(教参)第四章 1 电磁振荡-【精彩三年】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第二册课程探究与巩固教师用书word+课件PPT（人教版，浙江专用）

1　电磁振荡 课程解读 课标要点 学科素养 链接浙江选考 通过实验，了解电磁振荡 科学推理：知道LC振荡电路中振荡电流的产生过程，知道电磁振荡过程中能量转化情况 科学探究：通过实验，了解电磁振荡 1．知道什么是振荡电流和振荡电路 2．知道电磁振荡的周期和频率，知道LC振荡电路的周期和频率与哪些因素有关，并会进行相关的计算 (见学生用书P67) 知识点一　电磁振荡的产生及能量变化 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：产生振荡电流的电路。最简单的振荡电路为LC振荡电路。 3．LC振荡电路的放电、充电过程 (1)电容器放电：由于线圈的自感作用，放电电流不会立刻达到最大值，而是由0逐渐增大，同时电容器极板上的电荷逐渐减少。放电完毕时，电容器极板上的电荷量为0，放电电流达到最大值。该过程电容器的电场能全部转化为线圈的磁场能。 (2)电容器充电：电容器放电完毕时，由于线圈的自感作用，电流并不会立刻减小为0，而要保持原来的方向继续流动，并逐渐减小。由于电流继续流动，电容器充电，电容器两极板带上与原来相反的电荷，并且电荷逐渐增多。充电完毕的瞬间，电流减小为0，电容器极板上的电荷最多。该过程线圈的磁场能又全部转化为电容器的电场能。 4．电磁振荡：在电磁振荡过程中，电路中的电流i、电容器极板上的电荷量q、电容器里的电场强度E、线圈里的磁感应强度B，都在周期性地变化着。这种现象就是电磁振荡。 在电磁振荡过程中，电场能和磁场能也随着做周期性的转化。 5．相关量与电路状态的对应情况 甲　电磁振荡过程 电路状态 a b c d e 时刻t 0 T 电荷量q 最多 0 最多 0 最多 电场能EE 最大 0 最大 0 最大 电流i 0 正向最大 0 反向最大 0 磁场能EB 0 最大 0 最大 0 6．振荡电流i等随时间的变化图像 在LC振荡电路发生电磁振荡的过程中，与振荡线圈有关的物理量：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↑)，它们随时间的变化图像相似。 7．电容器极板上的电荷量q等随时间的变化图像 在LC振荡电路发生电磁振荡的过程中，与电容器有关的物理量：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↑)，它们随时间的变化图像相似。 在LC振荡电路中，与电容器有关的三个物理量q、E、EE增大时，与线圈有关的三个物理量i、B、EB减小，且它们的变化是同步的，即(q、E、EE)↓(i、B、EB)↑。 [思辨] 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“”) (1)在电磁振荡过程中，电容器中的电场能做周期性的变化。(　√　) (2)在电磁振荡过程中，线圈储存的磁场能做周期性的转化。(　√　) (3)在LC振荡电路中，电容器两板间电压最大时，电路中电流也最大。(　　) 2．思考题：振荡电流能由线圈在磁场中转动产生吗？为什么？ 答案：不能。振荡电流是高频交变电流，一般由振荡电路产生。由线圈在磁场中转动产生的正弦式交变电流的频率较低，达不到振荡电路产生的振荡电流的高频。 知识点二　电磁振荡的周期和频率 1．电磁振荡的周期T：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间。 2．电磁振荡的频率f：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周期性变化的次数。 3．如果振荡电路没有能量损耗，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固有周期和固有频率。 4．LC振荡电路的周期和频率公式：T＝2π，f＝。 式中周期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)。 5．说明 (1)LC振荡电路的周期、频率都由电路本身的特性(L和C的值)决定(电感L或电容C越大，周期也越长)，与电容器极板上电荷量的多少、板间电压的高低、是否接入电路中等因素无关，所以称为LC振荡电路的固有周期和固有频率。 (2)电路中的电流i、线圈中的磁感应强度B、电容器极板间的电场强度E、电容器极板上的电荷量q的变化周期等于LC振荡电路的周期T＝2π。 [思辨] 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“”) (1)在LC振荡电路中的一个电磁振荡周期内，电流i的方向改变两次。(　√　) (2)在LC振荡电路中的一个电磁振荡周期内，线圈中的磁感应强度B的方向改变一次。(　　) (3)在LC振荡电路中的一个电磁振荡周期内，电容器极板间的电场强度E的方向改变两次。(　√　) (4)在LC振荡电路中的一个电磁振荡周期内，电容器极板上电荷的电性在一个周期内改变一次。(　　) (5)电感器和电容器在LC振荡电路中既是能量的转