第1节 电磁振荡-【金版新学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册同步课堂高效讲义配套课件（粤教版）

该高中物理课件聚焦电磁振荡核心知识，涵盖振荡电流、LC电路能量转化及周期频率公式。通过电路连接实验观察电流计指针摆动导入，引导学生从现象到概念，再到能量转化规律，构建完整知识脉络。 其亮点在于以单摆振动类比电磁振荡，通过表格对比能量变化培养科学思维，结合电子钟、AED等生活实例渗透科学态度。采用实验探究与问题驱动，助力学生深化物理观念，教师可高效开展概念教学与应用训练。

第一节　电磁振荡 　　　　 第四章　电磁振荡与电磁波 1．知道什么是振荡电流和振荡电路。 2．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。 素养目标 知识点一　振荡电流的产生　电磁振荡中能量的转化 1 知识点二　电磁振荡的周期和频率 2 课时测评 4 随堂演练　对点落实 3 内容索引 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 知识点一　振荡电流的产生　电磁振荡中能量的转化 返回 自主学习 情境导入　按如图所示电路图连接电路，将开关拨 到1，给电容器充电。然后把开关拨到2，注意观察 灵敏电流计指针，我们看到，灵敏电流计的指针左 右摆动，摆幅逐渐减小，最后指针停在零点位置。 你能从中得到什么结论？ 提示：电流计指针的来回摆动，表明电路中产生了大小和方向都周期性变化的电流。 教材梳理(阅读教材P91－P94完成下列填空) 1．振荡电流：在线圈和电容器组成的实验电路中产生的大小和方向都做________变化的电流。 2．振荡电路：能产生__________的电路。 3．LC振荡电路：由______和________组成的最简单的振荡电路。 4．电磁振荡：在振荡电路中，产生大小和方向呈周期性变化的振荡电流，线圈中对应的磁场和电容器里的电场也呈周期性变化，电场能和磁场能相互转化，这种现象称为电磁振荡。 周期性 振荡电流 线圈 电容器 合作探究 师生互动　任务1.单摆的振动与电磁振荡 本质不同，但是从能的转化角度来说， 具有类似之处：在图a中，初始时，单摆 的势能最大，动能为零，此后势能减小， 动能增大，最后势能全部转化为动能。在 图b中，单摆的势能最小(可视为零)，动能 最大，此后动能减小，势能增大，最后动 能全部转化为势能。 电场能类比重力势能，磁场能类比动能，根据能量相互转化，完成下列表格(以逆时针电流方向为正方向)。 电场能类比重力势能，磁场能类比动能，根据能量相互转化，完成下列表格(以逆时针电流方向为正方向)。 最多 0 最多 0 最多 最大 0 最大 0 最大 0 正向最大 0 反向最大 0 0 最大 0 最大 0 任务2.电荷量越大，电容器中的电场越强；电流越大，线圈中的磁场越强，试根据q-t、i-t图像画出电场强度和磁感应强度随时间的变化关系图像。 提示：电场强度E与q的变化步调一致；磁感应强度B与i的变化步调一致。 (2024·江门市新会华侨中学校考)LC振荡电路中，某时刻电容器上、下极板的带电情况和线圈L中的磁场方向如图所示，则此时 A．电容器两端的电压正在增加 B．线圈中的自感电动势在增加 C．磁场能正在转化为电场能 D．电容器正在放电 例1 √ 由安培定则可知回路中的电流方向为逆时针方向(从上向下看)，上极板是正极板，这时电容器在放电，电容器两端电压正在减小，A错误，D正确；电容器放电过程中，电流变化得越来越慢，则线圈中的自感电动势在减小，B错误；电容器在放电过程中电场能转化为磁场能，C错误。 1．判断电容器是充电还是放电，一般依据电流的方向，电流由正极板流出为放电，向正极板流入为充电。 2．判断电场能和磁场能的转化要依据电流的增减或极板上电荷量的增减。 3．自感电动势的作用是阻碍电流的增大还是阻碍电流的减小，可依据放电电流不断增大，充电电流不断减小来判断。 探究归纳 针对练1．在如图所示的LC振荡电路中，已知某时刻电流i的方向指向A板，且正在增大，则此时 A．A板带正电 B．线圈L两端电压在增大 C．电容器C正在充电 D．电场能正在转化为磁场能 √ 已知电路中的电流正在增大，则电容器正在放电，由电流的方向知，B板带正电，A、C项错误；线圈L两端电压在减小，电场能正在转化为磁场能，B项错误，D项正确。 针对练2．