4.1 电磁振荡 课件-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

该高中物理课件聚焦“电磁振荡”核心内容，涵盖LC振荡电路构成、振荡过程分析、周期频率公式及能量转化规律，通过“开关操作观察电流变化”的探究实验导入，衔接电容与电感知识，搭建从现象观察到规律总结的学习支架，为电磁波学习奠定基础。 其特色在于以科学探究驱动（如探究电容充电放电现象），通过表格、i-t/q-t图象建构振荡模型（科学思维），结合道闸系统等实际应用例题，培养学生物理观念与科学探究能力。学生能深化能量转化等物理观念，教师可借助结构化资源提升教学效率。

第四章 电磁振荡与电磁波 第一节 电磁振荡 高中物理 选必2 10 十二月 2025 LC振荡电路 LC电路振荡过程 LC电路振荡周期和频率 第一节 电磁振荡 电磁振荡 探究1：先将开关S拨到2给电容C充电，然后将开关S拨到1端，观察现象； ①观察到什么现象？ 电路中产生大小、方向变化的电流； ②电路中电流大小变化的原因？ 电路中电流变化时，电感产生的自感电动势阻碍电流变化； ③电容器被反向充电的原因？ 电路中电流减小时，电感产生的自感电动势给电容器反向充电； 振荡电流： 大小和方向都做周期性变 化的电流叫作振荡电流； 振荡电路： 能够产生振荡电流的 电路叫作振荡电路 ； LC振荡电路： 由自感线圈L、电容器C组成 的振荡电路叫作LC振荡电路； 第一节 电磁振荡 LC电磁振荡过程 电磁振荡过程： 时 间 t t=0 t=T/4 t=T/2 t=3T/4 t=T LC 振荡 电路 电容器 Q 电路中 i 电场能 EE 磁场能 EB 最大上＋下－ 零 最大 零 零 最大逆时针 零 最大 最大上－下＋ 零 最大 零 零 最大顺时针 零 最大 最大上＋下－ 零 最大 零 ①正向放电： 0～T/4 ②反向充电： T/4～T/2 ③反向放电： T/2～3T/4 ④正向充电： 3T/4～T 电磁振荡i-t、q-t图象（正弦、余弦曲线）： 正向放电 反向充电 反向放电 正向充电 电流i 0 t 电量q 0 t T/4 T/2 3T/4 T T/4 T/2 3T/4 T 电磁振荡E-t图象（理想LC振荡电路）： 电场能与磁场能交替转化，E总=E电＋E磁→守恒 磁场能 电场能 0 t T/4 T/2 3T/4 T 正向放电 反向充电 反向放电 正向充电 例1：(多选)LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，则（ ） A、若磁场正在减弱， 则电容器正在充电，电流由b向a B、若磁场正在减弱， 则电场能正在增大，电容器上极板带负电 C、若磁场正在增强， 则电场能正在减小，电容器上极板带正电 D、若磁场正在增强， 则电容器正在充电，电流方向由a向b ABC 必杀技： i、B、EB增大→放电、 Q、E、EE减小→放电； i、B、EB减小→充电、 Q、E、EE增大→充电； 例2：已知LC振荡电路中电容器极板1上的电量随时间变化的曲线如图所示则（ ） A、a、c两时刻电路中电流最大，方向相同 B、a、c两时刻电路中电流最大，方向相反 C、b、d两时刻电路中电流最大，方向相同 D、b、d两时刻电路中电流最大，方向相反 D 第一节 电磁振荡 LC电磁振荡周期、频率 探究2：LC回路的周期T频率f可能跟哪些因素有关？ 