第四章 1. 电磁振荡-2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第二册【重难点手册】人教版

第四章 电磁振荡与电磁波 第1节 电磁振荡 重点和难点 课标要求 1.知道什么是LC振荡电路和振荡电流，知道LC回路中 振荡电流的产生过程 重点：LC回路的振荡过程。 2.知道电磁振荡过程中LC回路的能量转换情况，知道阻 难点：LC回路的振荡过程中各 尼振荡和无阻尼振荡： 物理量的变化 3.知道什么是电磁振荡的周期和频率，知道LC回路的周 期和频率公式，并能进行简单的计算 月01必备知识梳理。 基础梳理 像分别如图乙、丙所示。 知识点】电磁振荡的产生 ②电感线圈感应起振 1 1.振荡电流和振荡电路 (1)振荡电流：大小和方 向都随时间做周期性迅速变 化的电流称为振荡电流， 如图甲所示，开关S先闭合，电感线圈中 (2)振荡电路：能够产生振 LC振荡电路 获得电流，然后断开S,电路开始进行电磁振 荡电流的电路叫作振荡电路。 荡，电容器的电荷量q随时间t按正弦规律变 (3)LC振荡电路：由线圈L和电容器C组 化，电路中的电流i随时间t按余弦规律变化， 成的电路是最简单的振荡电路，称为LC振荡 图像分别如图乙、丙所示 电路.如图所示。 2.电磁振荡过程分析 (4)LC振荡电路的两种起振方式 LC回路中电磁振荡规律如下图表示（图 ①电容器充电起振 中个表示增加，￥表示减少)： 入 放电过程 集9计 最大，最大 比场能正在向 11 磁场能转化 g最小，最小 最小，B最大 最大，B最大 如图甲所示，开关S先闭合到1位置，电 反向放屯过程 容器充电，然后闭合到2位置，电路开始进行 米q业 电磁振荡，电容器的电荷量q随t按余弦规律 电场能正在问 9最小，最小 磁场能转化 g最大，w最大 变化，电路中的电流i随t按正弦规律变化，图 最大，最大 最小，B最小 148 第四章电磁振荡与电磁波 型 微黑板 电流从正极板流向负极板. ()线图中的振满电流i=名由极板 ②充电过程：磁场能转化为电场能，q个→↓， 电流从负极板流向正极板， 上电荷量的变化率决定，与电荷量的多少 (2)两个特殊状态 无关 ①充电完毕状态：磁场能向电场能转化完 (2)两极板间的电压U=号，由极板上电 毕，电场能最大，磁场能最小（为0）. 荷量的多少决定，与电荷量的变化率无关. ②放电完毕状态：电场能向磁场能转化完 (3)线圈中的自感电动势E角=L· 毕，磁场能最大，电场能最小（为0） △t (3)在一个周期内，充电、放电各两次，振 由电路中电流的变化率决定，与电流的大小 荡电流的方向改变两次；电场能（或磁场能）完 无关 成两次周期性变化。 例①如图所示，L是电 2.阻尼振荡和无阻尼振荡 阻不计的电感线圈，C是电 A (1)无阻尼振荡：没有能量损耗的振荡.无 容器，E为电源，在开关S 阻尼振荡必是等幅振荡，如图甲所示 闭合和断开时，关于电容器 (2)阻尼振荡：有能量损耗的振荡，若能量 的带电情况，下列说法正确的是( 得不到补充，振幅会逐渐减小，如图乙所示. A.S闭合瞬间，A板带正电，B板带负电 B.S保持闭合，A板带正电，B板带负电 OMAAAA C.S断开瞬间，A板带正电，B板带负电 尤阳尼振物 H尼振湯 D.由于线圈L的电阻不计，电容器被短 路，上述三种情况下电容器均不带电 例②如图所示为LC振荡电路在电磁振 解析S闭合瞬间，给电容器充电，且A板 荡中电容器极板间电压随时间变化的t图 与电源的正极相连，故A板带正电，B板带负 像，下列说法正确的是( 电，选项A正确；S保持闭合，电容器所在支路 断路，电容器两端的电压与并联的支路电压相 同，为0，故电容器不带电，选项B错误；S断开 瞬间，由于线圈产生感应电流，电流的方向与 原电流方向相同，故A板带负电，B板带正电， A.一t2时间内，电路中电流不断增大 选项C、D错误. B.t2~t时间内，电场能越来越小 答案A C.t3时刻，磁场能为0 知识点2电磁振荡中的能量变化 D.t3时刻电流方向要改变 1.电磁振荡的特点 解析在t1~t2时间内，极板间的电压增 LC电路工作过程具有对称性和周期性. 大，极板上的电荷量增加，所以为充电过程，电 (1)两个物理过程 路中电流不断减小，选项A错误；在t2~3时 ①放电过程：电场能转化为磁场能，qV→i个， 间内，极板间电压减小，极板上的电荷量减少， 149 重雄点手册高中物理选择性必修第二册 所以电容器放电，电路中电流逐渐增大，磁场 (3)如电容器两极板间电压最大为10V, 能增大，电场能减小，3时刻极板间电压为0， 则在前内的平均电流为多大？ 说明放电完毕，电场能为0，磁场能最大，之后 将对电容器充电，且电流方向不变，选项B正 解析(1)根据T=2π√LC可得，此LC振 确，C、D错误 荡电路的周期为 [答案B T=2x√0.25×4X106s=6.28×10-3s. 知识点3电磁振荡的