(多选)(2024·辽宁葫芦岛高二期末)振荡电路在测量、自动控制、无线电通讯及遥控等许多领域有广泛应用。在如图甲所示LC振荡电路中，电容器C极板上的电量随时间变化的图线如图乙所示，则在1×10－6 s～2×10－6 s内，下列说法正确的是 A．电容器C正在放电 B．电容器C正在充电 C．电场能正在向磁场能转化 D．回路中振荡电流正在逐渐 减小 √ √ 由图像可知，在1×10－6 s～2×10－6 s内，极板上电量正在增大，说明LC振荡电路正在充电，回路中振荡电流正在减小，故A错误，B、D正确；极板上电量正在增大，说明磁场能正在向电场能转化，故C错误。 针对练3．(多选)如图为LC振荡电路中电流i随时间t变化的图像，可知 A．在t1时刻，电路中的电场能最大 B．在t1到t2时间内，电容器极板上的电量逐渐减少 C．从t2到t3时间内，电容器放电 D．在t2时刻，线圈中磁场能最小 √ √ 在t1时刻，电路中的i最大，说明放电结束，所以电路中电流最大，则磁场能最大，故A错误；在t1到t2时间内，电路中的i减小，说明正在充电，电容器极板上的带电量不断增加，故B错误；从t2到t3时间内，电路中的电流增大，说明正在放电，故C正确；在t2时刻电路中的电流为0，则磁场能最小，故D正确。 返回 知识点二　电磁振荡的周期和频率 返回 自主学习 情境导入　如图所示的电路：(1)如果仅更换电感L更大的线圈，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关掷向2，电容器通过线圈放电，线圈因自感现象产生的自感电动势是否更大？“阻碍”作用是否也更大？由于延缓了振荡电流的变化，振荡周期T会怎样变化？ 提示：自感电动势更大，“阻碍”作用更大，振荡周期变长。 (2)如果仅更换电容C更大的电容器，将开关S掷向1，先给电容器充电，电容器的带电荷量是否增大？再将开关掷向2，电容器通过线圈放电，放电时间是否变长？振荡周期是否变长？ 提示：带电荷量增大，放电时间变长，振荡周期变长。 教材梳理(阅读教材P94完成下列填空) 1．周期：电磁振荡完成一次周期性变化所用的______。 2．频率：电磁振荡在一段时间内做____________的次数与所用时间之比称为电磁振荡的频率。 3．LC振荡电路的周期和频率公式：T＝__________，f＝________。式中T、L、C和f的单位分别是秒(s)、亨利(H)、法拉(F)和赫兹(Hz)。 注意：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，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。 时间 周期性变化 合作探究 如图所示，LC振荡电路中，电容C为0.4 μF，电感L为1 mH。已充电的平行板电容器两极板水平放置。开关S断开时，极板间有一带电灰尘恰好处于静止状态。当开关S闭合时，灰尘开始在电容器内运动(设灰尘未与极板相碰)，此时开始计时，在一个振荡周期内，下列说法正确的是 A．π×10－5 s时，回路中电流变化最快 B．π×10－5 s时，灰尘的速度最大 C．2π×10－5 s时，灰尘的加速度最大 D．2π×10－5 s时，线圈中磁场能最大 例2 √ 探究归纳 针对练．(2024·东莞市高二期中)如图是一台电子钟，其原理类似于摆钟，摆钟是利用单摆的周期性运动计时，电子钟是利用LC振荡电路来计时，有一台电子钟在家使用一段时间后，发现每昼夜总是快1 min(周期变小)。造成这种现象的可能原因是 A．L不变，C变小了 B．L不变，C变大了 C．L变大了、C不变 D．L、C均变大了 √ 返回 随堂演练　对点落实 返回 √ 1．(多选)无线话筒是LC振荡电路的一个典型应用。在LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，且电容器上极板带正电，下列说法正确的是 A．电容器正在放电 B．振荡电流正在减小 C．电路中电流沿逆时针方向 D．磁场能正在向电场能转化 √ 根据安培定则，可知回路中电流为顺时针方向，电容器上极板带正电，下极板带负电，故电容器正在充电，电流减小，磁场减弱，电场增强，磁场能正在向电场能转化，故A、C错误，B、D正确。 √ 2．(粤教版选择性必修第二册P96T4改编)如图甲所示的LC振荡电路中，电容器上极板的电荷量随时间的变化规律如图乙所示，t＝0.3 s时的电流方向如图甲中所示，则 A．