为为_,振,振荡电荡电流逐流逐渐渐增大,放增大,放电电完完毕毕,电电流达到最大,流达到最大,电场电场能全部能全部转转化化为为磁磁场场能能逐逐渐渐减少减少磁磁场场能能充充电过电过程:程:电电容器放容器放电电完完毕毕后,由于后,由于线线圈的自圈的自感作用,感作用,电电流保持流保持_逐逐渐渐减小,减小,电电容器将容器将进进行行_,线线圈的磁圈的磁场场逐逐渐渐减减弱,弱,电电容器里的容器里的电场电场逐逐渐渐增增强强,磁,磁场场能逐能逐渐转渐转化化为电场为电场能,振能,振荡电荡电流逐流逐渐渐减小,充减小,充电电完完毕毕,电电流减小流减小为为零,磁零,
7、磁场场能全部能全部转转化化为电场为电场能能此后,此后,这样这样充充电电和放和放电电的的过过程反复程反复进进行下去行下去原来的方向原来的方向反向充反向充电电3电电磁振磁振荡荡的的实质实质在在电电磁振磁振荡过荡过程中,程中,电电容器极板上的容器极板上的电电荷量,荷量,电电路中的路中的电电流,与振流,与振荡电荡电流相流相联联系的系的电场电场和磁和磁场场都在都在_,电场电场能和磁能和磁场场能周期能周期性的性的_五、五、电电磁振磁振荡荡的周期和的周期和频频率率1周期周期T:电电磁振磁振荡荡完成一次完成一次_需要的需要的时间时间2频频率率f:1 s内完成的周期性内完成的周期性变变化的化的_周期性的周期性的
8、变变化化转转化化周期性周期性变变化化次数次数核心要点突破核心要点突破一、一、对对麦克斯麦克斯韦电韦电磁磁场场理理论论的理解的理解在在19世世纪纪60年年代代,英英国国物物理理学学家家麦麦克克斯斯韦韦在在系系统统总总结结前前人人研研究究电电磁磁规规律律成成果果的的基基础础上上,建建立立了完整的了完整的电电磁磁场场理理论论,预预言了言了电电磁波的存在磁波的存在1电电磁磁场场理理论论的核心之一:的核心之一:变变化的磁化的磁场产场产生生电电场场实验实验基基础础:实验实验装置如装置如图图1412所示当穿所示当穿过过螺螺线线管的磁管的磁场场随随时间变时间变化化时时,上面的,上面的线线圈中圈中产产生生了感了
9、感应电应电流,使灯泡流,使灯泡发发光光麦克斯麦克斯韦认为变韦认为变化的磁化的磁场场在在线线圈中圈中产产生了生了电场电场,正是正是这这种种电场电场在在线线圈中引起了感圈中引起了感应电应电流流如如图图1413甲甲图图所示,麦克斯所示,麦克斯韦认为韦认为在在变变化的化的磁磁场场周周围产围产生生电场电场是一种普遍存在的是一种普遍存在的现现象,跟象,跟闭闭合合电电路路(导导体体环环)是否存在无关,是否存在无关,导导体体环环的作用只的作用只是用来是用来显显示示电电流的存在流的存在图图14122电电磁磁场场理理论论的核心之二:的核心之二:变变化的化的电场产电场产生磁生磁场场麦克斯麦克斯韦认为韦认为:由:由电
10、现电现象和磁象和磁现现象的相似性和象的相似性和变变化的磁化的磁场场能能产产生生电场电场的的观观点,点,认为变认为变化的化的电场电场就就像像导线导线中的中的电电流一流一样样,会在空,会在空间产间产生磁生磁场场根据麦克斯根据麦克斯韦韦理理论论,在,在给电给电容器充容器充电电的的时时候,不候,不仅导仅导体中的体中的电电流要流要产产生磁生磁场场,而且在,而且在电电容器两极容器两极板板间变间变化着的化着的电场电场周周围围也要也要产产生磁生磁场场如如图图1413乙所示乙所示图图14133对对麦克斯麦克斯韦电韦电磁磁场场理理论论的理解的理解恒定的恒定的电场电场不不产产生磁生磁场场恒定的磁恒定的磁场场不不产产
11、生生电场电场均匀均匀变变化的化的电场电场在周在周围围空空间产间产生恒定的磁生恒定的磁场场均匀均匀变变化的磁化的磁场场在周在周围围空空间产间产生恒定的生恒定的电场电场不均匀不均匀变变化的化的电场电场在周在周围围空空间产间产生生变变化的磁化的磁场场不均匀不均匀变变化的磁化的磁场场在周在周围围空空间产间产生生变变化的化的电场电场振振荡电场产荡电场产生同生同频频率的率的振振荡荡磁磁场场振振荡荡磁磁场产场产生同生同频频率的率的振振荡电场荡电场4.对电对电磁磁场场的理解的理解(1)电电磁磁场场的的产产生生如果在空如果在空间间某区域有周期性某区域有周期性变变化的化的电场电场,那么,那么这这个个变变化的化的电
12、场电场在它周在它周围围空空间产间产生周期性生周期性变变化化的磁的磁场场;这这个个变变化的磁化的磁场场又在它周又在它周围围空空间产间产生生新的周期性新的周期性变变化的化的电场电场变变化的化的电场电场和磁和磁场场相相互互联联系,形成了不可分割的系,形成了不可分割的统统一体,一体,这这就是就是电电磁磁场场(2)电电磁磁场场与静与静电场电场、静磁、静磁场场的比的比较较三者可以在某空三者可以在某空间间混合存在,但由静混合存在,但由静电场电场和静磁和静磁场场混合的空混合的空间间不属于不属于电电磁磁场场电电磁磁场场是是电场电场、磁、磁场场相互激相互激发发,相互耦,相互耦连连形成的形成的统统一体一体电电磁磁场
13、场由由近及近及远传远传播,形成播,形成电电磁波,如磁波,如图图1414所示所示图图1414特特别别提提醒醒:(1)变变化化的的磁磁场场周周围围产产生生电电场场,是是一一种种普普遍遍存存在在的的现现象象,跟跟闭闭合合电电路路是是否否存存在在无关无关(2)在在变变化的磁化的磁场场中所中所产产生的生的电场电场的的电场线电场线是是闭闭合的,而静合的,而静电场电场中的中的电场线电场线是不是不闭闭合的合的即即时应时应用用(即即时时突破,小突破,小试试牛刀牛刀)1根根据据麦麦克克斯斯韦韦电电磁磁场场理理论论,下下列列说说法法正正确确的是的是()A在在电电场场的的周周围围空空间间,一一定定存存在在着着和和它它
14、联联系系着的磁着的磁场场B在在变变化化的的电电场场周周围围空空间间,一一定定存存在在着着和和它它联联系着的磁系着的磁场场C恒定恒定电电流在其周流在其周围围不不产产生磁生磁场场D恒定恒定电电流周流周围围存在着存在着稳稳定的磁定的磁场场解析:解析:选选BD.电场电场按其是否随按其是否随时间变时间变化分化分为稳为稳定定电场电场(静静电场电场)和和变变化化电场电场(如运如运动电动电荷形成的荷形成的电场电场),稳稳定定电场电场不不产产生磁生磁场场,只有,只有变变化的化的电场电场周周围围空空间间才存在才存在对应对应磁磁场场,故,故B对对,A错错;恒定;恒定电电流周流周围围存在存在稳稳定磁定磁场场,磁,磁场
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