4.2电磁振荡学案人教版选修3-4

14.2电磁振荡 学案教学目的1 理解LC回路产生振荡电流的过程，掌握电磁振荡的概念，了解无阻尼振荡和阻尼振荡。2 掌握电磁振荡过程中电流、电荷、电场能、磁场能、电压的变化规律。 重点难点：LC回路产生振荡电流的原理知识梳理一、电磁振荡产生1、振荡电流：产生的大小和方向交替变化的电流叫做振荡电流，能产生振荡电流的电路叫振荡电路，LC回路叫LC振荡电路 甲 乙 丙 丁 戊2.电磁振荡的产生过程：对应的电流图像 i 0 T t 对应电容器所带的电量q q 0 T t（2）电路分析：甲图： 电场能达到最大，磁场能为零，电路感应电流i=0甲乙： 电场能 降低 ，磁场能增加，电路中电流i增加，电路中电场能向磁场能转化，叫放电过程。乙图： 磁场能达到最大，电场能为零，电路中电流I达到最大。乙丙： 电场能增加，磁场能降低 ，电路中电流i降低 ，电路中电场能向磁场能转化，叫充电过程。丙图： 电场能达到最大（与甲图的电场反向），磁场能为零，电路中电流为零。丙丁： 电场能降低 ，磁场能增加，电路中电流i增加，电路中电场能向磁场能转化，叫放电过程。丁图： 磁场能达到最大，电场能为零，回路中电流达到最大（方向与原方向相反），丁戊：电场能增加，磁场能降低 ，电路中电流i降低 ，电路中电场能向磁场能转化，叫充电过程。戊与甲是重合的，从而振荡电路完成了一个周期。3、阻尼振荡与无阻尼振荡。 （1）阻尼振荡：在振荡电路中由于能量被逐渐消耗，振荡电路中的电流要逐渐减小，直到最后停下来。 （2）无阻尼振荡：在电磁振荡的电路中，如果没有能量损失，振荡应该永远地持续下去， 电路中振荡电流的振幅应该永远保持不变，这种振荡叫无阻尼振荡二、电磁振荡的周期和频率1、周期：电磁振荡完成一次周期性变化所需要的时间叫做周期。一秒钏内完成的周期性变化的次数叫频率。2、在LC振荡电路中，从研究得到：T=2CL f=1/2CL典型例题例题1、在LC振荡电路中，某时刻若磁场B正在增加，则电容器处于_放_电状态, 电流方向为_ab_, 电场能正在_减小_, 磁场能正在_增加_, 能量转变状态为_电场能正在向磁场能转化_, i t 0 t1 t0 t2 t3 t4 电容器上板带_正_电。例题2、在LC的回路中，电流it的关系如图所示，若规定逆时针方向为电流的正方向，说明t0时刻电路中 能量变化情况，及电场能、磁场能、充放电等情况。（ACD）下列分析情况正确的是：A、 t1时刻电路的磁场能正在减小。 B、t1t2时间电路中的电量正在不断减少。C、t2t3时间电容器正在充电。 D、t4时刻电容中的电场能最小。例题3、在LC振荡电路中，当电容器放电完毕瞬间，电路中的电流为_最大_, 线圈两端的电压为_零_例题4、在LC回路中，当振荡电流为零时，则电容器开始_放电_, 电容器的电量将_减少_, 电容器中的_电场能_达到最大, _磁场能_为零。自我检测一、选择题1.在LC回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，回路中磁场能最小。B.回路中电流值最大时刻，回路中磁场能最大C.电容器极板上电荷最多时，电场能最大D.回路中电流值最小时刻，电场能最小2.在LC回路中的电容器刚好放电完毕时，下列说法正确的是 A.电场能正向磁场能转化B.磁场能正向电场能转化C.电路里电场最强D.电路里磁场最强3.在LC回路产生振荡电流的过程中 A.振荡电流与电场能同时出现最大值B.振荡电流与磁场能同时出现最大值C.电流减弱时，电容器充电D.电流增强时，电容器充电4.LC振荡电路中电容器两板间电压最大时，有 A.电感L中的电流最大B.电感L中的电流为零C.电容C两板上所带电量最大D.电容C上所带电量为零+ + + + 6、在一个LC振荡电路中，电流I随时间变化的规律为i=0.01sin100t(A)，已知电容器电容C=20F，则线圈的自感系数L=_ 7、如图所示，在LC振荡电路中，L=0.25H, C=4F, K刚闭合时，上板带正电，当t=210-3s，上板带_电, 电流方向为_。8、某LC振荡电路，线圈的自感系数可从0.1mH变到4mH，电容器的电容可从4pF变到90pF