4.1 电磁振荡-【状元桥·优质课堂】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册（人教版2019）

第四章电磁振荡与电磁波 第四章 电磁振荡与电磁波 第1节电磁振荡 答案精解Pm [学习目标]1.知道什么是振荡电流和振荡电路（物理观念）.2.知道LC振荡电路中振荡电流的产生 过程，知道电振荡过程中的能量转化情况（物理观念）.3.知道LC电路的周期和频率公式，并会进行相 关的计算（科学思维）. 课前·教材预案 教材梳理 2.电磁振荡的频率∫：完成周期性变化的次数与 知识点一电磁振荡的产生及能量变化 所用时间之比，数值等于单位时间内完成的 的次数。 1.振荡电流：大小和方向都做 迅速变化 如果振荡电路没有能量损耗，也不受其他外界 的电流 条件影响，这时的周期和频率叫作振荡电路的 2.振荡电路：能产生 的电路.最简 周期和 频率， 单的振荡电路为LC振荡电路. 3.LC电路的周期和频率公式： 3.LC振荡电路电容器的放电、充电过程 (1)电容器放电：由于线圈的 作用，放 T-2xvc.f2x元 电电流不会立刻达到最大值，而是由零逐渐增 其中：周期T、频率f、电感L、电容C的单位分 大，同时电容器极板上的电荷逐渐 别是秒(s)、赫兹(Hz)、亨利(H)、法拉(F). 放电完毕时，极板上没有电荷，放电电流达到 ,该过程电容器的电场能全部转化为 I自主检测 线圈的磁场能， 1.判断下列说法的正误. (2)电容器充电：电容器放电完毕时，由于线圈 (1)自感L和电容C都增大一倍，振荡频率增 的 作用，电流并不会立即减小为零， 大一倍 () 而要保持原来的方向继续流动，并逐渐减小， (2)LC振荡电路中电流增大时，电容器上的电 电容器开始 ,极板上的电荷逐渐 荷一定减少 () ,电流减小到零时，充电结束，极板上的电 (3)LC振荡电路的电容器放电完毕时，回路中 荷最多.该过程中线圈的磁场能又全部转化为 磁场能最小。 () 电容器的电场能。 (4)L,C振荡电路的电容器极板上电荷量最多 4.电磁振荡的实质 时，电场能最大， () 在电磁振荡过程中，电路中的电流、电容器极 2.如图所示是LC振荡电路及其中产生的振荡电 板上的电荷量q、电容器里的电场强度E、线圈 流随时间变化的图像，规定顺时针方向为电流 里的磁感应强度B,都在 ,电场 的正方向，则在~时间内，电容器C的极 能和磁场能也随着发生周期性的 板上所带电荷量及其变化情况是 知识点二电磁振荡的周期和频率 L.电磁振荡的周期T:电磁振荡完成一次 需要的时间. ·79· 物理选择性必修第二册课堂学案 A.上极板带正电，且电荷量逐渐增加 C.下极板带正电，且电荷量逐渐增加 B.上极板带正电，且电荷量逐渐减小 D.下极板带正电，且电荷量逐渐减小 课堂·深度探究 考点一 电磁振荡的产生及能量变化 2.板间电压u、电场能EF、磁场能E#随时间变化 【情境导学】如图所示，将开关S掷向1，先给电 的图像（如图所示） 容器充电，再将开关掷向2. (1)电容器通过线圈放电过程中，线圈中的电 Mn 流怎样变化？电容器的电场能转化为什么形 式的能？ M:n (2)在电容器反向充电过程中，线圈中的电流 如何变化？电容器和线圈中的能量是如何转 u、Ee规律与g-t图像相对应：Eg规律与i-t 化的？ 图像相对应 (3)线圈中自感电动势的作用是什么？ 注意：自感电动势E的变化规律与q-4图像相 对应 3.各物理量变化情况一览表 时刻 工作 E B 能量 (时间) 过程 T 放电 0 4 过程 qm+0Em→00-in0-BnEt→E T T 充电 4 2 0→gm0→Eim+0Bm→0Em→Ee 过程 T 3T 放电 【知识拓展】 2 4 g→0Enm→00→im0→BnE电→Ea 过程 1,振荡电流、极板带电荷量随时间的变化图像 3T 充电 (如图所示) T 0gm0-→E. im-0Bm→0Ea→E电 过程 4.分类分析 (1)同步关系 在L,C振荡回路发生电磁振荡的过程中，电容 放电↓一充电↓蚁电↓一充电 器上的物理量：电荷量q、电场强度E、电场能 E是同步变化的，即 q￥E-Ee￥（或q↑→E↑→EE↑） (甲以递时针方向电流为正 振荡线圈上的物理量：振荡电流、磁感应强度 B、磁场能Es也是同步变化的，即 i￥→B↓→E#↓（或i个→B个→EB个） (2)同步异变关系 在LC振荡过程中，电容器上的三个物理量9、 (乙图为I做板的电倚量 E、E与线圈中的三个物理量i,B、E#是同步 ·80 第四章电磁振荡与电磁波 异向变化的，即q、E、E同时减小时，i、B、EB (2)如果仅将电容器更换为电容C更大的电 同时增大，且它们的变化是同步的， 容器，将开关S掷向1，先给电容器充电，电容 【例题1】如图所示，是处于某一时刻的1C振荡 器的带电荷量是否增大？再将开关S掷向2， 电路的情况，下列说法正确的是 电容器通过线圈放