人教版(新教材)高中物理选择性必修2教学设计1：4 1电磁振荡教案

人教版(新教材)高中物理选择性必修第二册PAGEPAGE14.1电磁振荡教学目标1.通过实验了解电磁振荡。知道LC电路中电流、电荷、电场能和磁场能等相关物理量的变化情况。2.知道电磁振荡的周期和频率，会用其分析、解释有关的简单问题。学习重点:电磁振荡的中电流、电荷等相关物理量的变化情况，电磁振荡的周期和频率引入新课一、引入新课在信息技术高速发展的今天，电磁波对我们来说越来越重要。例如，广播、电视要利用电磁波，无线电通信要利用电磁波，航空、航天中的自动控制和通信联系都要利用电磁波…..，但是电磁波十怎样产生的呢？二、新课学习观察：观察振荡电路中电压的波形把线圈、电容器、电源和单刀双掷开关按照图甲连成电路。把电压传感器（或示波器）的两端连在电容器的两个极板上。先把开关置于电源一侧，为电容器充电；稍后再把开关置于线圈一侧，使电容器通过线圈放电。观察电脑显示器（或示波器）显示的电压的波形。探究点一电磁振荡的产生及能量变化〖思考〗想一想与交流电有何区别？振荡电流：大小和方向都做周期性迅速变化的电流，叫作振荡电流。振荡电路：能够产生振荡电流的电路。LC振荡电路：当开关置于线圈一侧时，由电感线圈L和电容C组成的电路，就是最简单的振荡电路，称为LC振荡电路。老师引出：LC电磁振荡的产生原理电容器充放电和线圈的自感现象共同作用产生的LC电磁振荡的产生过程LC振荡电路电流的周期性变化电容器极板上电荷量的周期性变化2、LC电磁振荡的特点：LC回路工作过程具有对称性和周期性，可归结为：(1)、两个物理过程：放电过程：电场能转化为磁场能，q↓→i↑充电过程：磁场能转化为电场能，q↑→i↓(2)、两个特殊状态：充电完毕状态：磁场能向电场能转化完毕，电场能最大，磁场能最小放电完毕状态：电场能向磁场能转化完毕，磁场能最大，电场能最小探究点二：电磁振荡的周期和频率1．周期和频率：电磁振荡完成一次周期性变化所需的时间叫做周期，一秒钟内完成周期变化的次数叫做频率。LC回路的周期和频率：由回路本身的特性决定．这种由振荡回路本身特性所决定的振荡周期（或频率）叫做振荡电路的固有周期（或固有频率），简称振荡电路的周期（或频率）。2．在一个周期内，振荡电流的方向改变两次；电场能（或磁场能）完成两次周期性变化。〖思考与讨论〗LC电路的周期（频率）与哪些因素有关？电容较大时，电容器充电、放电的时间长些还是短些？线圈的自感系数较大时，电容器充电、放电时间长些还是短些？根据上面的讨论结果，定性地讲，LC电路的周期（频率）与电容C、电感L的大小有什么关系？3.LC回路的周期和频率公式T=f=（1）式中各物理量T、L、C、f的单位分别是s、H、F、Hz．（2）适当地选择电容器和线圈，可使振荡电路物周期和频率符合我们的需要．随堂练习1．如图所示是LC振荡电路及其中产生的振荡电流随时间变化的图像，规定顺时针方向为电流的正方向，则在t1～t2时间内，电容器C的极板上所带电荷量及其变化情况是()A．上极板带正电，且电荷量逐渐增加B．上极板带正电，且电荷量逐渐减小C．下极板带正电，且电荷量逐渐增加D．下极板带正电，且电荷量逐渐减小2．在LC振荡电路中，用以下的哪种办法可以使振荡频率增大一倍()A．自感L和电容C都增大一倍B．自感L增大一倍，电容C减小一半C．自感L减小一半，电容C增大一倍D．自感L和电容C都减小一半3．如图所示为一LC振荡电路中电容器极板上的电荷量随时间变化的规律图像，由图可知()A．t1到t2时间内，电容器在充电B．t2到t3时间内，电路中电流在变大C．t1时刻，电路中的磁场能最小D．t2时刻，电路中的电场能最大4．LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，则()A．若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电B．若电容器正在充电，则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5．要提高LC振荡电路发射电磁波的本领，下列措施可行的是()A．减小发射电磁波的波长B．增大回路中自感线圈的自感系数C．增大振荡回路中电容器两极板间的距离D．增大振荡回路中电容器两极板的正对面积

▁▃▅▇█参*考*答*案█▇▅▃▁1．〖解析〗t1～t2时间内，电流为负且增大，说明该过程是放电的过程，可知电容器上极板带正电，且其所带电荷量逐渐减小，B正确．〖答案〗B2．〖解析〗根据LC振荡电路频率公式f＝eq\f(1,2π\r(LC))可知，当L、C都减小一半时，f增大一倍，故选项D正确．〖答案〗D3．〖解析〗在t1到t2时间内，电容器极板上的电荷量不断减小，说明电容器在不断放电，故A错误；在t2到t3时间内，电容器极板上的电荷量不断增加，说明电容器在不断充电，此时电路中的电流在减小，故B错误；在t1时刻，电容器极板上的电荷量最大，说明电容器充电完毕，电路中无电流，则磁场能最小，故C正确；在t2时刻，电容器极板上的电荷量等于0，说明电容器放电完毕，电路中电流最大，磁场能最大，电场能最小，故D错误．〖答案〗C4．〖解析〗该题考查各物理量发生变化的判断方法，由电流产生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，磁场增强，则C项正确，A项错误；(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项正确；由楞次定律可判定D项正确．〖答案〗BCD5．〖解析〗要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领，就是要产生波长比原来短些的电磁波，即使产生电磁波的频率变高，根据振荡频率公式f＝eq\f(1,2π\r(LC))，可知需