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1、
第1節(jié) 電磁波的產(chǎn)生
課堂互動
三點剖析
一、電磁振蕩
LC回路產(chǎn)生振蕩電流的過程
電容器(正向)放電過程中,振蕩電流增大,電場能向磁場能轉化,當電容器放電完畢的瞬間,振蕩電流最大,電容器的帶電荷量、板間場強和電場能為零,線圈周圍的磁場最強,磁場能最大;電容器(反向)充電過程中,振蕩電流減?。ǚ较虿蛔儯艌瞿芟螂妶瞿苻D化,當電容器充電完畢的瞬間,振蕩電流為零,線圈周圍的磁場和磁場能為零,電容器的帶電荷量、板間場強和電場能最大,以上各量都做周期性變化.
由電磁振蕩的周期公式T=2π知,要改變電磁振蕩的周期和頻率,必須改變線圈的自感系數(shù)L或者電容器電容C.
2、
影響線圈自感系數(shù)L的是:線圈的匝數(shù)、有無鐵芯及線圈截面積和長度.匝數(shù)越多,自感系數(shù)L越大,有鐵芯的自感系數(shù)比無鐵芯的大.
影響電容器電容的是:兩板正對面積S、兩板間介電常數(shù)ε以及兩板間距d,由C=(平行板電容器電容),不難判斷ε、S、d變化時,電容C變化.
【例1】關于LC振蕩電路中的振蕩電流,下列說法中正確的是( )
A.振蕩電流最大時,電容器兩極板間的電場強度最大
B.振蕩電流為零時,線圈中自感電動勢為零
C.振蕩電流增大的過程中,線圈中的磁場能轉化成電場能
D.振蕩電流減小的過程中,線圈中的磁場能轉化為電場能
解析:振蕩電流最大時,處于電容器放電結
3、束瞬間,場強為零,A錯.振蕩電流為零時,LC回路振蕩電流改變方向,這時的電流變化最快,電流強度變化率最大,線圈中自感電動勢最大,B錯.振蕩電流增大時,電場能轉化為線圈中的磁場能,C錯.振蕩電流減小時,線圈中的磁場能轉化為電場能,D對.
答案:D
二、麥克斯韋的電磁場理論
1.電磁場
變化的磁場產(chǎn)生電場,變化的電場產(chǎn)生磁場,變化的電場和磁場總是相互聯(lián)系的,形成一個不可分離的統(tǒng)一的場,這就是電磁場.
2.電磁波
(1)產(chǎn)生:變化的電場和變化的磁場交替產(chǎn)生,由近及遠地向周圍傳播,形成了電磁波.
(2)電磁波的特點:①電磁波中的電場強度、磁感應強度與波的傳播方向兩兩垂直,是橫波;②電磁波
4、的傳播不需要介質,電磁波在真空中傳播的速度為3108 m/s,v=對電磁波適用;③電磁波能產(chǎn)生反射、折射、干涉、偏振和衍射等現(xiàn)象.
(3)德國物理學家赫茲第一次用實驗證實了電磁波的存在.
3.如何理解麥克斯韋電磁場理論
對于麥克斯韋電磁場理論的內(nèi)容不僅要知道“變化的磁場產(chǎn)生電場,變化的電場產(chǎn)生磁場”,而且要進一步知道:均勻變化的磁場產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(穩(wěn)定的電場不再產(chǎn)生磁場),均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(穩(wěn)定的磁場不再產(chǎn)生電場);周期性非均勻變化的磁場產(chǎn)生同周期性非均勻變化的電場,周期性非均勻變化的電場產(chǎn)生同周期性非均勻變化的磁場.
【例2】關于電磁場理論,下列說法正確的是(
5、 )
A.在電場周圍一定產(chǎn)生磁場,磁場周圍一定產(chǎn)生電場
B.在變化的電場周圍一定產(chǎn)生變化的磁場,變化的磁場周圍一定產(chǎn)生變化的電場
C.均勻變化的電場周圍一定產(chǎn)生均勻變化的磁場
D.周期性變化的電場周圍一定產(chǎn)生周期性變化的磁場
解析:根據(jù)麥克斯韋電磁場理論,只有變化的電場能產(chǎn)生磁場,均勻變化的電場產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場,非均勻變化的電場才產(chǎn)生變化的磁場.
答案:D
各個擊破
類題演練1
在LC回路產(chǎn)生電磁振蕩的過程中,下列說法正確的是( )
A.電容器放電完畢時刻,回路中磁場能最小 B.回路中電流值最大時刻,回路中磁場能最大
C.電容器極板上電荷最多時,電場能最大
6、 D.回路中電流值最小時刻,電場能最小
解析:由振蕩電路充、放電過程知,放電過程,電場能轉化為磁場能.電流變大,放電完畢,電流值最大.由此可知B、C正確.
答案:BC
變式提升1
圖3-1-1中畫出一個LC振蕩電路中的電流變化圖線,根據(jù)圖線可判斷( )
圖3-1-1
A.t1時刻電感線圈兩端電壓最大 B.t2時刻電容器兩極間電壓為零
C.t1時刻電路中只有電場能 D.t1時刻電容器帶電荷量為零
解析:由圖象知,計時開始時,電容器兩極板帶電荷量最大,電流為零,電容器放電開始,根據(jù)電流隨時間的變化規(guī)律,可以在圖中畫
7、出qt圖象(在右圖中用虛線表示).由圖象分析可知:t1時刻,電容器上電荷量為零,電勢差為零,電場能為零,故D對,A、C皆錯;
t2時刻電容器電荷量q最大,兩板間電勢差最大,B錯.
答案:D
類題演練2
根據(jù)麥克斯韋電磁場理論,下列說法正確的是( )
A.在電場的周圍空間,一定存在著和它聯(lián)系著的磁場
B.在變化的電場周圍空間,一定存在著和它聯(lián)系著的磁場
C.恒定電流在其周圍不產(chǎn)生磁場
D.恒定電流周圍存在著穩(wěn)定的磁場
解析:只有在變化的電場周圍空間才存在和它聯(lián)系的磁場,所以A錯,B對.恒定電流周圍存在著穩(wěn)定的磁場,所以C錯,D對.
答案:BD
變式提升2
某空間
8、出現(xiàn)了如圖3-1-2所示的一組閉合的電場線,這可能是( )
A.沿AB方向磁場在迅速減弱 B.沿AB方向磁場在迅速增強
C.沿BA方向磁場在迅速增強 D.沿BA方向磁場在迅速減弱
圖3-1-2
解析:根據(jù)電磁感應理論,閉合回路中磁通量變化時,使閉合電路中產(chǎn)生感應電流,該電流可用楞次定律判斷,其中感應電流的方向和電場線方向一致.
答案:AC
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