2019高中物理第十四章第1、2节电磁波的发现电磁振荡讲义（含解析）新人教版

《2019高中物理第十四章第1、2节电磁波的发现电磁振荡讲义（含解析）新人教版》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、电磁波的发现电磁振荡一、伟大的预言┄┄┄┄┄┄┄┄①1．变化的磁场产生电场实验基础：如图所示，在变化的磁场中放一个闭合电路，电路里就会产生感应电流。　　麦克斯韦对该问题的见解：电路里有感应电流产生，一定是变化的磁场产生了电场，自由电荷在电场的作用下发生了定向移动。该现象的实质：变化的磁场产生了电场。2．变化的电场产生磁场麦克斯韦大胆地假设，既然变化的磁场能产生电场，那么，变化的电场也会在空间产生磁场。[注意]变化的磁场所产生电场的电场线是闭合的，而静电场中的电场线是不闭合的。①[选一选][多选]某电路的电场随时间变化的图象如图所示，能产生磁场的电场是(　　)解

2、析：选BCD　题图A中电场不随时间变化，不产生磁场；题图B和题图C中电场都随时间做均匀变化，能产生稳定的磁场；题图D中电场随时间做不均匀的变化，能在周围空间产生变化的磁场。二、电磁波┄┄┄┄┄┄┄┄②1．电磁波的产生：变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远向周围传播，形成电磁波。2．电磁波是横波：根据麦克斯韦的电磁场理论，电磁波在真空中传播时，它的电场强度与磁感应强度互相垂直，而且二者均与波的传播方向垂直，因此电磁波是横波。3．电磁波的速度：麦克斯韦指出了光的电磁本质，他预言电磁波的速度等于光速。4．电磁波的实验证实(1)赫兹利用如图所示的实验装置，证实了电

3、磁波的存在。(2)赫兹的其他实验成果：赫兹通过一系列的实验，观察到了电磁波的反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象，并通过测量证明，电磁波在真空中具有与光相同的速度c，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论。[注意]电磁波是电磁现象，机械波是力学现象，两者都具有波的特性：干涉、衍射等，但它们具有本质的不同，如机械波的传播依赖于介质的存在，但电磁波的传播则不需要介质。②[判一判]1．电磁波在真空和介质中传播速度相同(×)2．只要有电场和磁场，就能产生电磁波(×)3．电磁波在同种介质中只能沿直线传播(×)三、电磁振荡的产生┄┄┄┄┄┄┄┄③1．振荡电流：大小和方向都做周期性迅

4、速变化的电流。2．振荡电路：产生振荡电流的电路。最简单的振荡电路为LC振荡电路。3．振荡过程：如图所示，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关掷向2，从此时起，电容器要对线圈放电。(1)放电过程：由于线圈的自感作用，放电电流不能马上达到最大值，而是由零逐渐增大，同时电容器极板上的电荷逐渐减少。到放电完毕时，电容器极板上没有电荷，放电电流达到最大值。该过程电容器储存的电场能转化为线圈的磁场能。(2)充电过程：电容器放电完毕时，由于线圈的自感作用，电流并不会立即减小为零，而会保持原来的方向继续流动，并逐渐减小，电容器开始充电，极板上的电荷逐渐增加，当电流减小到零

5、时，充电结束，极板上的电荷量达到最大值。该过程线圈中的磁场能又转化为电容器的电场能。此后电容器再放电、再充电，周而复始，于是电路中就有了周期性变化的振荡电流。(3)实际的LC振荡是阻尼振荡：电路中有电阻，振荡电流通过时会有热量产生，另外还会有一部分能量以电磁波的形式辐射出去。如果要实现等幅振荡，必须有能量补充到电路中。[说明]在电磁振荡过程中，电容器极板上的电荷量，电路中的电流与振荡电流相联系的电场和磁场都在周期性的变化，电场能和磁场能周期性的转化。类比单摆摆动过程中的能量转化来分析电磁振荡过程中的能量转化情况：电容器充电时相当于摆球从平衡位置被拉到最高点，电

6、场能相当于摆球势能，磁场能相当于摆球动能。电容器在放电过程中电场能转化为磁场能，相当于摆球由最高点向平衡位置运动，摆球势能转化为动能。电容器放电结束，电场能全部转化为磁场能，相当于摆球到达平衡位置时摆球势能全部转化为动能。③[选一选][多选]在LC回路产生电磁振荡的过程中，下列说法正确的是(　　)A．电容器放电完毕时刻，回路中磁场能最小B．回路中电流值最大时刻，回路中磁场能最大C．电容器极板上电荷最多时，电场能最大D．回路中电流值最小时刻，电场能最小解析：选BC　电容器放电完毕时，q＝0，但此时i最大，所以磁场能最大，则A错误；电流最小i＝0时，q最多，极板间

7、电场最强，电场能最大，则D错误；同理分析，选项B、C正确。四、电磁振荡的周期和频率┄┄┄┄┄┄┄┄④1．周期：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间。2．频率：1s内完成的周期性变化的次数。如果振荡电路没有能量损失，也不受其他外界影响，这时的周期和频率分别叫做固有周期、固有频率。3．周期和频率公式：T＝2π，f＝。[注意]LC振荡电路的固有频率只取决于线圈的自感系数L和电容器的电容C，与电容器带电多少、极板间的电压高低和是否接入电路等因素无关。④[选一选]要增大LC振荡电路的频率，可采取的办法是(　　)A．增大电容器两极板正对面积B．减少极板带电荷量C．在线圈中

8、放入软铁棒作铁芯D．减少线圈匝数解析：