高二物理第十四章 电磁波知识精讲 人教实验版

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1、高二物理第十四章电磁波知识精讲人教实验版一.本周教学内容：第十四章电磁波［知识要点］1.理解电磁感应现象及掌握电磁波的概念。2.理解电磁振荡的产生原理，掌握它的周期、频率的求法。3.了解电磁波的发射和接收的途径及方式，能对无线电波进行波段划分。4.了解电磁波在我们日常生活、生产及科技领域中的应用。二.重点、难点解析：本章知识结构：（一）电磁振荡问题1.电磁振荡的产生和过程（1）振荡电流的产生①振荡电流：大小和方向都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。③LC回路：自感线圈L和电容器C组成的电路，LC回路是一种最简单的振荡电

2、路。（2）电磁振荡：在振荡电路产生振荡电流的过程中，电容器极板上电荷、极板上电压、电路中电流以及跟电荷有关的电场、与电流有关的磁场都发生周期性变化的现象叫电磁振荡现象。在电磁振荡过程中，电场能和磁场能同时发生周期性变化。注意：在分析电磁振荡的过程时，首先要明确电容器和自感线圈在电路中的作用。电容器在电路中有充电和放电的作用，自感线圈在电路中有阻碍电流变化的作用，线圈中自感电动势的大小和电流的变化率成正比，方向总是阻碍电流的变化。（3）振荡中的电流、极板上的电荷量、电压、电场能和磁场能的对应关系：①图象说明如图所示。说明：在振荡电路中，电容器极板

3、上的电荷量与电压、电路中的电流，都是按正弦（或余弦）规律变化的，它们对时间的变化是不均匀的——在最大值处，变化率最小；在零值处，变化率最大。（可依据斜率判断，图线的斜率即代表该量变化率，即变化快慢。）振荡电流，由极板上电荷量的变化率决定，与电荷量的多少无关。两板间的电压U＝，由极板上电荷量的多少决定（电容C恒定），与电荷量的变化率无关。线圈中的自感电动势E自＝L，由电路中的电流变化率决定，而与电流的大小无关。2.阻尼振荡和无阻尼振荡（1）无阻尼振荡：没有能量损耗的电磁振荡。无阻尼振荡必是等幅振荡，如图（甲）所示。（2）阻尼振荡：有能量损耗的振荡

4、。若能量得不到补充，振幅会逐渐减小，如图（乙）所示。3.电磁振荡的周期和频率电磁振荡过程中，各物理量都在周期性的发生变化。电流i的周期性变化如图所示。（1）周期：电磁振荡完成一次周期性变化所需要的时间，用T表示。（2）频率：一秒种内完成周期性变化的次数，用f表示。（3）周期与频率的关系。说明：振荡电路中发生电磁振荡时，如果没有能量损失，也不受其他外界因素的影响，这时电磁振荡的周期和频率叫做振荡电路的固有周期和固有频率，简称振荡电路的周期和频率。（4）LC回路的周期和频率①公式：T＝②影响电磁振荡的周期和频率的因素。由电磁振荡的周期公式知，要改变

5、电磁振荡的周期和频率，必须改变线圈的自感系数L或者电容器的电容C。影响线圈自感系数L的是：线圈的匝数、有无铁芯及线圈的截面积和长度。匝数越多，自感系数L越大，有铁芯的自感系数比无铁芯的大。影响电容器电容的是：两极板正对面积S、两板间介电常数以及两板间距d，由c＝（平行板电容器电容），不难判断、S、d变化时，电容C也变化。一般来讲，由于电容器两极板间的正对面积的改变较为方便，只需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极板正对面积的方法来改变LC振荡电路的振荡周期和频率。4.抓住几个物理量的对应关系，以能量守恒为突

6、破口理解有关问题在这一章中出现了较多的物理量，如回路电流、极板电量、极板电压、电场能、磁场能等，使一部分学生在理解其关系时容易混淆，如果能抓住这些物理量之间的对应关系，即回路电流对应线圈中的磁场能、电容器极板带电量或极板间电压对应电容器极板的电场能，然后抓住电场能和磁场能总量守恒，并以此为突破口找出电路中回路电流或电量及电压的变化情况。例1.LC电路中产生的电流如图所示，则A.t1时刻电容器极板上带电量最多B.t2时刻电路中磁场能为零C.t3时刻磁场能将开始向电场能转化D.t1～t2过程中电容器不断充电E.t5时刻电流最大，电流变化率最小，此时

7、E自为零解析：由i～t图象可知，t1时刻i最大，故q应为零，所以A错；t2时刻，i为0，与其对应的磁场能为0，所以B对。t3时刻，i最大，q为0，电容器刚放电完毕，将开始充电，即磁场能将向电场能转化，所以C对。t1～t2，i减小，故q增大，所以为充电过程，D对；t5时刻，i最大，此时的斜率△i／△t＝0，又因为E自＝L△i／△t，所以，E自＝0，E对。答案：BCDE5.用回路电流的方向与电容器极板上的电荷种类来理解电磁振荡所处的状态电磁振荡在某时刻究竟处在什么状态（即是充电还是放电？某物理量变大还是变小？）解决此类问题不仅要利用物理量的对应关系

8、及能量守恒定律，还需要用回路电流的方向与电容器极板上的电荷种类来判断，即利用回路电流的方向判断电容器极板上的电量是增加还是减小。例2.某时刻LC振荡电