高中物理 第十四章 第二节 电磁振荡学案 新人教版选修3-4-新人教版高二选修3-4物理学案VIP专享VIP免费

第十四章电磁波2.电磁振荡【学习目标】1．知道振荡电流、振荡电路、LC回路的概念。2．LC回路中振荡电流的产生过程。3．知道在电磁振荡过程中，LC回路中的能量转化情况。4．知道电磁振荡的周期和频率。【重点难点】对振荡电路，振荡电流基本概念的理解和电磁振荡现象的认识，电场能和磁场能的转化过程；LC回路产生电磁振荡【课前预习】1.如右图所示，充电后的电容器与线圈构成振荡电路，因电容器和线圈的共同作用在闭合回路中产生了大小和方向都做周期性迅速变化的振荡电流。2.在振荡电路中，充电结束时，电容器的极板上的电量最多，电路中电流最小，电场能最大，磁场能最小；放电结束时，电容器的极板上的电量为零，电路中电流最大，电场能最小，磁场能最大。3.如果没有能量损失，振荡电流的振幅保持不变，在实际的有能量损失的电路中，通过晶体管等电子为振荡电路补充能量，以实现等幅振荡。4.无能量损失或不受外界影响，电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间称为固有周期，表达式T=，1s内完成周期性变化的次数称为固有频率，表达式f=。【预习检测】1、当LC振荡电路中电流达到最大值时，下列叙述中正确的是（）。A.磁感应强度和电场强度都达到最大值B.磁感应强度和电场强度都为零C.磁感应强度最大而电场强度为零D.磁感应强度是零而电场强度最大2、下图为LC振荡电路中电容器板上的电量q随时间t变化的图线，由图可知（）。A.在t1时刻，电路中的磁场最小B.从t1到t2，电路中的电流值不断变小C.从t2到t3，电容器不断充电D.在t4时刻，电容器的电场能最小3、在LC振荡电路中,某时刻的磁场方向如图所示.A.若磁场正在减弱,则电容器的A板带负电.1B.若电容器正在放电,则电容器A板带负电.C.若电路中电流正在增大,则电容器A板电量正在减少.D.若电容器正在放电,则自感电动势正在阻碍电流减小.【参考答案】【预习检测】1.C2.A、C、D3.A、C▲堂中互动▲【典题探究】例1关于LC振荡电路中的振荡电流，下列说法中正确的是()A.振荡电流最大量，电容器两极板间的电场强度最大B.振荡电流为零时，线圈中自感电动势为零C.振荡电流增大的过程中，线圈中的磁场能转化成电场能D.振荡电流减小的过程中，线圈中的磁场能转化为电场能解析：振荡电流最大时，处于电容器放电结束瞬间，场强为零，A选项错；振荡电流为零时，LC回路振荡电流改变方向，这时的电流变化最快，电流强度变化率最大，线圈中自感电动势最大，B选项错；振荡电流增大时，线圈中电场能转化为磁场能，C选项错；振荡电流减小时，线圈中磁场能转化为电场能，D选项对.拓展磁场能与电流i对应，电场能与电荷量q对应，在等幅振荡中，磁场能与电场能的总量保持不变.例2LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，则下列说法正确的是（）A.若磁场正在减弱，慢电容器上极板带正电B.若电容器正在充电，慢电容器下极板带正电C.若电容器上极板带正电，则线圈中电流正在增大D.若电容器正在放电，则自感电动势正在阻碍电流增大解析：由电流的磁场方向和安培定则可判断振荡电流方向，由于题目中未标明电容器两极板带电情况，可分两种情况讨论.（1）若该时刻电容器上极板带正电，则可知电容器处于放电阶段，电流增大，则C选项对A选项错；（2）若该时刻电容器下极板带正电，可知电容器处于充电状态，电流在减小，则B选项对，由楞次定律可判定D选项对.拓展要正确理解电磁振荡过程中线圈中电流和两端电压（即电容器两极板间电压）的变化关系，一定要注意克服由欧姆定律所形成的电路中电流和其两端电压成正比的思维定势.因为在电磁振荡中，阻碍线圈中电流变化的是线圈中产生的自感电动势而不是电阻.而自感电动势只是阻碍电流的变化，并不能阻止电流的变化.例3LC回路电容器两端的电压U随时间t变化的关系如图所示，则（）A.在时刻t1，电路中的电流最大B.在时刻t2，电路中的磁场能最大C.从时刻t2至t3，电路的电场能不断增大D.从时刻t3至t4，电容器带的电荷量不断增大解析：本题考查对LC振荡电路中各物理量振荡规律的理解.由前面所述可知，t1时刻电容器两端2电压最高时，电路中振荡电流为零，t2时刻电容器两端电压为零，电路中振荡电流最强、磁场能最多，故选项A错误，B选项...