第四章 第一、二节　电磁振荡 电磁场与电磁波-【正禾一本通】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修2同步课堂高效讲义教师用书（人教版 ）

第四章 电磁振荡与电磁波 第一节　电磁振荡　第二节　电磁场与电磁波　　► 对应学生用书P65 课标要求 核心素养 1.初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想，初步了解场的统一性与多样性，体会物理学对统一性的追求。 2．通过实验，了解电磁振荡。 1.物理观念：了解麦克斯韦电磁场理论的基本内容、电磁波的基本特点及其发现过程；了解振荡电流、振荡电路及LC电路、了解电磁振荡的周期与频率。 2．科学思维：会计算LC电路的周期与频率。 3．科学态度与责任：有学习和研究电磁振荡、电磁场和电磁波的兴趣和求知欲。 　高效导学第一步　预习新知，落实必备知识 　　　　　　　　　　　　　　　　 一、电磁振荡的产生 1．振荡电流：大小和方向都做周期性迅速变化的电流。 2．振荡电路：能产生振荡电流的电路。 3．振荡过程：如图所示，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关S掷向2，从此时起，电容器要对线圈放电。 (1)放电过程：由于线圈的自感作用，放电电流不能立刻达到最大值，而是由零逐渐增大，同时电容器极板上的电荷逐渐减少。放电完毕时，极板上的电荷为零，放电电流达到最大。该过程电容器储存的电场能转化为线圈的磁场能。 (2)充电过程：电容器放电完毕，由于线圈的自感作用，电流并不会立刻消失，而要保持原来的方向继续流动，并逐渐减小，电容器开始充电，极板上的电荷逐渐增加，当电流减小到零时，充电结束，极板上的电荷量达到最大。该过程线圈中的磁场能又转化为电容器的电场能。此后电容器再放电、再充电，周而复始，于是电路中就有了周期性变化的振荡电流。 (这是边文，请据需要手工删加) (这是边文，请据需要手工删加) (这是边文，请据需要手工删加) (这是边文，请据需要手工删加) 二、电磁振荡中的能量变化 1．电场能和磁场能的转化：在电磁振荡的过程中，电场能和磁场能会发生周期性的转化。 2．实际的LC振荡是阻尼振荡：电路中有电阻，振荡电流通过时会有热量产生，另外还会有一部分能量以电磁波的形式辐射出去。如果要实现等幅振荡，必须有能量补充到电路中。 三、电磁振荡的周期与频率 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。振荡电路里发生无阻尼振荡时的周期和频率分别叫作固有周期、固有频率。 3．周期和频率公式：T＝2π，f＝。 四、电磁场 1．麦克斯韦的两个观点： (1)变化的磁场产生电场。 (2)变化的电场产生磁场。 2．电磁场：变化的电场和磁场总是相互联系的，形成一个不可分割的统一的电磁场。 五、电磁波 1．麦克斯韦预言：电磁波在真空中的传播速度等于光速c；光是电磁波。 2．赫兹通过实验证实了电磁波的存在。 【概念辨析·试身手】 (1)LC振荡电路的电容器放电完毕时，回路中磁场能最小。(×) (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振荡电路的电流为零时，线圈中的自感电动势最大。(√) (4)在振荡电路中，电容器充电完毕磁场能全部转化为电场能。(√) (5)L和C越大，电磁振荡的频率越高。(×) (6)只要有电场和磁场，就能产生电磁波。(×) 　高效导学第二步　课堂探究，培优关键能力 要点一 | 电磁振荡 　　　　　　　　　　　　　　　　 【要点培优】 1．振荡电流、极板带电荷量随时间的变化图像(如图所示) (这是边文，请据需要手工删加) 　 　(这是边文，请据需要手工删加) (这是边文，请据需要手工删加) (这是边文，请据需要手工删加) 2．板间电压u、电场能EE、磁场能EB随时间变化的图像(如图所示) u、EE规律与q­t图像相对应；EB规律与i­t图像相对应。 3．各物理量变化情况一览表 时刻 (时间) 0～ ～ ～ ～T 工作过程 放电过程 充电过程 放电过程 充电过程 q qm→0 0→qm qm→0 0→qm E Em→0 0→Em Em→0 0→Em i 0→Im Im→0 0→Im Im→0 B 0→Bm Bm→0 0→Bm Bm→0 能量 E电→E磁 E磁→E电 E电→E磁 E磁→E电 4.分类分析 (1)同步关系 在LC振荡回路发生电磁振荡的过程中，电容器上的物理量：电荷量q、电场强度E、电场能EE是同步变化的，即q↓→E↓→EE↓(或q↑→E↑→EE↑) 振荡线圈上的物理量：振荡电流i、磁感应强度B、磁场能EB也是同步变化的，即i↓→B↓→EB↓(或i↑→B↑→EB↑) (2)同步异变关系 在LC振荡过程中，电容器上的三个物理量q、E、EE与线圈中的三个物理量i、B、EB是同步异向变化的，即q、E、EE同时减小时，i、B、EB同时增大，且它们的变化是同步的，即：q、E、EE↑，同步异