高二物理电磁振荡与电磁波
第四章电磁振荡与电磁波—【新教材】人教版高中物理选择性必修第二册课件
第 四 章
电
磁
振
1 电磁振荡
荡 与
电
磁
波
一 电磁振荡的产生
1.振荡电流：大小和方向做周期性变化的电流.
振荡电路：产生振荡电流的电路. 这种现象就是电磁振荡。 电磁波能使接收天线产生感应电流
①④电电2磁 磁.振波波的波荡反速射比电、机折械路射波、波：干速涉大产、得偏多生振. 和振衍射荡等 电流的电路.，LC振荡电路.
电磁波与光统一
4．麦克斯韦电磁场理论的意义 电磁波传播过程就是能量传播的过程. 能量是电磁场的物质性最有说服力的证据之一. 电磁场理论被赫兹的实验证实后，电磁场就像光一样真实.
物质不仅能以实物的形式存在，还能以场的形式存在.
5.电磁波与机械波的异同点 (1)相同点 ①能发生反射、折射、衍射、干涉等现象。 ②是传播能量的一种形式，能传递信息。 ③满足v＝λf，T＝1/f，且传播中f 不变。 (2)电磁波与机械波的不同点 ①产生的机理不同. ②电磁波的传播不需介质，机械波须有介质才能传播. ③电磁波是横波,机械波有横波也有纵波. ④电磁波波速比机械波波速大得多.
携带信号的高频电磁波.
(1)电磁波的传播不需要介质
④电磁波波速比机械波波速大得多.
第四章 电磁振荡与电磁波
电磁波与机械波的异同点
(2)电磁波与机械波的不同点
(1)1886年，赫兹用实验证实电磁波的存在。
2．电容器充电，E磁 E电.
变化的电场和磁场形成一个不可分割的统一的电磁场.
电磁波传播过程就是能量传播的过程.
携带信号的高频电磁波.
④电磁波波速比机械波波速大得多.
振荡电路：产生振荡电流的电路.
4．电磁振荡
电容器不断地充电和放电，电路中就出现了大小、 方向都在变化的电流，即出现了振荡电流。在整个过 程中，电路中的电流i、电容器极板上的电荷量q、电 容器里的电场强度E、线圈里的磁感应强度B，都在 周期性地变化着。这种现象就是电磁振荡。
第四章 电磁振荡与电磁波 知识点清单 高二下学期物理人教版(2023)选择性必修第二册
第四章电磁振荡与电磁波知识点清单高二下学期物理人教版（2023）选择性必修第二册新教材人教版高中物理选择性必修第二册第4章知识点清单目录第4章电磁振荡与电磁波第1节电磁振荡第2节电磁场与电磁波第3节无线电波的发射和接收第4节电磁波谱第4章电磁振荡与电磁波第1节电磁振荡一、电磁振荡的产生和能量变化1. 振荡电流和振荡电路(1)振荡电流：大小和方向都做周期性迅速变化的电流，叫作振荡电流。
(2)振荡电路：产生振荡电流的电路叫作振荡电路。
由电感线圈L和电容C组成的电路是最简单的振荡电路，称为LC振荡电路。
2. LC振荡电路的振荡过程(1)放电过程电容器刚要放电时，电容器里的电场最强，电路里的能量全部储存在电容器的电场中；电容器开始放电后，由于线圈的自感作用，放电电流由零逐渐增大，电容器极板上的电荷逐渐减少，电容器里的电场逐渐减弱，线圈的磁场逐渐增强，电场能逐渐转化为磁场能；放电完毕时，放电电流达到最大值，电场能全部转化为磁场能。
(2)充电过程电容器放电完毕时，由于线圈的自感作用，电流会保持原来的方向并逐渐减小，电容器将进行反方向充电，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，反方向充电完毕时，电流减小为零，电容器极板上的电荷最多，磁场能全部转化为电场能。
此后，这样充电和放电的过程反复进行下去。
导师点睛(1)振荡电流是充、放电电流。
(2)振荡电流实际上就是交变电流，由于频率很高，习惯上称之为振荡电流。
