4.1 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

物理选必二 第四章 电磁振荡电磁波 自学探究学案 学习内容：4.1电磁振荡 主备: 闲云 时间 ： 月 日 班 级 姓名 教学目标-科学素养 物理观念：1. 知道什么是振荡电流和振荡电路. 2．知道LC振荡电路在振荡过程中各物理量的变化规律，知道电磁振荡过程中的 能量转化情况. 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：通过分析振荡电路中的物理量的变化规律，培养学生分析推理能力。 科学探究: 引导学生通过实验探究LC电路的周期和频率，提升科学探究的能力。 科学态度与价值观：通过电磁振荡知识应用的实例，感受物理中科学技术与社会的紧密联系，体会科学知识的应用价值，进一步增强学生的学习动力和科学意识。 自主学习（认真阅读课本，独立思考，相信你一定行﹗） 一．认识振荡电路、振荡电流 把线圈、电容器、电源和单刀双掷开关按照图连成电路。把电压传感 器 （或示波器）的两端连在电容器的两个极板上。 先把开关置于电源一侧，为电容器充电;稍后再把开关置于线圈一侧， 使电容器通过线圈放电。观察电脑显示器（或示波器）显示的电压波形 如图所示。 1．振荡电流：大小和方向都做 迅速变化的电流． 2．振荡电路：能产生 的电路．最简单的振荡电路为LC振荡 电路．（图中将开关拔到位置2，由电容器和电感线圈构成的回路） 二．电磁振荡的产生 1. 电磁振荡中回路中的电流i、电容器中的电量、电场强度E及电场能E电、线圈上 的磁感应强度B及磁场能E磁的变化情况。 （1）电流i、电量q的变化图像如图乙、丙所示。 （2）电流i、电量q等物理量变化规律解释：（把各物理量的变化填入下表） ①电容器放电：由于线圈的 作用，放电电流不会立刻达到最大 值，而是由零 增大，同时电容器极板上的 逐渐减少．放电完毕时，极板上的电荷量为 ，放电电流达到 （如图甲b）．该过程电容器中的电场强度E ，线圈中的磁感应强度B ；电容器的 能全部转化为线圈中的 能．放电完毕时，电场强度E ，磁感应强度B ；电容器中的电场能E电 ，线圈中的磁场能E磁 ． ②电容器充电：电容器放电完毕时，由于线圈 的作用，电流并不会立刻减 小为 ，而要保持原来的方向继续流动，并逐渐 ，电容器开始 充电，极板上的电荷逐渐 。充电结束时，极板上的 最多，电流最小为 。该过程电容器中的电场强度E ，线圈中的磁感应强度B ；线圈中的 能全部转化为电容器中的 能．充电完毕时，电场强度E ，磁感应强度B ；线圈中的电场能E磁 ，电容器中的磁场能E电 ． ③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。 各物理量的变化规律 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 t＝时刻 → 反向充电 t＝时刻 → 反向放电 t＝时刻 →T 电容器充电 （3）.小组合作：描绘出u-t、E-t、B-t的变化图像 （4）.电磁振荡中各物理量变化规律总结： （A）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↑)。 （B）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)↓。 （C）周期、频率关系： i、B、q、E、u周期、频率相同，E电、E磁周期、频率是i、B、q、E、u一半。 （D）极值关系： ①回路中电流i、磁感应强度B、磁场能E磁为0时， 电容器极板上的电荷量q、电压u、电场强度E、电场能E电、自感电动势最大。 ②电容器极板上的电荷量q、电压u、电场强度E、电场能E电、自感电动势为0时。 回路中电流i、磁感应强度B、磁场能E磁为最大 （E）充放电的快慢特点： 充电