高中物理 14.2电磁振荡学案全集 新人教版选修3-4-新人教版高二选修3-4物理学案VIP免费

第二节电磁振荡新知预习1.几个基本概念：大小和方向都随时间做___________的电流叫振荡电流，能够产生振荡电流的电路叫___________.在LC回路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，以及跟电荷和电流相联系的电场和磁场都发生周期性变化的现象叫___________.2.LC回路中产生的电磁振荡：（1）LC回路中的振荡电流是由于电容器通过自感线圈（可产生自感电动势，阻碍通过线圈的电流的变化）不断充、放电产生的，按___________规律作周期性变化.（2）在LC回路产生振荡电流的过程中，磁场能（由通过线圈中的电流产生）和电场能（由电容器极板上的电荷产生）之间不断地相互转化着，电容器放电阶段，___________能转化为___________，放电完毕瞬间，电场能为___________，振荡电流及磁场能达到___________；然后电容器被反向充电，在此阶段，___________能转化为___________，振荡电流___________瞬间，磁场能为零，电容器极板上的电荷量及电场能达___________.3.LC振荡电路的周期只取决于___________和___________，即由LC回路本身的性质决定，和电容器所带电荷量q，极板间的电压u，线圈中的电流i均无关.典题·热题知识点一LC振荡电路例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.答案：D方法归纳磁场能与电流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.知识点二LC振荡电路各物理量的分析例2LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图14-2-6所示，则下列说法正确的是（）图14-2-6A.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1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.答案：BCD误区警示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14-2-7所示，则（）图14-2-7A.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选项正确.在t2至t3的过程中，从图可知，电容器两极板间电压增大，必有电场能增加，选项C正确.而在t3至t4的过程中，电容器两极板间电压减小，带的电荷量同时减少，选项D错误.答案：BC巧解提示电流跟磁场对应，电荷量跟电场对应，而电压跟电荷量变化趋向一致，故据图示电压的变化可得到磁场能的变化.由能量守恒得电场能的变化，再据电流与电场能的对应关系得电流的变化.例4图14-2-8为LC振荡电路中振荡电流随时间变化的图象，由图可知，在OA时间内______________能转化为______________能，在AB时间内电容器处于________...