高中物理 第十四章 电磁波 2 电磁振荡互动课堂学案 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

2电磁振荡互动课堂疏导引导1.电磁振荡的过程分析及解题技巧（1）过程分析：在LC回路中，若先对电容器充电，此后，电容器历经放电、反向充电、反向放电、充电的过程，电容器极板上的电荷量q、电路中的振荡电流i、电容器里的电场强度E（极板电压U）、线圈磁场的磁感应强度B均按正弦规律做周期性变化，即产生电磁振荡.在电磁振荡的一个周期中：振荡电流图象电容器极板上电荷的变化电路状态时刻t04T2T43TT电荷量q最多0最多0最多电场能最大0最大0最大电流i0负向最大0正向最大0磁场能0最大0最大0（2）解题技巧：解决有关电磁振荡的过程中分析电荷量（q）、电场强度（E）、电势差（U）、电场能（E电）以及电流（i）、线圈中磁场（B）的强弱和磁场能（Eb）的变化的关键是：①明确充、放电过程：充、放电过程的判定可以通过判断电路中电流i的方向或电容器极板上的带电荷量来确定，也可通过图象或与电流、电荷量等相关量的变化来确定.②知道q、E、U、E电的变化规律的相同性，如q增大，则E、U、E电都增大；而i、B、Eb的变化规律的相同性,i变大，B、Eb都变大.2.LC振荡电路的周期与频率（1）周期：电磁振荡完成一次周期性变化所需时间.LC回路中LCT2.（2）频率：电磁振荡1s内完成周期性变化的次数.1LC回路中LCf21（3）影响LC回路周期和频率的因素：振荡电路中发生电磁振荡时，如果没有能量损失也不受其他外界因素的影响，该电磁振荡的周期和频率叫做振荡电路的固有周期和固有频率，简称振荡电路的周期和频率.LC振荡回路的周期和频率由振荡电路本身的性质决定.与电荷量、电流的大小等无关.具体来讲影响周期和频率的是电容器的电容C和线圈的自感系数L，因此要改变周期和频率，可以通过改变L（改变线圈匝数、插拔铁芯等）或电容C（由kdSC4，改变ε、S、d）来实现.活学巧用1.某时刻LC振荡电路的状态如图14-2-1所示，则此时刻（）图14-2-1A.振荡电流i在减小B.振荡电流i在增大C.电场能正在向磁场能转化D.磁场能正在向电场能转化思路解析：由图中电容器上极板带正电荷，下极板带负电荷，图中给出的振荡电流方向，说明正电荷正向上极板聚集，所以电容器正在充电.电容器充电的过程中，电流减小，磁场能向电场能转化.所以A、D选项正确.答案：AD2.LC振荡中，某时刻磁场方向如图14-2-2所示，则下列说法错误的是（）图14-2-2A.若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电B.若电容器正在放电，则电容器上极板带负电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思路解析：该题图标中标明了电流的磁场方向,由安培定则可判断出振荡电流在线圈中为逆时针（俯视）流动.若该时刻电容器上极板带正电，则可知电容器处于充电阶段，电流正在减小，知A选项正确.若该时刻电容器上极板带负电，则可知电容器正在放电，电流正在增大，知B选项正确.由楞次定律知D选项亦正确.错误选项只有C.答案：C3.图14-2-3所示为LC振荡电路中电容器极板上的电荷量q随时间t变化的图象.由图可知（）2图14-2-3A.从t1时刻到t2时刻电路中的电流值不断减小B.从t1时刻到t3时刻，电容器不断充电C.从t2时刻到t3时刻，电容器不断充电D.在t4时刻，电容器的电场能最小图14-2-4思路解析：q-t图直接给出了各时刻电容器上的电荷量，形象地表明电容器内的电场能变化，q-t图象的斜率Δq/Δt即流过线圈的电流大小和方向，决定线圈的磁场能，q的变化趋势给出电磁场相互转化的情境.画出i-t图象，可知仅有A项正确.答案：A4.LC振荡电路的电容C=556pF，电感L=1mH，若能向外发射电磁波，则其波长多少米，电容器极板所带电荷量从最大变为零，经过的最短时间是多少秒？思路解析：根据LCT2有LCT2=2×3.14×s12310556101=4.68×10-6sLC振荡电路周期即其发射的电磁波周期，又由Tc有：λ=cT=3.0×108×4.68×10-6m=1404m电容器极板上所带电荷量由最大变为零，经过的最短时间为4,4TtT1.17×10-6s.答案：1404m，1.17×10-6s3