第1節(jié)　電磁振蕩 教學(xué)課件

物理第四章電磁振蕩與電磁波第1節(jié)電磁振蕩[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1．理解振蕩電流、振蕩電路及LC振蕩電路的概念，了解LC回路中振蕩電流的產(chǎn)生過程。2．了解電磁振蕩的周期與頻率，會求LC振蕩電路的周期與頻率。01必備知識素養(yǎng)奠基02關(guān)鍵能力素養(yǎng)形成03分層演練素養(yǎng)達(dá)標(biāo)知識點(diǎn)1電磁振蕩的產(chǎn)生1．振蕩電流大小和方向都做_________迅速變化的電流，叫作振蕩電流。2．振蕩電路產(chǎn)生振蕩電流的電路叫作____________。周期性振蕩電路3．振蕩過程如圖所示，將開關(guān)S擲向1，先給電容器充電，再將開關(guān)擲向2，從此時(shí)起，電容器要對線圈放電。

(1)放電過程：由于線圈的______作用，放電電流不能立刻達(dá)到最大值，而是由0逐漸增大，同時(shí)電容器極板上的電荷逐漸______。放電完畢時(shí)，極板上的電荷為0，放電電流達(dá)到______值。自感減少最大(2)充電過程：電容器放電完畢時(shí)，由于線圈的______作用，電流并不會立刻消失，而要保持原來的方向繼續(xù)流動，并逐漸減小，電容器開始____________，極板上的電荷逐漸______，當(dāng)電流減小到0時(shí)，充電結(jié)束，極板上的電荷量達(dá)到______。此后電容器再放電、再充電，周而復(fù)始，于是電路中就有了周期性變化的____________。自感反向充電增加最大振蕩電流4．電磁振蕩在振蕩過程中，電路中的電流i、電容器極板上的電荷量q、電容器里的電場強(qiáng)度E、線圈里的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，都在周期性地變化的現(xiàn)象。[判一判]1．(1)LC振蕩電路是最簡單的振蕩電路。(

)(2)電容器放電完畢時(shí)，電流最大。(

)√√知識點(diǎn)2電磁振蕩中的能量變化1．放電過程：該過程電容器儲存的____________轉(zhuǎn)化為線圈的____________。2．充電過程：該過程線圈中的____________又轉(zhuǎn)化為電容器的____________。3．實(shí)際的LC振蕩是阻尼振蕩：電路中有電阻，電路中總有一部分能量會轉(zhuǎn)化為______，另外還會有一部分能量以____________的形式輻射出去。如果要實(shí)現(xiàn)等幅振蕩，必須有能量補(bǔ)充到電路中。電場能磁場能磁場能電場能內(nèi)能電磁波[判一判]2．(1)在振蕩電路中，電容器充電完畢的瞬間，磁場能全部轉(zhuǎn)化為電場能。(

)(2)在LC振蕩電路里，隨著電容器的充放電，電場能與磁場能不斷地轉(zhuǎn)化。(

)√√周期性變化周期性固有固有[判一判]3．(1)改變振蕩電路中電容器的電容或線圈的電感，就可以改變振蕩電路的周期。(

)(2)L和C越大，電磁振蕩的頻率越高。(

)√×1．(電磁振蕩的變化規(guī)律)LC振蕩電路中電容器的極板所帶電荷量隨時(shí)間變化的曲線如圖所示，下列判斷中正確的是(

)①在b和d時(shí)刻，電路中電流最大②在a→b時(shí)間內(nèi)，電場能轉(zhuǎn)變?yōu)榇艌瞿堍踑和c時(shí)刻，磁場能為0④在O

→a和c→d時(shí)間內(nèi)，電容器被充電A．只有①和③ B．只有②和④C．只有④ D．只有①②和③√解析：在b、d兩時(shí)刻，電荷量為0，故電場能為0，電流最大，磁場能最大，①正確；在a→b時(shí)間內(nèi)，電荷量減小，電場能轉(zhuǎn)變?yōu)榇艌瞿埽谡_；a、c時(shí)刻，電荷量最大，此時(shí)電場能最大，磁場能為0，③正確；在O→a時(shí)間內(nèi)，電荷量在增加，故電容器被充電，而c→d時(shí)刻，電荷量在減小，電容器在放電，④錯(cuò)誤；綜上分析，A、B、C錯(cuò)誤，D正確。2．(電磁振蕩中的能量變化)(多選)如圖所示的振蕩電路中，某時(shí)刻線圈中磁場方向向上，且電路的電流正在增強(qiáng)，則此時(shí)(

)A．a(chǎn)點(diǎn)電勢比b點(diǎn)低B．電容器兩極板間電場強(qiáng)度正在減小C．電路中電場能正在增大D．線圈中自感電動勢正在增大√√解析：結(jié)合圖中的磁場的方向，根據(jù)安培定則，線圈中的電流從b到a，此時(shí)電流正在增強(qiáng)，表明電容器正在放電，所以下板帶正電，上板帶負(fù)電。a點(diǎn)電勢比b點(diǎn)低，電容器兩極板間電場強(qiáng)度正在減小，電場能在減小，電流放電變慢，線圈中自感電動勢變小，故A、B正確，C、D錯(cuò)誤。3．(電磁振蕩的周期和頻率)(多選)要增大如圖所示的振蕩電路的頻率，下列說法中正確的是(

