4.1 电磁振荡（学案）-【状元桥·优质课堂】2021-2022学年新教材高中物理选择性必修第二册（人教版）

物理选择性必修第二册课堂学案 ●第四章 电磁振荡与电磁波 第1节电磁振荡 习目烁 核心素齐 1.理解振荡电流、振荡电路及LC电路的概念,了解ⅠC回路中振荡电流的产生过程 物理观念 2.知道电磁振荡的周期与频率,会用其分析、解释有关的简单问题. 科学思维 3.经历从机械振动到电磁振荡的类比过程,体会类比推理的方法 科学思维 4.通过实验观察电磁振荡中各物理量的变化过程,体会实验在物理观念形成过程中的作用 科学探究 课前·教材预案 教材梳理‖ 线圈的磁场逐渐 电场能逐渐转化为 知识点一电磁振荡的产生 能,振荡电流逐渐增大,放电完毕,电流达到 ,电场能全部转化为能 振荡电流:大小和方向都随时间做周期性 变化的:2.充电过程:电容器放电完毕后,由于线圈的自感作用,电流保 电流 持原来的方向继续流动,电容器将进行 充电,线圈 2.振荡电路:产生振荡电流的电路. 的磁场逐渐 ,电容器里的电场逐渐 磁场 3.LC振荡电路:由电感 组成的电路,它 能逐渐转化为 能,振荡电流逐渐减小,充电完毕,电 是最简单的振荡电路. 流减小为零,磁场能全部转化为 4电磁振荡的过程 知识点三电磁振荡的周期和频率 1.周期:电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间. 2.频率:电磁振荡完成周期性变化的次数与所用时间之比 (1)振荡电路电流的周期性变化 3.LC电路的周期(频率)的决定因素 理论分析和实验表明,LC电路的周期T与自感系数L、电 容C的关系式是T=2 ,所以其振荡的频率∫= 可见,用可变电容器或可变电感线圈组成电路, 就可以根据需要改变振荡电路的 和频率 自主检测‖ 币以游刑针方向电流对止 1.判断下列说法的正误 (2)电容器极板上电荷量的周期性变化 (1)自感L和电容C都增大一倍,振荡频率增大一倍. 2)LC振荡电路中电流增大时,电容器上的电荷一定减少 (3)LC振荡电路的电容器放电完毕时,回路中磁场能最小 Tn板的电荷量 (4)LC振荡电路的电容器极板上电荷量最多时,电场能 最大 知识点二电磁振荡中的能量变化 2.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 1.放电过程:由于线圈的自感作用,放电电流逐渐 的图像,规定顺时针方向为电流的正方向,则在1~12时间 容器极板上的电荷逐渐 ,电容器里的电场逐渐:内,电容器C的极板上所带电荷量及其变化情况是 第四章电磁振荡与电磁波 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 课堂·深度探究 考点一对振荡过程的理解 考点二影响周期和频率的因素 【例题】如图所示,是处于某一时刻的LC振荡电路的情况,;【例题2】有一LC振荡电路,能产生一定波长的电磁波,若要 下列说法正确的是 产生波长比原来短些的电磁波,可采取的措施为() A.增加线圈的匝数 B.在线圈中插入铁芯 C.减小电容器极板间的距离 D.减小电容器极板正对面积 A.电容器正在放电,电场能正转化成磁场能 思维导引:(1)由A=wT=2r√LC知,波长变短,则L、C B.电容器正在充电,电场能正转化成磁场能 变小;(2)对于线圈而言,匝数越多,自感系数L越大,有铁 C.电容器正在放电,磁场能正转化成电场能 芯的线圈自感系数比无铁芯的线圈自感系数大;(3)对于电 D.电容器正在充电,磁场能转化成电场能 容器而言,由C=S知,增大,减小S,均能减小电容C 思维导引:(1)由电流方向和下极板带正电知,是充电过程; (2)充电过程是磁场能向电场能转化 规律总结 规律总结 1.影响线圈自感系数L的因素 线圈的匝数、有无铁芯及线圈截面积和长度:匝数越多, 判断振荡过程中各物理量的变化的方法 自感系数L越大,有铁芯的线圈自感系数比无铁芯的线 首先要判断是充电过程还是放电过程.若电流流向负极 圈自感系数大 板,则为放电过程;若电流流向正极板,则为充电过程.若 2.影响电容器的电容C的因素 题目已知电流产生的磁场方向,则根据右手定则可判断 出电流的方向,然后判断是充电还是放电 由C (平行板电容器的电容)知,ε-、S、d变化时 2.LC回路中各量间的变化规律及对应关系 电容C变化.一般来说,电容器两极板间的正对面积的改 (1)同步同变关系:在LC回路发生电磁振荡过程中,电 变较为方便,所以,通常用改变电容器正对面积的方法改 容器上的物理量,包括电荷量q、电场强度E、电场能EE, 变LC振荡电路的振荡周期和频率 是同步同向变化的: q→E↓→EE↓(或q↑→E↑→E↑ 【变式2】有一LC振荡电路,当电容调节为C1=200pF时,能 振荡线圈上的物理量,包括振荡电流i、磁感应强度B、磁 产生频率为f1=500kHz的振荡电流,要获得频率为f2 场能EB,也是同步同向变化的