第四章 1.电磁振荡-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修第二册同步课堂高效讲义教师用书（教科版）

1．电磁振荡 【核心素养目标】 物理观念 知道电磁振荡、无阻尼振荡和阻尼振荡；知道电磁振荡的周期和频率公式。 科学思维 分析LC回路中振荡过程，知道产生电磁振荡过程中，LC振荡电路中的能量转换情况。 科学态度与责任 通过电磁振荡在生产、生活中的应用，认识到物理学是基于人类有意识地探索而形成的。 一、LC振荡电路和振荡电流 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。 2．振荡电路：能够产生振荡电流的电路叫振荡电路，由线圈L和电容C组成的电路称为LC振荡电路。 3．振荡电流的产生：电容器不断的充电和放电，电路中就出现了周期性变化的振荡电流。 4．电磁振荡：在电路中，电路中的电流、电容器极板上的电荷量、电容器中的电场能、线圈中的磁场能都随时间周期性地变化，这种现象叫作电磁振荡。 二、无阻尼振荡和阻尼振荡 1. 阻尼振荡：振荡电路中的能量逐渐损耗，振荡电流的振幅逐渐减小，直到停止振荡。 2．无阻尼振荡：振荡电路中无能量损失，振荡电流的振幅永远保持不变。 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：1 s内完成周期性变化的次数。 3．固有周期和固有频率：振荡电路发生无阻尼振荡时的周期和频率叫作振荡电路的固有周期和固有频率。 4．周期和频率公式：T＝2π，f＝。 1．判断正误 (1)LC振荡电路的电容器放电完毕时，回路中磁场能最小，电场能最大。(　　) (2)LC振荡电路的电容器极板上电荷量最多时，电场能最大。(　　) (3)LC振荡电路中电流增大时，电容器上的电荷量一定减少。(　　) (4)LC振荡电路的电流为零时，线圈中的自感电动势最大。(　　) (5)要提高LC振荡电路的振荡频率，可以减小电容器极板的正对面积。(　　) 答案：(1)×　(2)√　(3)√　(4)√　(5)√ 2．链接实景 电子钟是利用LC振荡电路制成的，一台电子钟使用一段时间后，发现每昼夜总是快1分钟。造成这种现象的原因可能是什么？ 提示：钟走得偏快了，是因为钟的LC振荡电路频率变大，周期变短，根据T＝2π可以知道，周期变短可能是电感L、电容C的值变小了。 学生用书↓第96页 知识点一　电磁振荡的变化规律 如图所示，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关掷向2。 (1)电容器通过线圈放电过程中，线圈中的电流怎样变化？电容器的电场能转化为什么形式的能？ (2)在电容器反向充电过程中，线圈中电流如何变化？电容器和线圈中的能量是如何转化的？ (3)线圈中自感电动势的作用是什么？ 提示：(1)电容器放电过程中，线圈中的电流逐渐增大，电容器的电场能转化为线圈的磁场能。 (2)在电容器反向充电过程中，线圈中电流逐渐减小，线圈中的磁场能转化为电容器的电场能。 (3)线圈中电流变化时，产生的自感电动势阻碍电流的变化。 1．振荡电流、极板带电荷量随时间的变化图像 2．LC电路振荡过程中各物理量的对应关系 — 带电荷量q 电场强度E 电压u 电场 能E电 电流i 磁应感 强度B 磁场 能E磁 0→电 容器放电 减小 减小 减小 减小 增大 增大 增大 t＝时刻 0 0 0 0 最大 最大 最大 → 反向充电 增大 增大 增大 增大 减小 减小 减小 t＝时刻 最大 最大 最大 最大 0 0 0 → 反向放电 减小 减小 减小 减小 增大 增大 增大 t＝时刻 0 0 0 0 最大 最大 最大 →T电容器充电 增大 增大 增大 增大 减小 减小 减小 (多选)在如图甲所示的LC振荡电路中，通过P点的电流随时间变化的图像如图乙所示，若把通过P点向右的电流规定为i的正方向，则(　　) A．0～0.5 ms内，电容器C正在充电 B．0.5 ms～1 ms内，电容器上极板带正电 C．1 ms～1.5 ms内，Q点比P点电势高 D．1.5 ms～2 ms内，磁场能在减少 审题指导 (1)电流增大，电容器放电，电场能转化为磁场能。 (2)电流减小，电容器充电，磁场能转化为电场能。 CD　[由题图乙知0～0.5 ms内i在增大，电容器正在放电，A错误；0.5 ms～1 ms内，电流在减小，应为充电过程，电流方向不变，电容器上极板带负电，B错误；1 ms～1.5 ms放电过程，电流方向改变，Q点比P点电势高，C正确；1.5 ms～2 ms内i在减小，为充电过程，磁场能在减少，D正确。] 学生用书↓第97页 方法技巧 LC振荡电路充、放电过程的判断方法 1．根据电流流向判断：当电流流向带正电的极板时，电容器的电荷量增加，磁场能向电场能转化，处于充电过程；反之，当电流流出带正电的极板时，电荷量减少，电场能向