高中物理 第三章 电磁振荡与电磁波 第一节 电磁振荡学案（含解析）粤教版选修3-4-粤教版高二选修3-4物理学案VIP免费

第一节电磁振荡学习目标重点难点1．能说出LC回路的组成和什么是振荡电流．2．会分析发生电磁振荡的过程中，LC回路中各物理量的变化和能量转化情况．3．熟记电磁振荡的周期和频率公式，会分析相关问题．重点：1．电磁振荡的周期和频率公式．2．发生电磁振荡时，各物理量的变化和能量转化．难点：发生电磁振荡时，各物理量的变化和能量转化．一、振荡电流和振荡电路1．振荡电流大小和方向都随时间做周期性迅速变化的电流叫振荡电流．实际振荡电流的频率很高，是高频正弦交流．2．振荡电路能产生振荡电流的电路叫做振荡电路．由自感线圈和电容器组成的最简单的振荡电路，称为LC回路．二、电磁振荡1．电磁振荡LC回路里，产生振荡电流的过程中，由于自感线圈的自感作用和电容器的充放电作用，线圈中的电流i及其对应的磁场、磁场能与电容器极板上的电荷q及其对应的电场、电场能在不断地相互转化，都发生了周期性的变化，这种现象叫做电磁振荡．2．电磁振荡的周期和频率LC回路的振荡周期T和频率f只跟自感系数L和电容C有关，与其他因素无关．它们的关系式为T＝2π和f＝．预习交流由f=知，改变回路中电容器的电容和线圈的自感系数可以改变振荡回路的振荡频率．收音机、电视机中用于调台的调谐电路就是通过调节可变电容器的电容来改变回路的振荡频率的．一台无线电接收机，当它接收频率为535kHz的信号时，调谐电路中电容器的电容为270pF；若调谐电路的线圈电感不变，则要接收频率为1605kHz的信号时，应该怎么办？答案：应将调谐电路中电容器的电容调为30pF．解析：由f=知1535kHz2π270pFL①＝1605kHz②由①②联立解得C＝30pF．一、电磁振荡的产生和能量转化1．观察课本中产生振荡电流的实验相关内容，会看到什么现象，说明了什么？答案：观察到电流表指针在零点左右摆动，说明电路中产生了交变电流，即电路中电流的大小、方向做周期性的变化．2．LC振荡电路是如何实现电磁振荡的？答案：（1）首先电容器从外界得到能量（充电），当电容器开始放电后，由于线圈的自感作用，阻碍通过线圈中的电流变化（自感电动势与电流方向相反），使放电电流不能立刻达到最大值，而是从零逐渐增大，同时电容器极板上的电荷逐渐减少．（2）到电容器放电完毕时，电容器极板上没有电荷，放电电流也达到了最大值．（3）电容器放电完毕的瞬间，由于线圈中自感电动势的作用，阻碍电流减小（自感电动势的方向同电流方向一致），电流不能立即减小到零，而是要保持原来的方向继续流动，并逐渐减小，同时电容器在反向充电，电容器极板上带上相反的电荷，并且电荷逐渐增多，而极板上的电荷（根据同种电荷相互排斥）对向极板上累积的电荷产生阻碍作用，反向充电电流逐渐减小，到反向充电完毕时，极板上聚集的电荷最多，电流减小到零．（4）此后电容再次放电，再次充电，这样不断地充电和放电，电路中就出现了振荡电流．（5）这个过程中，电容器极板上的电荷q，电路中的电流i，电容器内的电场强度E，线圈的磁场B，都发生周期性变化．13．LC振荡电路中发生电磁振荡过程中的能量是如何转化的？答案：（1）在LC回路发生电磁振荡的过程中，由于电容器极板上带电荷，则电容器内就有与之相联系的电场能．（2）电路中有电流时，则线圈就有与之相联系的磁场能．（3）电容器放电阶段，电场能转化为磁场能，放电完毕的一瞬间，电场能为零，振荡电流和磁场能达到最大值；然后电容器被反向充电，这个阶段磁场能转化为电场能，振荡电流为零的瞬间，磁场能为零，电容器极板上的电荷和电场能达到最大值．4．学生讨论：在电磁振荡的过程中，电容器的带电量q及其对应的电场E、电场能EE和线圈中的电流i及其对应的磁场B，磁场能EB都随时间周期性变化，试讨论在一个充电过程和放电过程中各量的变化规律及能量转化情况．答案：充电过程中，q增加，E增大，EE增加，i减小，B减小，EB减少，充电过程是一个磁场能转化为电场能的过程；放电过程中，q减少，E减小，EE减少，i增大，B增大，EB增大，放电过程是一个电场能转化为磁场能的过程．LC振荡电路中某时刻磁场如图所示，下列说法正确的是（）．A．若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电B．若电...