第四章 电磁振荡与电磁波 导练案-2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

4.1 电磁振荡 导学案 【学习目标】 1.知道什么是LC振荡电路和振荡电流，知道LC回路中振荡电流产生的过程． 2.知道产生电磁振荡过程中，LC振荡电路中的能量转化情况，知道阻尼振荡和无阻尼振荡． 3.知道LC回路的周期、频率公式，并能利用公式分析、计算简单问题． 【重点】 电磁振荡过程 【难点】 LC回路的周期、频率 【课堂探究 精讲释疑】 一、电磁振荡的产生 1.基本概念 (1)振荡电流：大小和方向 的电流 。 (2)振荡电路①定义：能产生振荡电流的电路。 ②结构：最简单的振荡电路是由 组成的电路，称为LC振荡电路。 (3)电磁振荡现象：电容器充放电的过程中，电容器极板上的电荷量q、电路中的电流i、电容器里的电场强度E、线圈里的磁感应强度B，都在 变化着。这种现象就是电磁振荡。 2.变化规律：以S接通2接线柱这一刻为t=0时刻，分析以下过程中，电流i、极板上电荷量q、电场强度 E、电压u、电场能E电、磁感应强度 B、磁场能E磁这几个物理量分别是如何变化的。 过程1： 过程2： 过程3： 过程4： (1) 两个物理过程： ①放电过程： 能转化为 能，电场能↓→磁场能↑ 电容器带电量q↓→电路中电流i↑，电场强度E↓→磁感应强度B↑； ②充电过程： 能转化为 能，电场能↑→磁场能↓ 电容器带电量q↑→电路中电流i↓，电场强度E↑→磁感应强度B↓ (2)整个振荡过程能量 （填“守恒”、“不守恒”）。 3.图象：根据如下电流时间图象，尝试做出B-t图、q-t图、E-t图、u-t图。 二、阻尼振荡和无阻尼振荡 1．无阻尼振荡：在电磁振荡中，如果没有能量损失，振荡电流的 保持不变，这种振荡叫做无阻尼振荡，也叫做 。 2．阻尼振荡：任何电磁振荡电路中，总存在能量损耗，使振荡电流的振幅逐渐减小，这种振荡叫做阻尼振荡。 振荡电路中的能量损耗有一部分转化为 （产生焦耳热），还有一部向外辐射出去而损失。 三、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 ，一秒钟内完成周期变化的次数叫做 。 LC振荡电路的周期和频率：由 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 次；电场能(或磁场能)完成 次周期性变化。电容器极板上的电量、振荡电流、电场和磁场变化的频率相同。 3．LC振荡电路（理想）的周期和频率 (1)周期公式： 式中各物理量T、L、C、f 的单位分别是 。 (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。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.1 电磁振荡 练习案 一、单选题 1．图中的LC振荡电路，先把开关S掷到1处给电容器C充电，充好电后再将开关S掷到2处（组成LC振荡电路），这时电容器开始放电，但电流不能立刻达到最大值，而是直到电容器C放电完毕时电流才达到最大值，造成此现象的原因是（　　） A．线圈的自感作用 B．电容器的本身特点 C．电子做定向移动需要一定的时间 D．以上答案都错误 2.无线话筒是振荡电路的一个典型应用。在振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，且电容器上极板带正电，下列说法正确的是（　　） A.电容器正在放电 B．振荡电流正在增大 C.电路中电流沿顺时针方向 D．电场能正在向磁场能转化 3.如图甲所示的LC振荡电路中，t=0时的电流方向如图中标出，电容器上的电荷量随时间的变化规律如图乙所示，则（　　） A．0~0.5s时间内，电容器上板带正电 B．0.5s~1.0s时间内，Q点比P点电势高 C．1.0s~1.5s时间内，电场能正在转变成磁场能 D．1.5s~2.0s时间内，磁场能正在转变成电场能 4．利用电磁感应驱动的电磁炮，原理示意图如图甲所示，高压直流电源电动势为E，大电容器的电容为C。套在中空的塑料管上，管内光滑，将直径略小于管的内径的金属小球静置于管内线圈右侧。首先将开关S接1，使电