0至0.5 s时间内，电容器在放电 B．在t＝1.3 s时，P点比Q点电势低 C．0.5 s至1.0 s时间内，磁场能正在转变成电场能 D．1.5 s至2.0 s时间内，电容器上极板的正电荷在减少 0至0.5 s时间内，电容器上极板的电荷量增加，所以电容器在充电，故A错误；因为1.0 s到1.5 s时间内，电容器反向充电，下极板带正电，电流方向与题图所示方向相反，即此时P点比Q点电势低，故B正确；0.5 s至1.0 s时间内，电容器放电，则电场能正在转变成磁场能，故C错误；1.5 s至2.0 s时间内，电容器放电，则电容器下极板的正电荷在减少，故D错误。 √ 3．(多选)要增大LC振荡电路的频率，下列方法正确的是 A．将正对着的电容器的两个极板错开些 B．增大电容器的充电电荷量 C．减少自感线圈的匝数 D．抽出自感线圈中的铁芯 √ √ √ 4．某个智能玩具的声响开关与LC振荡电路中的电流有关，如图为玩具内的LC振荡电路部分。已知线圈自感系数L＝2.5×10－3 H，电容器电容C＝4 μF，在电容器开始放电时(取t＝0)，上极板带正电，下极板带负电，则 A．LC振荡电路的周期T＝π×10－4 s B．当t＝π×10－4 s时，电容器上极板带正电 返回 课 时 测 评 返回 1．(2024·佛山市高二校联考)如图所示，在LC振荡电路产生电磁振荡的过程中，下列说法正确的是 A．电容器放电完毕时刻，电路中磁场能最小 B．电路中电流值最大时刻，电路中磁场能最小 C．电容器极板上电荷量最多时，电场能最大 D．电路中电流值最小时刻，电场能最小 √ 电容器放电完毕时，q＝0，电流最大，磁场能最大，故A、B错误；电路中电流最小时，电容器极板上电荷量最多，电场能最大，故C正确，D错误。故选C。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 √ 2．如图所示，L是不计电阻的电感线圈，C是电容器，闭合开关S，待电路达到稳定状态后，再断开开关S，LC电路中将产生电磁振荡。如果规定电感线圈L中的电流方向从a到b为正，断开开关S的时刻为t＝0，那么下列四个图中能够正确表示电感中的电流随时间变化规律的是 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 在没有断开开关时，电流从a流向b，当断开开关后，电流要减小，而线圈的感应电动势阻碍电流减小，则电流方向不变，电流在慢慢减小，当电容器充电完毕时，电流为0，接着电容器放电，电流方向与之前相反，电流在不断增大，B正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 √ 3．(2024·东莞市实验中学高二期中)如图a所示，在LC振荡电路中，通过P点的电流i变化规律如图b所示，若把通过P点向右的方向规定为电流i的正方向，则 A．0.5 s到1 s时间内，电容器在放电 B．0.5 s至1 s时间内，电容器的上极板带正电 C．1 s至1.5 s时间内，Q点的电势比P点的电势高 D．t＝0.5 s时，电路中电场能最大，磁场能最小 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 0.5 s至1 s时间内，振荡电流是充电电流，电容器的上极板带负电；1 s至1.5 s时间内，振荡电流是放电电流，电流为负值，所以Q点的电势较高；t＝0.5 s时，电流最大，磁场能最大，电路中电场能最小。故选C。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 √ 4．(2024·茂名市统考)在如图所示的电路中，L是直流电阻可以忽略的电感线圈，电流计G可视为理想电表，先将开关S置于a处，待电路稳定后将开关S移至b处同时开始计时，电感线圈L和电容器C组成振荡电路，其振荡周期为T。下列说法正确的是 A．开关S刚移至b处，电流计G中将有从左向右的电流经过 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 √ 5．(多选) (2024·佛山市纪念中学高二联考)如图所示的LC振荡电路中，某时刻电流I的方向指向A板，且电流正在减小，下列说法正确的是 A．此时电容器正在放电 B．此时电容器上极板带正电，下极板带负电 C．此时电场能正在向磁场能转化 D．