高中物理 第十四章 电磁波 第2节 电磁振荡学案 新人教版选修3-4-新人教版高中选修3-4物理学案VIP专享VIP免费

第2节电磁振荡1．知道什么是LC振荡电路和振荡电流。2．知道LC振荡电路中电磁振荡的产生过程，知道电磁振荡过程中能量转化情况。3．知道电磁振荡的周期和频率，知道LC电路的周期和频率与哪些因素有关，并会进行相关的计算。一、电磁振荡的产生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。(2)振荡电路：产生□振荡电流的电路。最简单的振荡电路为LC振荡电路。2．电磁振荡的过程放电过程：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，振荡电流逐渐增大，放电完毕，电流达到最大，电场能全部转化为磁场能。充电过程：电容器放电完毕后，由于线圈的自感作用，电流保持□原来的方向逐渐减小，电容器将进行□反向充电，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，振荡电流逐渐减小，充电完毕，电流减小为零，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。3．电磁振荡的实质在电磁振荡过程中，电容器极板上的电荷量，电路中的电流，与振荡电流相联系的电场和磁场都在□周期性变化，电场能和磁场能也随着做周期性的□转化。二、电磁振荡的周期和频率1．电磁振荡的周期T：电磁振荡完成一次□周期性变化需要的时间。2．电磁振荡的频率f：1s内完成周期性变化的□次数。3．LC电路的周期(频率)公式周期、频率公式：T＝2π，f＝□，其中：周期T、频率f、自感系数L、电容C的单位分别是秒(s)、赫兹(Hz)、亨利(H)、法拉(F)。判一判(1)电磁振荡的周期和频率是由电容器和线圈(电感)共同决定的。()(2)通过减小电容器的电容可以使电磁振荡的频率减小。()提示：(1)√(2)×想一想(1)振荡电流实际上就是交流电，对吗？提示：对。振荡电流实际上就是交流电，由于频率很高，习惯上称之为振荡电流。(2)如何理解电磁振荡中的“电”和“磁”？提示：电磁振荡中的“电”不仅指电容器两极板上的电荷，也指该电荷产生的电场(电场强度、电势差、电场能)；“磁”不仅指线圈中的电流，也指该电流产生的磁场(磁场能、磁感应强度)。电磁振荡是指这些电荷、电场、电流、磁场都随时间做周期性变化的现象。课堂任务电磁振荡的产生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。(2)振荡电路：产生振荡电流的电路。基本的振荡电路为LC振荡电路。2．电磁振荡过程中各物理量的变化设q为电容器上极板的电荷量，电流以顺时针方向为正，则it、qt图象：时刻工作过程qEiB能量t＝0放电瞬间qmEm00E电最大E磁最小0～放电过程qm→0Em→00→im0→BmE电→E磁放电结束00imBmE电最小E磁最大～充电过程0→qm0→Emim→0Bm→0E磁→E电充电结束qmEm00E电最大E磁最小～放电过程qm→0Em→00→im0→BmE电→E磁放电结束00imBmE电最小E磁最大～T充电过程0→qm0→Emim→0Bm→0E磁→E电T充电结束qmEm00E电最大E磁最小其中qm、Em、im、Bm分别表示电荷量、电场强度、电流和磁感应强度的最大值，E电、E磁分别表示电场能、磁场能。3．LC回路中各量间的变化规律及对应关系(1)同步变化关系在LC回路发生电磁振荡的过程中，电容器上的物理量：电荷量q、电场强度E、电场能EE是同步变化的，即：q↓—E↓—EE↓(或q↑—E↑—EE↑)。振荡线圈上的物理量：振荡电流i、磁感应强度B、磁场能EB也是同步变化的，即：i↓—B↓—EB↓(或i↑—B↑—EB↑)。(2)异步变化关系在LC回路产生电磁振荡的过程中，电容器上的三个物理量q、E、EE与线圈中的三个物理量i、B、EB是异步变化的，即q、E、EE减小时，i、B、EB增大，也即：q、E、EE↑――→i、B、EB↓。(3)物理量的等式关系线圈上的振荡电流i＝，自感电动势e＝L·。(4)极值、图象的对应关系如图所示，i＝0时，q最大，E最大，EE最大，e(e为自感电动势)最大。q＝0时，i最大，B最大，EB最大，e＝0。(5)自感电动势e与it图象的关系由e＝L·知，e∝，而是it图象上某点处曲线切线的斜率k的绝对值。所以，利用图象可分析自感电动势随时间的变化和极值。例1(多选)LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，则()A．若磁场...