4.1.2电磁振荡 导学案-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

题目 4.1 电磁振荡 课型 习题课 主备人 学习目标 1.了解电磁振荡，知道振荡电路中电压的波形。 2.了解LC振荡电流及相关物理量的变化情况，知道电磁振荡中的能量变化。 基础知识 带电荷量q 电场强度E 电场能E电 电流i 磁感应强 度B 磁场能E磁 0→电 容器放电 减小 减小 减小 增大 增大 增大 t＝时刻 0 0 0 最大 最大 最大 → 反向充电 增大 增大 增大 减小 减小 减小 t＝时刻 最大 最大 最大 0 0 0 → 反向放电 减小 减小 减小 增大 增大 增大 t＝时刻 0 0 0 最大 最大 最大 →T电 容器充电 增大 增大 增大 减小 减小 减小 （1）同步关系： ①电容器上的物理量：带电荷量q、电场强度E、电场能E电是同步变化的，即q↓、E↓、E电↓(或q↑、E↑、E电↑)。 ②线圈上的物理量：电流i、磁感应强度B、磁场能E磁也是同步变化的，即i↓、B↓、E磁↓(或i↑、B↑、E磁↑)。 （2） 同步异变关系： 电容器上的三个物理量q、E、E电与线圈中的三个物理量i、B、E磁是同步异向变化的，即q、E、E电同时减小时，i、B、E磁同时增大，且它们的变化是同步的，即(q、E、E电)↑→(i、B、E磁)↓。 （3） 极值关系： ①回路中电流为零时，电容器极板上所带的电荷量最大，电场强度最大，电场能最大，自感电动势最大。 ②电容器极板上所带的电荷量为零时，回路中电流最大，磁感应强度最大，磁场能最大，自感电动势为零。 例题剖析 在LC振荡电路中，用以下的哪种办法可以使振荡频率增大一倍( ) A．电感L和电容C都增大一倍 B．电感L增大一倍，电容C减小一半 C．电感L减小一半，电容C增大一倍 D．电感L和电容C都减小一半 课堂小结 电磁振荡的周期和频率 (1)周期：电磁振荡完成一次 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，数值等于单位时间内完成的 的次数。 (3)LC电路的周期和频率公式：T＝ ，f＝ 。式中的周期T、频率f、电感L、电容C的单位分别是秒(s)、赫兹(Hz)、亨利(H)、法拉(F)。 (4)如果没有能量损失，也不受其他外界条件影响，这时的周期和频率叫作振荡电路的 周期和 频率，简称振荡电路的周期和频率。 随堂检测 一、单项选择题 1．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是( ) A．电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波 B．在电场的周围总能产生磁场，在磁场的周围总能产生电场 C．电磁波是一种物质，只能在真空中传播 D．电磁波传播的速度总是3.0×108 m/s 2．如图所示是LC振荡电路某时刻的情况，以下说法正确的是( ) A．电容器正在放电 B．电容器正在充电 C．线圈中的电流正在增大 D．电容器两极板间的电场能正在减小 3．LC振荡电路的振荡周期为T，t＝0时刻电流方向如图所示，此时电容器不带电。下列图像正确的是( ) A．电流的周期性变化图像(以顺时针方向电流为正) B．电容器极板a的带电荷量周期性变化图像 C．线圈中磁场能周期性变化图像 D．极板间电场强度周期性变化图像(以由a指向b为正) 4．某LC振荡电路在正常工作，某一时刻回路中的电流沿顺时针方向，且此时上极板带正电，如图所示。假设此时电流的大小为i，两板间的电势差用U表示，电容器所带的电荷量用q表示，线圈中的磁场能用EB表示，线圈周围的磁感应强度用B表示。则此时( ) A．i和EB都在逐渐增大 B．U正在增大 C．q正在减小 D．B正在增强 5．如图所示是通过电容器电容的变化来检测容器内液面高低的仪器原理图，容器中装有导电液体，是电容器的一个电极，中间的导电芯柱是电容器的另一个电极，芯柱外面套有绝缘管作为电介质，电容器的这两个电极分别用导线与一个线圈的两端相连，组成LC振荡电路，根据其振荡频率的高低(用与该电路相连的频率计显示)就可知道容器内液面位置的高低。如果频率计显示该振荡电路的振荡频率变大了，则液面( ) A．降低 B．升高 C．不变 D．无法判断 二、多项选择题 6．在LC振荡电路产生振荡电流的过程中，理想的情况是能量没有损耗，振荡电流的振幅保持不变。但实际的振荡电路如果没有外界能量及时补充，振荡电流的振幅总是要逐渐减小。造成振幅减小的原因是( ) A．电路中电阻对电流的阻碍作用 B．线圈中铁芯内感应电流产生热量 C．线圈自感电动势对电流的阻碍作用 D．向空间