人教版(新教材)高中物理选择性必修2学案3：4 1 电磁振荡

人教版(新教材)高中物理选择性必修第二册PAGEPAGE14.1电磁振荡〖学习目标〗1．知道什么是振荡电流和振荡电路。2．知道LC振荡电路中振荡电流的产生过程，知道电磁振荡过程中能量转化情况。3．知道电磁振荡的周期和频率，知道LC电路的周期和频率与哪些因素有关，并会进行相关的计算。〖知识梳理〗一、电场振荡的产生及能量变化1．振荡电流：大小和方向都做迅速变化的电流。2．振荡电路：能产生的电路。最简单的振荡电路为LC振荡电路。3．LC振荡电路的放电、充电过程如图所示，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关掷向2，从此时起，电容器要对线圈放电。(1)电容器放电：由于线圈的作用，放电电流不会立刻达到最大值，而是由零逐渐增大，同时电容器极板上的电荷逐渐。放电完毕时，极板上的电荷量为零，放电电流达到。该过程电容器的全部转化为线圈的。(2)电容器充电：电容器放电完毕时，由于线圈的作用，电流并不会立刻减小为零，而要保持原来的方向继续流动，并逐渐减小，电容器开始，极板上的电荷逐渐，电流减小到零时，充电结束，极板上的电荷最多。该过程中线圈的又全部转化为电容器的。4．电磁振荡的实质在电磁振荡过程中，电路中的电流i、电容器极板上的电荷量q、电容器里的电场强度E、线圈里的磁感应强度B，都在，电场能和磁场能也随着做周期性的。二、电磁振荡的周期和频率1．电磁振荡的周期T：电磁振荡完成一次需要的时间。2．电磁振荡的频率f：周期的倒数，数值等于单位时间内完成的的次数。如果振荡电路没有能量损失，也不受其他外界条件影响，这时的周期和频率分别叫作振荡电路的周期和频率。3．LC电路的周期和频率公式：T＝2πeq\r(LC)，f＝eq\f(1,2π\r(LC)).其中：周期T、频率f、电感L、电容C的单位分别是秒(s)、赫兹(Hz)、亨利(H)、法拉(F)。〖课堂探究〗一、振荡过程中各物理量的变化情况给LC电路提供能量后，利用电容器的充放电作用和线圈产生自感的作用，使LC电路中产生电流，同时电容器极板上电荷量q及与q相关联的电场(E，U，EE)，通电线圈的电流i及与i相关联的磁场(B，EB)都发生周期性变化的现象，称电磁振荡。其中，产生的大小和方向都周期性变化的电流称振荡电流。产生振荡电流的电路称振荡电路。最简单的振荡电路是LC振荡电路。1．各物理量变化情况一览表2．振荡电流、极板带电荷量随时间的变化图像，如图所示二、LC电路中各量间的变化规律及对应关系1．同步同变关系在LC电路发生电磁振荡的过程中，电容器上的物理量：带电荷量q、电场强度E、电场能EE是同步同向变化的，即q↓—E↓—EE↓(或q↑—E↑—EE↑)。振荡线圈上的物理量：振荡电流i、磁感应强度B、磁场能EB也是同步同向变化的，即i↓—B↓—EB↓(或i↑—B↑—EB↑)。2．同步异变关系在LC电路产生电磁振荡的过程中，电容器上的三个物理量q、E、EE与线圈中的三个物理量i、B、EB是同步异向变化的，即q、E、EE同时减小时，i、B、EB同时增大，且它们是同步的，也即q、E、EE↑i、B、EB↓。3．物理量的等式关系线圈上的振荡电流i＝eq\f(Δq,Δt)，自感电动势E自＝L·eq\f(Δi,Δt)，振荡周期T＝2πeq\r(LC)。4．极值、图像的对应关系如图所示，i＝0时，q最大，E最大，EE最大，E自(E自为自感电动势)最大。q＝0时，i最大，B最大，EB最大，E自＝0。对于电场E与磁场B以及电场能EE与磁场能EB随时间变化的图像有这样的对应关系。图像能更直观地反映同步异变关系和极值对应关系。5．自感电动势E自与i-t图像的关系由E自＝L·eq\f(Δi,Δt)知，E自∝eq\f(Δi,Δt)是i-t图像上某点处曲线切线的斜率k的绝对值。所以，利用图像可分析自感电动势随时间的变化和极值。〖典例精析〗例1如图所示，LC振荡电路中，已知某时刻电流i沿顺时针方向,且正在增大,则()A.A板带正电 B.A、B两板间的电压在增大C.电容器C正在充电 D.电场能正在转化为磁场能例2(多选)如图所示,L为一电阻可忽略的线圈,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,能正确反映电容器a极板上电荷量q及LC回路中电流i(规定顺时针方向为正)随时间变化的图像是(图中q为正值,表示a极板带正电)()

▁▃▅▇█参*考*答*案█▇▅▃▁〖知识梳理〗一、周期性振荡电流自感减少最大值电场能磁场能自感反向充电增多磁场能电场能周期性地变化着转化二、周期性变化周期性变化固有固有〖典例精析〗例1〖答案〗D〖解析〗电流i正在增大,磁场能增大,电容器在放电,电场能减小,电场能转化为磁场能,选项C错误,D正确;由题图中i方向可知B板带正电,选项A错误;由于电容器放电,电荷量减少,两板间的电压在减小,选项B错误。例2〖答案〗BC〖解析〗S断开前,线圈L短路,线圈中电流从上到下,电容器不带电;S断开时,线