高中物理——电磁振荡、电磁振荡的周期和频率、电磁场
[应该掌握的概念和规律]
本章所讲述的电磁振荡、电磁场和电磁波的概念以及电磁波的发射、传播和接收等知识，是前面所学的电磁学、机械振动和机械波等知识的继续，并与下一章要学习的光的本性一章的知识相联系。从运动形式上看，它们都具有波动的共性。
1．振荡电流：大小和方向都做周期性变化的电流；振荡电流是一种频率很高的交变电流。
2．振荡电路：能够产生振荡电流的电路叫做振荡电路，常见的是LC振荡电路；LC回路里产生的振荡电流是按正弦规律变化的。
3．电磁振荡：在振荡电路里产生振荡电流的过程中，电容器极板上的电荷，通过线圈的电流，以及跟电流和电荷相联系的磁场和电场都发生周期性的变化，这种现象叫电磁振荡。
4．阻尼振荡和无阻尼振荡。
5．电磁振荡的周期和频率：LC振荡电路的周期和频率的公式是
H和
；注意：LC回路中的周期和频率与电容器所带的电量、电容器两板之间的电压、回路中的电流无关，而只取决于电路本身的特性（线圈的自感系数L和电容器的电容C）。，此LC回路的周期和频率由称为固有周期和固有频率。
6．电磁场：变化的磁场在周围空间产生电场；变化的电场在周围空间产生磁场；变化的电场和变化的磁场是相互联系的，形成不可分割的统一体，这就是电磁场。
7．电磁波：电磁场由发生的区域向远处的传播就是电磁波；在真空中电磁波的传播速度跟光速相同，即C=3.00×108m/s；电磁波的波长、波速和频率的关系为
。
[应具有的能力要求]
1．了解振荡电路及电磁振荡的产生。
2．了解阻尼振荡和无阻尼振荡。
3．了解LC电路中产生的电磁振荡的周期和频率。
4．了解麦克斯韦理论和电磁场、电磁波。
5．了解真空中电磁波的波速，知道波速、波长和频率的关系。
[例题分析]
例1．振荡电路中电感L=2mH，电容C=278pF，此振荡电路发射电磁波在真空中的波长是__________。
解析 λ=VT
=CV·2л
=1410米
例2．如图所示的LC振荡电路中，通过P点的电流变化规律如图所示，且把通过P点向右的电流规定为坐标轴i 的正方向。
A、0．5秒至1秒时间内，电容器C在充电
B、0．5秒至1秒时间内，电容器C的上板带正电
C、1秒至1．5秒时间内，Q点比P点电势高
D、1秒至1．5秒时间内，磁场能正在转变电场能
解析 这是由LC振荡回路中电流图像分析电路中电容器充放电过程，应把握住电磁振荡过程中表现出的特点，由图像看出0．5秒至1秒时间内振荡电流在减小，即磁场能向电场能转化的过程，此时电流i正在对电容器反向充电，下板带正电。
在1秒至1．5秒内，电流处于反向增大过程LC电路中，电流经Q经L再经P，C在放电是电场能向磁场能转化的过程，可判断UQ>UP，所以正确选项为A 、C。
例3．按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中正确的是：（ ）
A、 恒定的电场周围产生恒定的磁场，恒定的磁场周围产生恒定的电场
B、 变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场
C、 均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场周围产生均匀变化的电场
D、均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，均匀变化的磁场周围产生稳定的磁场
解析 麦克斯韦电磁理论的核心内容是：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场。对次理论全面正确理解为：不变化的电场周围不产生磁场；比那户的电场可以产生变化的磁场，也可以产生不变化的磁场；均匀变化的电场产生恒定的磁场；周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场。由变化的磁场产生电场的规律与上相同。所以正确答案为B、D 。
[练习]
1．关于电磁场的理论，下面说法中正确的是：
A、变化电场周围一定产生磁场
B、变化电场周围一定产生稳定磁场
C、振荡电场产生的磁场也是振荡的
D、有电场就有磁场，有磁场就有电场
2．为了增大LC振荡电路的固有频率，下列办法中可采取的是：
A、增大电容器两极板的正对面积并在线圈中放入铁芯；
B、减小电容器两极板的距离并增加线圈的匝数；
C、减小电容器两极板的距离并在线圈中放入铁芯；
D、减小电容器两极板的距离并减少线圈的匝数；
3．在LC回路中，当振荡电流为零时，回路能量的电容器电量变化情况是：（ ）
A、电容器放电完毕，磁场能最大
B、电容器开始充电，电场能最大
C、电容器开始放电，电场能最大
D、电容器充电完毕，电场能最大
4．下列方法中，能使平行板电容器的极板间产生磁场的是：（ ）
A、把电容器接在直流电源两端
B、把电容器接在交流电源两端；
C、给电容器充电后保持电量不变，将两极板间距离匀速增大；
D、给电容器充电后保持电压不变，将两极板间距离匀速减小。
5．如图所示，表示LC振荡电路某一时刻的情况，以下说法中正确的是：（ ）
A、 
电容器在充电
B、 电感线圈中的磁场能正在增加
C、 电感线圈中的电流正在增大
D、此时线圈中的自感电动势正在阻碍电流增大
6．如果LC振荡电路中线圈的自感系数为6.4mH，要使这个电路产生10KHz的振荡电流，电路中电容器的电容应该多大？
7．一个LC振荡电路，线圈的自感系数的变化范围为0.1mH—0.4mH，电容的变化范围为4 pF—9 pF，则产生的振荡电流的频率范围是多少？
参考答案：
1、A 2、D 3、D 4、B D 5、A 6、0.39pF 7、2.65×106Hz—7.96×106Hz