可以通过增大电容器两极板间的距离来增大振荡电路的频率 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 √ 6．(2024·深圳市外国语学校高二期末)如图甲为某超声波发生器中的核心元件－压电陶瓷片。为使得压电陶瓷片发生超声振动，需要给它通入同频率的高频电信号。如图乙为高频电信号发生原理图，已知某时刻电流i的方向指向A极板，且正在增大，下列说法正确的是 A．A极板带负电 B．线圈L两端的电压在增大 C．磁场能正在转化为电场能 D．减小自感系数L，超声振动的频 率不变 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 √ 7．(多选)(2024·佛山市统考)如图(a)所示的LC振荡电路中，电容器C极板上的带电荷量q随时间t变化的规律如图(b)所示，则该振荡电路 A．0～1×10－6 s时间内，电容器处于放电过程 B．t＝2×10－6 s时，磁场能最大 C．增大电容器C的板间距，则周期会增大 D．t＝4×10－6 s时，电路中电流为零 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 由题图(b)可知，0～1×10－6 s时间内，电容器极板上的电荷量减少，所以电容器处于放电过程，故A正确；t＝2×10－6 s时，电容器极板上的电荷量达到峰值，极板间的电场能最大，根据能量守恒可知此时磁场能最小，故B错误； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 √ √ 8．(多选)(2024·茂名市统考)如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所示，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靠近地感线圈 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 9．在如图甲所示的振荡电路中，电容器极板间电压随时间变化的规律如图乙所示，规定电路中振荡电流沿逆时针方向为正方向，则电路中振荡电流随时间变化的图像是 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 √ 10．(2024·江门市第一中学高二校考) “救命神器”——自动体外除颤仪(AED)，现在已经走入了每个校园，它是一种便携式的医疗设备，可以诊断特定的心律失常，并且给予电击除颤，是可被非专业人员使用的用于抢救心脏骤停患者的医疗设备。其结构如图所示，低压直流经高压直流发生器后向储能电容器C充电。除颤治疗时，开关拨到2，将脉冲电流作用于心脏，使患者心脏恢复正常跳动，其他条件不变时，下列说法正确的是 A．当开关拨到2的瞬间，线圈L中 感应电动势最大 B．当开关拨到2以后，流过人体的 电流先减小后增大 C．电容C越小，电容器的放电时间 越长 D．自感系数L越小，放电脉冲电流的放电时间越长 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 返回 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 谢 谢 观 看 ！ 第四章　 　电磁振荡与电磁波 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 电路状态 时刻t 0 T T 电荷量q ______ ______ ______ ______ ______ 电场能E电 ______ ______ ______ ______ ______ 电流i ______ ___________ ______ ___________ ______ 磁场能E磁 ______ ______ ______ ______ ______ 2π 师生互动　LC振荡电路的振荡周期T＝2π，则线圈中磁感应强度、电容器间电场的变化周期分别为多少？线圈中磁场能和电场能的变化周期呢？ 对周期公式T＝2π的理解 1．T取决于L和C，与极板所带电荷量、两板间电压无关。 2．L一般由线圈的长度、横截面积、单位长度上的匝数及有无铁芯决定；由公式C＝可知，电容C与电介质的相对介电常数εr、极板正对面积S及板间距离d有关。 $