高中物理知识点：电磁振荡的产生

电磁振荡的产生：

1、大小和方向都做周期性迅速变化的电流叫做振荡电流，产生振荡电流的电路叫做振荡电路。最简单的振荡电路是由电感线圈和电容器组成的，简称LC回路。LC回路中产生振荡电流是由于电容器不断充电和放电，该振荡电流是按正弦规律变化的。
2、LC电路中电磁振荡的产生过程
①放电过程：在放电过程中，q↓、u↓、E_电场能↓→i↑、B↑、E_磁场能↑，电容器的电场能逐渐转变成线圈的磁场能。由于线圈的自感作用，电流i是按正弦规律逐渐增大的，电流不会立刻达到最大值。放电结束时，q=0，E_电场能=0，i最大，E_磁场能最大，电场能完全转化成磁场能。
②充电过程：放电结束时，由于L的自感作用，电路中移动的电荷不会立即停止运动，仍保持原方向流动。在充电过程中，q↑、u↑、E_电场能↑→I↓、B↓、E_磁场能↓，线圈的磁场能向电容器的电场能转化。充电结束时，q、E_电场能增为最大，i、E_磁场能均减小到零，磁场能向电场能转化结束。
③反向放电过程：q↓、u↓、E_电场能↓→i↑、B↑、E_磁场能↑，电容器的电场能转化为线圈的磁场能。放电结束时，q=0，E_电场能=0，i最大，E_磁场能最大，电场能向磁场能转化结束。
④反向充电过程：q↑、u↑、E_电场能↑→i↓、B↓、E_磁场能↓，线圈的磁场能向电容器的电场能转化。充电结束时，q、E_电场能增为最大，i、E_磁场能均减小到零，磁场能向电场能转化结束。
在理想情况下将如此循环下去，一个周期性变化的示意图如图所示。

3、无阻尼振荡和阻尼振荡
①无阻尼振荡：振荡电路中，若没有能量损耗，则振荡电流的振幅将不变，叫做无阻尼振荡（或等幅振荡），如图甲所示。

②阻尼振荡：任何振荡电路中，总存在能量损耗，使振荡电流的振幅逐渐减少，叫做阻尼振荡（或减幅振荡），如图乙所示。

LC回路中产生振荡电流的分析方法：

(1)在分析，LC四路中振荡电流的产生过程时，要明确电容C和电感L在电路中的作用。电容器在电路中有充电和放电的作用，电感线圈在电路中有阻碍电流变化的作用。电感线圈中的自感电动势的大小和电流的变化率成正比，方向总是阻碍电流的变化。
(2)电路中电流变化的规律电容器在放电过程中，电路中电流增大，由于线圈的阻碍作用，电流只能按正弦规律变化。电容器开始放电时，电流的变化率最大，电流却为零；电容器放电结束后，电流将保持原来的方向减小，由于线圈的阻碍作用，不可能迅速减为零，只能按正弦规律逐渐减小到零。
振荡电流由极板上电荷量的变化率决定，与电荷量的多少无关。两极板间的电压由极板上电荷量的多少决定(电容C恒定)，与电荷量的变化率无关。线圈中的自感电动势由电路中电流的变化率决定，而与电流大小无关。
(3)LC回路中电场能与磁场能的分析电磁振荡的过程，实质上是电场能和磁场能相互转化的过程。LC回路中的电场能和磁场能做周期性变化，但是它们的变化周期是电磁振荡周期的一半。这是因为电场能和磁场能都是标量，只有大小在做周期性变化，而回路中的电流、电场强度、磁感应强度的方向和电容器极板上电荷的性质在电磁振荡的一个周期内均改变两次。
(4)各物理量变化情况的分析思路首先需要由题意分析该时刻是处于充电阶段还是处于放电阶段，一种常见的情形是根据电容器所带电荷的电性与电路中电流的方向来判定，其次由充电阶段或放电阶段判定电荷量q的变化，最后再由各物理量间的同步同变关系或同步异变关系来判定其他量的变化情况。
(5)振荡周期与频率的分析方法电磁振荡中，固有周期与固有频率只取决于回路本身，与q、i、U、E等无关。因此分析周期或频率变化情况时，只需分析其决定因素的变化。在LC振荡回路中，而取决于线圈的匝数、长度、横截面积、有无铁芯等。

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