3. 电磁振荡电容器不断地充电和放电，电路中就出现了大小、方向都在变化的电流，即出现了振荡电流。
在整个过程中，电路中的电流i、电容器极板上的电荷量q、电容器里的电场强度E、线圈里的磁感应强度B，都在周期性地变化着。
这种现象就是电磁振荡。
4. 电磁振荡中的能量变化(1)电容器开始放电后，电容器里的电场逐渐减弱，线圈的磁场逐渐增强，电场能逐渐转化为磁场能。
(2)电容器充电时，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。
高二物理电磁波电磁振荡讲义+例题+过关练习
电磁振荡电磁波知识点一：电磁场与电磁波1、麦克斯韦电磁场理论麦克斯韦电磁场理论：变化的磁场产生电场；变化的电场产生磁场。
注意：不变化的电场周围不产生磁场，变化的电场周围一定产生磁场。
但如果电场是均匀变化的，产生的磁场是恒定的，如果电场是周期性(振荡)变化的，产生的磁场将是同频率的周期性(振荡)变化的磁场，反之也成立。
2、电磁场和电磁波的概念变化的电场和变化的磁场相联系的统一体叫电磁场；电磁场的传播就是电磁波。
3、电磁波在真空中的传播速度=m/s ；电磁波的传播不需要介质。
v=c光4、电磁波的周期T、频率f、波长λ以及它们与波速v的关系v=λ/T=λfT、f由波源确定，不因介质而变化，而v、λ在不同的介质中其值不同；同一介质中的电磁波频率越高，波长越短。
3、关于电磁理论，下面几种说法正确的是：（）A．在电场的周围空间一定产生磁场B．任何变化的电场周围空间一定产生变化的磁场C．均匀变化的电场周围空间产生变化的磁场D．振荡电场在周围空间产生变化的振荡磁场【变式】下面说法正确的是：（）A．变化的电场一定能够在周围空间产生稳定的磁场B．稳定电场能够在周围空间产生稳定的磁场C．均匀变化的电场能够在周围空间产生稳定磁场D．均匀变化的电场和磁场互相激发，形成由近及远传播的电磁波知识点二：振荡电流、振荡电路1、振荡电流：大小和方向均随时间做周期性变化的电流叫振荡电流。
2、振荡电路：能产生振荡电流的电路叫振荡电路，常见的是LC振荡电路。
知识点三：LC电路中振荡电流的产生过程1、电容器充电而未开始放电时，电容器电压U最大，电场E最强，电场能最大，电路电流i =0 ；2、电容器开始放电后，由于自感L的作用，电流逐渐增大，磁场能增强，电容器中的电荷减少，电场能减少。
在放电完毕瞬间，U=0，E=0，i最大，电场能为零，磁场能最大。
3、电容器放完电后，由于自感作用，电流i保持原方向继续流动并逐渐减小，对电容器反向充电，随电流减小，电容两端电压升高，磁场能减小而电场能增大，到电流为零瞬间，U最大，E最大，i=0，电场能最大，磁场能为零。
高二电磁振荡与电磁波知识点
高二电磁振荡与电磁波知识点电磁振荡是高中物理中重要的一个概念，它是指在电路中由于电场和磁场的相互作用产生的周期性变化。
而电磁波则是由电磁振荡产生的波动现象。
在高二时期，我们需要掌握电磁振荡与电磁波的基本知识，下面将详细介绍相关的知识点。
一、电磁振荡的基本概念和特征电磁振荡是指在电路中由于电容器和电感器的相互作用下，电场和磁场能量在电容器和电感器之间周期性地转化的过程。
电路中的电源提供能量，电容器和电感器则充当能量储存的元件。
当电容器上的电荷和电感器上的电流随时间变化时，电场和磁场也随之变化。
电磁振荡的特征有三个方面：频率、周期和角频率。
二、振荡电路的数学描述振荡电路可以通过微分方程进行数学描述。
以简单的LC电路为例，当电容器和电感器串联时，可以得到如下微分方程：L(d^2Q/dt^2) + (1/C)Q = 0其中，L为电感，C为电容，Q为电荷。