)A．減少電容器的電荷量B．將開關(guān)S從“1”位置撥到“2”位置C．在線圈中插入磁鐵棒芯D．將電容器的動片旋出些√√探究一電磁振蕩的變化規(guī)律【問題導(dǎo)引】

如圖所示，將開關(guān)S擲向1，先給電容器充電，再將開關(guān)擲向2。(1)電容器通過線圈放電過程中，線圈中的電流怎樣變化？(2)在電容器反向充電過程中，線圈中電流如何變化？(3)線圈中自感電動勢的作用是什么？提示：(1)電容器放電過程中，線圈中的電流逐漸增大。(2)在電容器反向充電過程中，線圈中電流逐漸減小。(3)線圈中電流變化時(shí)，產(chǎn)生的自感電動勢阻礙電流的變化。2.振蕩電流、極板所帶電荷量隨時(shí)間的變化圖像電磁振蕩過程如圖甲所示，振蕩電路電流的周期性變化(以逆時(shí)針方向電流為正)如圖乙所示，電容器極板上電荷量的周期性變化(q為上極板所帶電荷量)如圖丙所示?！纠?】如圖所示，L是不計(jì)電阻的電感線圈，C是電容器，閉合開關(guān)S，待電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，再斷開開關(guān)S，LC電路中將產(chǎn)生電磁振蕩。如果規(guī)定電感線圈L中的電流方向從a到b為正，斷開開關(guān)S的時(shí)刻為t＝0，那么下列四個(gè)圖中能夠正確表示電感中的電流隨時(shí)間變化規(guī)律的是(

)√[解析]在沒有斷開開關(guān)時(shí)，電流從a流向b，當(dāng)斷開開關(guān)后，電流要減小，而線圈的感應(yīng)電動勢阻礙電流減小，則電流方向不變，電流在慢慢減小，當(dāng)電容器充電完畢時(shí)，電流為0，接著電容器放電，電流方向與之前相反，電流在不斷增大，B正確。[針對訓(xùn)練1]如圖所示，L為一電阻可忽略的線圈，D為一燈泡，C為電容器，開關(guān)S處于閉合狀態(tài)，燈D正常發(fā)光，現(xiàn)突然斷開S，并開始計(jì)時(shí)，能正確反映電容器a極板上電荷量q隨時(shí)間變化的圖像是(圖中q為正值表示a極板帶正電)(

)√探究二電磁振蕩中的能量變化【問題導(dǎo)引】在電磁振蕩的過程中，電場能與磁場能相互轉(zhuǎn)化，什么時(shí)候磁場能最大？提示：在放電完畢的瞬間，電場能全部轉(zhuǎn)化成磁場能。【例2】(多選)在LC振蕩電路中，某時(shí)刻電路中的電流方向如圖所示，且電流正在減小，則該時(shí)刻(

)A．電容器上極板帶正電，下極板帶負(fù)電B．電容器上極板帶負(fù)電，下極板帶正電C．電場能正在向磁場能轉(zhuǎn)化D．磁場能正在向電場能轉(zhuǎn)化√√[解析]電流正在減小，說明是充電過程，是磁場能向電場能的轉(zhuǎn)化，D正確，C錯(cuò)誤；充電過程電容器上極板帶負(fù)電，下極板帶正電，A錯(cuò)誤，B正確。[針對訓(xùn)練2]在LC振蕩電路中，當(dāng)電容器充電完畢尚未開始放電時(shí)，下列說法正確的是(

)A．電容器中的電場最強(qiáng)B．電路里的磁場最強(qiáng)C．電場能已有一部分轉(zhuǎn)化成磁場能D．磁場能已有一部分轉(zhuǎn)化成電場能解析：LC振蕩電路電容器充電完畢，電容器中電場最強(qiáng)，磁場最弱，電場能和磁場能之間還沒有發(fā)生轉(zhuǎn)化，A正確?！烫骄咳姶耪袷幍闹芷诤皖l率【問題導(dǎo)引】在如圖所示的電路中：(1)如果僅更換自感系數(shù)L更大的線圈，將開關(guān)S擲向1，先給電容器充電，再將開關(guān)擲向2，電容器通過線圈放電，線圈因自感現(xiàn)象產(chǎn)生的自感電動勢是否更大？“阻礙”作用是否也更大？由于延緩了振蕩電流的變化，振蕩周期T會怎樣變化？(2)如果僅更換電容C更大的電容器，將開關(guān)S擲向1，先給電容器充電，電容器的帶電荷量是否增大？再將開關(guān)擲向2，電容器通過線圈放電，放電時(shí)間是否相應(yīng)地變長？振蕩周期T是否變長？提示：(1)自感電動勢更大，“阻礙”作用更大，周期變長。(2)帶電荷量增大，放電時(shí)間變長，周期變長。【例3】(多選)要增大LC振蕩電路的頻率，下列方法正確的是(

)A．將正對著的電容器的兩個(gè)極板錯(cuò)開些B．增大電容器的充電電荷量C．減少自感線圈的匝數(shù)D．抽出自感線圈中的鐵芯√√√√√[針對訓(xùn)練3]

(多選)某種電子鐘是利用LC振蕩電路來工作計(jì)時(shí)的，現(xiàn)發(fā)現(xiàn)電子鐘每天要慢30s，造成這一現(xiàn)象的原因可能是(

)A．電池用