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2电磁振荡第十四章

电磁波第1页[学习目标]1.知道什么是LC振荡电路和振荡电流.2.知道LC回路中振荡电流产生过程，知道电磁振荡过程中能量转化情况.3.知道电磁振荡周期与频率，会求LC电路周期与频率.第2页内容索引重点探究启迪思维探究重点达标检测检测评价达标过关自主预习预习新知扎实基础第3页自主预习第4页一、电场振荡产生1.振荡电流：大小和方向都做

快速改变电流.2.振荡电路：能产生

电路.3.LC振荡电路放电、充电过程(1)电容器放电：线圈有

作用，放电电流不会立刻到达最大值，而是由零逐步增大，极板上电荷逐步

.放电完成时，极板上电荷量为零，放电电流到达

.该过程电容器

全部转化为线圈

.周期性振荡电流自感降低最大值电场能磁场能第5页(2)电容器充电：电容器放电完成时，线圈有

作用，电流并不会立刻减小为零，而会保持原来方向继续流动，并逐步减小，电容器开始

，极板上电荷逐步

，电流减小到零时，充电结束，极板上电荷量到达

.该过程中线圈

又全部转化为电容器

.自感反向充电增多最大值磁场能电场能第6页二、电磁振荡周期和频率1.周期：电磁振荡完成一次

需要时间.2.频率：1s内完成

次数.假如振荡电路没有能量损失，也不受其它外界影响，这时周期和频率分别叫做振荡电路

周期和

频率.3.周期和频率公式：T＝

，f＝

.周期性改变周期性改变固有固有第7页1.判断以下说法正误.(1)LC振荡电路电容器放电完成时，回路中磁场能最小，电场能最大.(

)(2)LC振荡电路中电流增大时，电容器上电荷一定降低.(

)(3)LC振荡电路中，电容器某一极板，从带最多正电荷放电到这一极板充满负电荷为止，这一段时间为一个周期.(

)(4)要提升LC振荡电路振荡频率，能够减小电容器极板正对面积.(

)[即学即用]答案×√×√第8页2.在LC振荡电路中，电容器C带电荷量q随时间t改变图象如图1所表示.1×10－6s到2×10－6s内，电容器处于_______(填“充电”或“放电”)过程，由此产生电磁波波长为______m.答案图1充电1200第9页重点探究第10页一、电磁振荡产生[导学探究]答案电容器放电过程中，线圈中电流逐步增大，电容器电场能转化为磁场能.如图2所表示，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关掷向2，(1)电容器经过线圈放电过程中，线圈中电流怎样改变？电容器电场能转化为何形式能？答案图2第11页答案在电容器反向充电过程中，线圈中电流逐步减小，线圈中磁场能转化为电容器电场能.(2)在电容器反向充电过程中，线圈中电流怎样改变？电容器和线圈中能量是怎样转化？答案(3)线圈中自感电动势作用是什么？答案线圈中电流改变时，产生自感电动势妨碍电流改变.第12页[知识深化]振荡过程各物理量改变规律第13页项目过程电荷量q电场强度E电势差U电场能电流i磁感应强度B磁场能降低减小减小降低增大增大增加0000最大最大最大增加增大增大增加减小减小降低第14页最大最大最大最大000降低减小减小降低增大增大增加0000最大最大最大增加增大增大增加减小减小降低第15页例1

(多项选择)如图3所表示，L为一电阻可忽略线圈，D为一灯泡，C为电容器，开关S处于闭合状态，灯泡D正常发光，现突然断开S，并开始计时，能正确反应电容器a极板上电荷量q及LC回路中电流i(要求顺时针方向为正)随时间变化图象是(图中q为正值表示a极板带正电)

答案解析图3√√第16页解析S断开前，电容器C短路，线圈中电流从上到下，电容器不带电；S断开时，线圈L中产生自感电动势，妨碍电流减小，给电容器C充电，此时LC回路中电流i沿顺时针方向(正向)最大；给电容器充电过程，电容器带电荷量最大时(a板带负电)，线圈L中电流减为零.今后，LC回路发生电磁振荡形成交变电流.总而言之，选项B、C正确.第17页LC振荡电路充、放电过程判断方法1.依据电流流向判断：当电流流向带正电极板时，电容器电荷量增加，磁场能向电场能转化，处于充电过程；反之，当电流流出带正电极板时，电荷量降低，电场能向磁场能转化，处于放电过程.2.依据物理量改变趋势判断：当电容器电荷量

q(电压U、场强E、电场能EE)增大或电流i(磁感应强度B、磁场能EB)减小时，处于充电过程；反之，处于放电过程.3.依据能量判断：电场能增加时，充电；磁场能增加时，放电.总结提升第18页针对训练