通过求解该微分方程可以得到电荷随时间的变化规律，从而了解电磁振荡的特性。
三、谐振现象在电磁振荡中，谐振是一种重要的现象。
谐振是指当外加频率等于电路的固有频率时，电路中电流和电压振幅达到最大的情况。
谐振可以分为串联谐振和并联谐振两种情况。
在谐振状态下，电路具有最大的能量传输效率。
四、电磁波的产生和传播电磁波是由振荡电荷和振荡电流产生的波动现象。
当电荷或电流发生周期性变化时，就会产生变化的电场和磁场。
这些电场和磁场按照一定的规律传播，形成电磁波。
电磁波的传播速度为光速，即3.0×10^8m/s。
五、电磁波的分类与特性根据频率不同，电磁波可以细分为射频波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等不同种类。
不同种类的电磁波在传播中具有不同的特性，如波长、频率、能量等。
其中，可见光是我们日常生活中所能感知到的一种电磁波。
六、电磁波的应用电磁波在生活中有很广泛的应用。
射频波在无线电通信和电视广播中起到重要作用；微波被应用于雷达、微波炉等设备；红外线被应用于红外线遥控、红外线加热等；可见光则是用于照明等方面；紫外线在杀菌消毒等领域有着广泛应用；X射线和γ射线则在医学影像学和辐射治疗中得到应用。
高中物理电磁振荡和电磁波公式总结
高中物理电磁振荡和电磁波公式总结电磁振荡和电磁波是高中物理课程中非常重要的概念。
通过了解相关的公式，可以更好地理解电磁学的基本原理和应用。
本文将总结高中物理中与电磁振荡和电磁波相关的公式，并对其进行简要解释。
一、电磁振荡公式1. 阻尼振荡的周期公式：T = 2π√(m/k)T表示振荡的周期，m表示振荡体的质量，k表示弹簧的劲度系数。
2. 无阻尼振荡的周期公式：T = 2π√(L/C)T表示振荡的周期，L表示电感的感值，C表示电容的容值。
3. 能量守恒公式：E = 1/2kx² + 1/2mv²E表示振荡体的总能量，k表示弹簧的劲度系数，x表示振荡体的位移，m表示振荡体的质量，v表示振荡体的速度。
二、电磁波公式1. 电磁波的速度公式：v = fλv表示电磁波的传播速度，f表示频率，λ表示波长。
2. 电磁波的频率和周期公式：f = 1/Tf表示频率，T表示周期。
3. 电磁波的波长和频率公式：λ = v/fλ表示波长，v表示电磁波的速度，f表示频率。
4. 电磁波的能量公式：E = hfE表示电磁波的能量，h表示普朗克常数，f表示频率。
5. 光的频率和波长与介质的折射率公式：n₁/λ₁ = n₂/λ₂n₁和n₂分别表示两个介质的折射率，λ₁和λ₂分别表示入射光和折射光的波长。
三、简要解释1. 电磁振荡公式解释：阻尼振荡的周期公式说明了弹簧振子的周期与振子本身的质量和弹簧的劲度系数有关。
无阻尼振荡的周期公式说明了LC振荡电路的周期与电感的感值和电容的容值有关。
能量守恒公式表示了振荡体在振荡过程中机械能和动能之间的转换。
2. 电磁波公式解释：电磁波的速度公式是电磁波的基本特性，表示电磁波在真空和空气中的速度为光速。
电磁波的频率和周期公式表示电磁波的周期与频率之间的关系，频率是指单位时间内波的周期数。
电磁波的波长和频率公式表示波长与频率之间的关系。
电磁波的能量公式表示了电磁波的能量与频率之间的关系。
第四章 电磁振荡与电磁波(单元解读课件)高二物理(人教版2019选择性必修第二册)
05 课时安排建议
1.电磁振荡 1课时 2.电磁场与电磁波 1课时 3.电磁波的发射、传播和接收 1课时 4.电磁波谱 1课时
本单元教学重点与难点
