第四章 1 电磁振荡（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高二物理选择性必修第二册学习笔记（人教版 浙江专版）

1　电磁振荡

[学习目标]　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(重难点)。3.知道LC振荡电路的周期和频率公式，并会进行相关的计算。

一、电磁振荡的产生及能量变化

如图所示，将开关S掷向1接线柱，先给电容器充电，再将开关S掷向2接线柱。以S接通2接线柱这一刻为t＝0时刻。得到a、b、c、d、e所示的一个周期的充放电过程的几个主要状态示意图。完成下列表格。

 

(1)试分析一个周期内电路中电容器极板上的电荷量q、电容器里的电场强度E、自感线圈中的电流i以及线圈里的磁感应强度B的变化规律，完成下面表格。

 

(2)由上表可得，电容器充电过程中线圈中的电流越来越小，放电过程中线圈中的电流越来越大，为什么？

(3)请画出电流(以逆时针方向电流为正)，电荷量(上极板)随时间变化的图像。

答案　(1)qm→0　Em→0　0→im　0→Bm　E电→E磁

0→qm　0→Em　im→0　Bm→0　E磁→E电

qm→0　Em→0　0→im　0→Bm　E电→E磁

0→qm　0→Em　im→0　Bm→0　E磁→E电

(2)从能量守恒角度看，电容器充电时，磁场能向电场能转化，磁场会越来越弱，所以自感线圈中产生磁场的电流也会逐渐减弱；反之，电容器放电时，电场能向磁场能转化，所以自感线圈中产生磁场的电流也会逐渐增强。

(3)

1.振荡电流：大小和方向都做周期性迅速变化的电流。振荡电流实际上是指频率很高的交变电流。

2.振荡电路：产生振荡电流的电路。

3.LC振荡电路：由电感线圈L和电容C组成的最简单的振荡电路。

4.电磁振荡：在LC振荡电路中，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。这种现象就是电磁振荡。

5.电磁振荡中的能量变化

(1)电容器放电过程：电容器里的电场逐渐减弱，线圈的磁场逐渐增强，电场能转化为磁场能，在放电完毕的瞬间，电场能全部转化为磁场能。

(2)电容器充电过程：线圈的磁场逐渐减弱，电容器里的电场逐渐增强，磁场能逐渐转化为电场能，到反方向充电完毕的瞬间，磁场能全部转化为电场能。

(3)实际的LC振荡电路能量：任何电路都有电阻，电路中总会有一部分能量转化为内能，另外还会有一部分能量以电磁波的形式辐射出去。

说明：(1)阻尼振荡：振荡电路中的能量逐渐损耗，振荡电流的振幅逐渐减小，直到停止振荡。阻尼振荡电流随时间变化的图像如图(a)所示。

(2)无阻尼振荡：在电磁振荡中，如果没有能量损失，振荡将永远持续下去，振荡电流的振幅永远保持不变。无阻尼振荡中电流随时间变化的图像如图(b)所示。

例1　(2024·台州市十校联盟高二期中)如图所示为某时刻LC振荡电路中磁场的方向，且电流正在增大，则关于该时刻的下列说法正确的是(　　)