(多项选择)LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图4所表示，则

A.若磁场正在减弱，则电容器正在充电，电流由b向aB.若磁场正在减弱，则电场能正在增大，电容器上极

板带负电C.若磁场正在增强，则电场能正在减小，电容器上极

板带正电D.若磁场正在增强，则电容器正在充电，电流方向由a向b图4√√√答案解析第19页解析若磁场正在减弱，则电流在减小，是充电过程，依据安培定则可确定电流由b向a，电场能增大，上极板带负电，故选项A、B正确；若磁场正在增强，则电流在增大，是放电过程，电场能正在减小，依据安培定则，可判断电流由b向a，上极板带正电，故选项C正确，D错误.第20页二、电磁振荡周期和频率[导学探究]如图5所表示电路，图5答案自感电动势更大，“妨碍”作用更大，周期变长.答案(1)假如仅更换自感系数L更大线圈，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关掷向2，电容器经过线圈放电，线圈因自感现象产生自感电动势是否更大？“妨碍”作用是否也更大？因为延缓了振荡电流改变，振荡周期T会怎样改变？第21页答案带电荷量增大，放电时间变长，周期变长.答案(2)假如仅更换电容C更大电容器，将开关S掷向1，先给电容器充电，电容器带电荷量是否增大？再将开关掷向2，电容器经过线圈放电，放电时间是否对应地变长？振荡周期T是否变长？第22页[知识深化]解电磁振荡周期相关题目标方法1.明确T＝2π，即T取决于L、C，与极板所带电荷量、两板间电压无关.2.明确电感线圈自感系数L及电容C由哪些原因决定.L普通由线圈长度、横截面积、单位长度上匝数及有没有铁芯决定，电容C由公式C＝

可知，与电介质介电常数εr、极板正对面积S及板间距离d相关.第23页例2要想增大LC振荡电路中产生振荡电流频率，可采取方法是

A.增大电容器两极板间距B.升高电容器充电电压C.增加线圈匝数D.在线圈中插入铁芯答案解析√第24页升高电容器充电电压，电容不变，B错误；增加线圈匝数、在线圈中插入铁芯，自感系数增大，故C、D错误.第25页例3如图6所表示为振荡电路在某一时刻电容器带电情况和电感线圈中磁感线方向情况.由图可知，电感线圈中电流正在_____(填“增大”“减小”或“不变”).假如电流振荡周期为T＝10－4s，电容C＝250μF，则线圈自感系数L＝______H.答案图6减小10－6解析依据磁感线方向，应用安培定则可判断出电流方向，从而可知电容器在充电，电流会越来越小.解析第26页达标检测第27页1.(电磁振荡)(多项选择)在LC回路中，电容器两端电压随时间t改变关系如图7所表示，则

A.在时刻t1，电路中电流最大B.在时刻t2，电路中磁场能最大C.从时刻t2至t3，电路中电场能不停增大D.从时刻t3至t4，电容器带电荷量不停增大√图7答案1234解析√第28页解析电磁振荡中物理量可分为两组：①电容器带电荷量q、极板间电压u、电场强度E及电场能为一组；②自感线圈中电流i、磁感应强度B及磁场能为一组.同组物理量大小改变规律一致，同增、同减、同为最大或同为零.异组物理量大小改变规律相反，若q、E、u等物理量按正弦规律改变，则i、B等物理量必按余弦规律改变.依据上述分析由题图能够看出，本题正确选项为A、D.1234第29页2.(电磁振荡)如图8所表示LC振荡电路中，已知某时刻电流i方向如图，且正在增大，则此时

A.A板带正电B.线圈L两端电压在增大C.电容器C正在充电D.电场能正在转化为磁场能答案1234√解析图8第30页解析电路中电流正在增大，说明电容器正在放电，选项C错误；电容器放电时，电流从带正电极板流向带负电极板，则A板带负电，选项A错误；电容器放电，电容器两板间电压减小，线圈两端电压减小，选项B错误；电容器放电，电场能降低，电流增大，磁场能增大，电场能正在转化为磁场能，选项D正确.1234第31页3.(电磁振荡周期和频率)在LC振荡电路中，电容器放电时间长短决定于

A.充电电压大小B.电容器带电荷量多少C.放电电流大小D.电容C和电感L数值答案1234解析√解析电容器放电一次经历四分之一个周期，而周期T＝2π，T是由振荡电路电容C和电感L决定，与充电电压、带电荷量、放电电流等无关.第32页4.(电磁振荡周期和频率)如图9所表示，线圈L自感系数为25mH，电阻为零，电容器C电容为40μF，灯