教 1.了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想； 学 2.通过实验，了解电磁振荡； 重 3.知道电磁波的发射、传播和接收； 点 4.了解电磁波谱。
教 学
1.通过实验，了解电磁振荡；
难 2.知道电磁波的发射、传播和接收；
点
01 教学策略1
1.通过对电磁场和电磁波的进一步介绍深化对场的认识 场作为物理学中的一个重要并且深刻的概念，学生理解起来有相 当的难度。因此，教材从必修第三册的电场、磁场、电磁感应、电 磁波的介绍开始就进行了逐步的深入。在本章将电磁场的概念进行 了综合与深化，特别突出了场的统一性。教材在本章对电磁场理论 的介绍中，首先通过章首语杨振宁先生的话指出：“这一发现把物 理学中关于电、磁、光之间的关系整个地改观了。”然后在回顾变 化的磁场产生电场和变化的电场产生磁场这两个基本假设之后，通 过电磁场和电磁波的概念，将电场与磁场统一起来。 对电磁场物质性的介绍还渗透了理性思维的培养。电磁场的物质 性是通过电磁场与能量的密切关系展现的。教材较为详细地介绍了 振荡电路的能量转化过程和电磁波的能量，从而明确实物和场是物
04 教学策略4
4.结合电磁波技术的应用，展现科学的世界观与人文情怀 科学技术的发展并不是孤立的，而是与社会其他系统(比如政治、 经济、文化、教育等)有一定的相互作用。人类在这个世界上，主要 是通过对自然的认识和利用，求得自身的生存和发展。在科学技术 高度发展的今天，科学技术影响到社会生活的方方面面。我们的教 育要使学生了解如何掌握科学技术的应用方向，以有益而非有害的 方式使用这种力量。因此，教材先介绍麦克斯韦在理论上预言了电 磁波，再介绍赫兹在实验上证实了电磁波的存在，然后介绍电磁波 在现代社会生活中的应用，把学生的视野扩展到科学技术给社会生 活带来的巨大变化上。这样，以具体的历史发展为线索，展示科学 带来的技术发展，促进社会生活的变化。
新教材2023高中物理第四章电磁振荡与电磁波4.1电磁振荡课件新人教版选择性必修第二册
答案:BCD
2.下图中画出了一个LC振荡电路中的电流变化图线,根据图 线可判断 ( )
A.t1时刻线圈两端电压最大 B.t2时刻电容器两极板间电压为0 C.t1时刻电路中只有电场能 D.t1时刻电容器电荷量为0
解析:由题图知,t1时刻电流最大,磁场最强,磁场能最大,根据电 磁振荡的规律,此时电场能应最小,电场最弱,电容器极板上电 荷量为0,选项C错误,选项D正确.此时因电流最大,变化率是0, 自感电动势为0,线圈两端电压最小,选项A错误.t2时刻电流最小, 电场能最大,电容器两极板间的电压最大,选项B错误. 答案:D
过程建构 1.LC电路的电磁振荡过程、振荡电路电流的周期性变化规律、 电容器极板上电荷量的周期性变化规律的对应关系:
A
B
C
D
E
甲 LC电路的电磁振荡过程
乙 振荡电路电流的周期性变化规律 (以逆时针方向电流为正)
丙 电容器极板上电荷量的周期性变化规律 (q为上极板的电荷量)
2.电磁振荡过程中,电容器极板上的电荷量q、电容器里的电场 强度E、电路中的电流i、线圈里的磁感应强度B、电场能E电和 磁场能E磁的转化与电路状态的对应关系:
答案: AC
探究二 电磁振荡的周期和频率 问题情境 在如图所示的电路中,如果电容C和电感L足够大,可以通过观察 电流表指针左右摆动的快慢来确定电磁振荡周期的大小.
1.实验如何操作?如何得到电磁振荡的周期?
2.如果要探究电磁振荡的周期与电容、电感的关系,应该怎么 做?用到了什么实验方法?
答案:保持线圈不变,改变电容器的电容,通过实验可以探究周 期与电容的关系;保持电容不变,改变线圈的电感,通过实验可 以探究周期与电感的关系.用到了控制变量法.
