2017年中考物理輔導(dǎo):電磁場(chǎng)和電磁波

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1.理想電容器和理想電感線圈
    理想平行板電容器指板間電場(chǎng)無(wú)泄漏.理想電感線圈指線圈無(wú)電阻.
    在LC回路中使用理想電容器和理想電感線圈,一是保證在電磁振蕩過(guò)程中無(wú)能量損失,二是保證電流按正弦規(guī)律變化.
    2.LC回路得到能量的方式
    必須給LC回路提供能量,這樣回路中才能產(chǎn)生振蕩電流.
    給LC回路提供能量的方式有:
    (1)給電容器充電.連接如圖19-7所示的電路,初始斷開(kāi)K2,關(guān)閉K1,電源ε向電容器C充電,充電完畢后,斷開(kāi)K1,再閉合K2,于是在LC回路中產(chǎn)生振蕩電流.
    
    (2)使電感線圈中產(chǎn)生感生電流.連接如圖19-8所示電路,初始電鍵K關(guān)閉,穩(wěn)定后電感線圈L相當(dāng)短路導(dǎo)線的作用,其上有電流通過(guò),但電容器極板不帶電.?dāng)嚅_(kāi)電鍵K后,在LC回路中便會(huì)有振蕩電流產(chǎn)生.
    這兩種不同的方式都是給LC回路提供能量,但第一種方式是首先提供電場(chǎng)能,第二種方式是首先提供磁場(chǎng)能.
    3.電磁振蕩中的周期性
    振蕩電路中的電流,電容器的帶電量,磁場(chǎng)能量,電場(chǎng)能量都隨時(shí)間作周期性的變化.例如圖19-8所示的裝置,以電鍵K斷開(kāi)的瞬間為計(jì)時(shí)零點(diǎn),則表述電容器的帶電量q以及電感線圈中電流i隨時(shí)間變化的圖線q-t及i-t圖線分別如圖19-9及19-10所示(其中q以電容器左板帶正電為正,i以自左至右流過(guò)電感線圈的電流為正).
    
    大值時(shí),q為零.此關(guān)系恰好反映了LC回路中能量的轉(zhuǎn)化與守恒關(guān)系.即q,電場(chǎng)能時(shí),i為零,磁場(chǎng)能為零,反之亦然
    
    
    向放電電流逐漸增大.由此可見(jiàn),凡是充電電流一定逐漸變小,此過(guò)程是磁場(chǎng)能向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化的過(guò)程.凡是放電電流一定逐漸增大,此過(guò)程是電場(chǎng)能向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化的過(guò)程.
    4.電磁場(chǎng)是一種特殊的物質(zhì)
    電磁場(chǎng)與其他形式的物質(zhì)一樣,也具有能量、動(dòng)量等等.所以,電磁波在空間的傳播,可以理解為既是物質(zhì)在空間的傳播,也是能量在空間的傳播.
    5.電磁波的傳播特點(diǎn)
    (1)電磁波的傳播不需要介質(zhì).
    (2)在傳播過(guò)程中,電磁波的頻率永遠(yuǎn)不變.
    (3)在傳播過(guò)程中,電磁波的波速可變.決定波速的因素有:波的頻率和介質(zhì)的種類(lèi).同頻率的電磁波在不同介質(zhì)中波速不同;不同頻率的電磁波在相同介質(zhì)中波速不同.
    必然導(dǎo)致波長(zhǎng)的改變.
    (5)電磁波與其他形式的波一樣,具有干涉和衍射的現(xiàn)象.
    6.LC回路固有周期(頻率)的改變
    改變電容器的電容C或電感線圈的自感系數(shù)L即可改變LC回路的固有周期(頻率).在實(shí)際應(yīng)用時(shí),??衫每勺冸娙萜鱽?lái)改變電容值,這在電磁波的發(fā)射和接收回路中??梢?jiàn)到.