增大电容器电容C时， LC回路的振荡周期T 、频率f ； 增大线圈自感系数L时， LC回路的振荡周期T 、频率f ； LC振荡电路的周期T、频率f跟电容器电容C、电感自感系数L关系： 增大 4-1-1LC电路中的电磁振荡 减小 增大 减小 LC振荡电路的固有周期、固有频率： 由振荡回路本身特性所决定的振荡周期、频率； 由回路本身的性质决定； 在LC振荡回路的一个周期内， 电流方向 ，电场能、磁场能 ； 改变两次 改变两次 例3：（多选）已知LC振荡电路中电容器的电容为C，线圈的电感为L，则正在振荡的电路中（ ） A、电容器放电的时间取决于充电电压的大小 B、电容器放电的时间取决于L和C的数值 C、电场和磁场相互转化的周期为 D、电场能和磁场能相互转化的周期为 BC 第一节 电磁振荡 自由振荡和阻尼振荡 LC振荡电路中的电流： 频率很高、交变电流、正弦规律变化； LC振荡电路中的能量： 一部分能量损耗在电路电阻上； 一部分能量以电磁波的形式辐射出去； 等幅振荡： 通过电路周期性的对LC振荡电路补充能量，实现等幅振荡； 阻尼振荡、无阻尼振荡、等幅振荡： 无阻尼振荡： 理想模型； 阻尼振荡： 实际电路有 能量损失； 等幅振荡： 实际应用需 要补充能量； 周期性补充能量 第一节 电磁振荡 课时练习 练1：如图所示为理想LC振荡回路，某时刻电容器极板带电情况和线圈中的磁场方向如图，下列哪些说法是正确的是（ 　） A、此时电容器正在充电 B、此时线圈中的磁场能在减少 C、若在线圈中插入铁芯，振荡电流的频率增大 D、若增大电容器极板间距，振荡电流的频率增大 D 练2：当LC振荡电路中电流达到最大值时，下列叙述中正确的是（ ） A、磁感应强度和电场强度都达到最大值 B、磁感应强度和电场强度都为零 C、磁感应强度最大而电场强度为零 D、磁感应强度是零而电场强度最大 C 练3：（综合）如图所示，电源的电动势为E，电容器的电容为C，线圈的自感系数为L。将开关S从a拨向b，经过一段时间后电容器放电完毕； 1）电容器的放电时间是多少？ 2）放电电流的平均值是多少？ 解： 练4：（多选）图甲为某种车辆智能道闸系统的简化原理图：预埋在地面下的地感线圈L和电容器C构成LC振荡电路，当车辆靠近地感线圈时，线圈自感系数变大，使得振荡电流频率发生变化，检测器将该信号发送至车牌识别器，从而向闸机发送起杆或落杆指令。某段时间振荡电路中的电流如图乙，则下列有关说法正确的是（ ） A、t1时刻电容器间的电场强度为最小值 B、t1～t2时间内，电容器处于充电过程 C、汽车靠近线圈时，振荡电流频率变小 D、从图乙波形可判断汽车正在靠近地感线圈 ABC LC电磁振荡及过程： LC电磁振荡的周期T、频率f： 结束页 B1 谢谢观赏！ Lavf58.29.100 $实验目的，观察LC振荡电路中的电磁振荡过程。实验所用的器材有自感线圈，它有两个接线柱，其中L一的自感系数较大，L2的自感系数较小。电解电容器两只，其中C一电容较大。C2电容较小，先用L一与C一组成一个LC震荡回落。用电流传感器观察振荡电流，将电容器充电。再将充电后的电容器与电感线圈组成一个LC振荡电路，观察振荡电流与振荡电流的周期。将电容改成C2。自感线圈改成L2。请再次观察振荡电流。比较两次振荡电流的振荡周期有什么不同？ 显示阻尼震荡。增加电感量，订单频率变慢。减少电容量，这单品是变快。插上堵件也是无作为。对当。增加电容量，对产品质变慢。减少电感量，电的频率比较快。 当电容充电后，闭合开关的一瞬间，电容中电势能最大，电感中还没电流通过，存储的电磁能为零。电感的特性会阻碍电流的变化，电路中电流由小变大，电感开始存储能量，电磁能不断增大，而电容随着放电电势能越来越小，这可以理解为电势能转化为电磁能的过程。当电容放完电后，由于电感阻碍电流变化的特性，电感继续维持电流按原方向流动，电容开始反向充电，这可以理解为电磁能转化为电势能的过程。当电感中电流降到0时，电容充电完成，电感失去维持电流的能量，这时电容开始反向放电，电感又开始阻碍电流变化。这个过程跟前一个电容放电过程不同之处是电流方向和磁场方向与之前相反。电容放电完成后，电感存储的电磁能继续维持电流向原方向流动，电容开始充电，电磁能转换为电场能。电容充电完成后又开始放电，如此循环往复，就形成了震荡电路。