时间
人教版高中物理选择性必修第二册精品课件 第四章 电磁振荡与电磁波 1 电磁振荡
学习目标
学科核心素养
01 要点一 电磁振荡的产生及能量变化
知识必备·固基础
2.振荡电流 大小和方向都做_周__期__性___迅速变化的电流，叫作振荡电流。 3.振荡电路 产生振荡电流的电路叫作_振__荡__电__路___。
如果振荡电路没有能量损失，也不受外界影响，这时的周期和频率分别叫作振荡电路 的_固__有___周期和_固__有___频率。
要点深化·提能力
A
A
不积跬步，无以至千里； 不积小流，无以成江海！
转化，处于充电过程；当电流流出带正电的极板时，电容器的电荷量 判断
减少，电场能向磁场能转化，处于放电过程 根据物理量的 变化趋势判断 根据能量变化
电场能增加时充电，磁场能增加时放电 判断
D
02 要点二 电磁振荡的周期和频率
知识必备·固基础
1.周期：电磁振荡完成一次_周__期__性__变__化___需要的时间。 2.频率：单位时间内完成的_周__期__性___变化的次数。
极板带正电可知，此时正处于充电过程，电路电流逐渐减小，线圈磁场强度正在减小，
磁场能正在转化为电场能，故A、B错误，C正确；由于电容器正在充电，故电流变化
得越来越快，因此线圈中的自感电动势在逐渐增大，故D错误。
规律方法 LC振荡电路充、放电过程的判断方法
当电流流向带正电的极板时，电容器的电荷量增加，磁场能向电场能 根据电流流向
要点深化·提能力
2.相关量与电路状态的对应情况 电路状态 0 最多 最大 0 0
0 0 正向最大 最大
最多 最大
0 0
0 0 反向最大 最大
最多 最大
0 0
C
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§5、3电磁振荡与电磁波
5．3．1、电磁振荡
电路中电容器极板上的电荷和电路中的电流及它们相联系的电场和磁场作周期性变化的现象，叫做电磁振荡。
在电磁振荡过程中所产生的强度和方向周期性变化的电流称为振荡电流。
能产生振荡电流的电路叫振荡电路。
最简单的振荡电路，是由一个电感线圈和一个电容器组成的LC 电路，如图
5-3-1所示。
在电磁振荡中，如果没有能量损失，振荡应该永远持续下去，电路中振荡电流的振幅应该永远保持不变，这种振荡
叫做自由振荡或等幅振荡。
但是，由于任何电路都有电阻，有一部分能量要转变成热，还有一部分能量要辐射到周围空间中去，这样振荡电路中的能量要逐渐减小，直到最后停止下来。
这种振荡叫做阻尼振荡或减幅振荡。
电磁振荡完成一次周期性变化时需要的时间叫做周期。
一秒钟内完成的周期性变化的次数叫做频率。
振荡电路中发生电磁振荡时，如果没有能量损失，也不受其它外界的影响，即电路中发生自由振荡时的周期和频率，叫做振荡电路的固有周期和固有频率。
LC 回路的周期T 和频率f 跟自感系数L 和电容C 的关系是：
LC f LC T ππ21
,2==。
5．3．2、电磁场
任何变化的电场都要在周围空间产生磁场，任何变化的磁场都要在周围空间产生电场。
变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的场，这就是电磁场。
麦克斯韦理论是描述电磁场运动规律的理论。
L
图5-3-1
变化的磁场在周围空间激发的电场，其电场呈涡旋状，这种电场叫做涡旋电场。
涡旋电场与静电场一样对电荷有力的作用；但涡旋电场又与静电场不同，它不是静电荷产生的，它的电场线是闭合的，在涡旋电场中移动电荷时电场力做的功与路径有关，因此不能引用“电势”、“电势能”等概念。
当导体作切割磁感线运动时，导体中的自由电子将受到洛仑兹力而在导体中定向移动，使这段导体两端分别积累正、负电荷，产生感应电动势，这种感应电动势又叫做动生电动势。
它的计算公式为
θεsin Blv =
当穿过导体回路的磁通量发生变化时（保持回路面积不变），变化的磁场周围空间产生涡旋电场，导体中的自由电子在该电场的电场力作用下定向移动形成电流，这样产生的感应电动势又叫感生电动势。
它的计算公式为
t B
S ∆∆=ε
5．3．3、电磁波
如果空间某处产生了振荡电场，在周围的空间就要产生振荡的磁场，这个振荡磁场又要在较远的空间产生新的振荡电场，接着又要在更远的空间产生新的振荡磁场，……，这样交替产生的电磁场由近及远地传播就是电磁波。
电磁波的电场和磁场的方向彼此垂直，并且跟传播方向垂直，所以电磁波是横波。
电磁波不同于机械波，机械波要靠介质传播，而电磁波它可以在真空中传播。
电磁波在真空中的传播速度等于光在真空个的传播速度8
1000.3⨯=C 米/秒。
电磁波在一个周期的时间内传播的距离叫电磁波的波长。
电磁波在真空中的波长为：
f C
CT ==λ
电磁波可以脱离电荷独立存在，电磁波具有能量，它是物质的一种特殊形态。