人教版选修34 电磁振荡 第1课时 学案.docx

14.2电磁振荡学习目标重点难点1知道什么是lc振荡电路和振荡电流2知道lc回路中振荡电流的产生过程3知道产生电磁振荡过程中，lc振荡电路中的能量转化情况4知道什么是电磁振荡的周期和频率，了解lc回路的周期和频率公式.重点：lc回路中振荡电流的产生难点：lc回路中周期、频率的计算.一、振荡电路和振荡电流由一个_和一个_组成的电路，是一种简单的振荡电路，称为lc电路产生的电流大小和方向都做_的变化，叫振荡电流，它也是一种交变电流，按_规律变化预习交流1振荡电流的大小和方向都做周期性变化，它也是交流电，但它与我们前面学习的交流电有什么不同？二、电磁振荡的周期与频率在电磁振荡中，_、_、_、_这几个物理量都随时间做周期性变化；_能和_能发生周期性的相互转化lc振荡电路的周期只取决于_和_，即由lc回路本身的性质决定，和电容器所带电荷量q、极板间的电压u、线圈中的电流i均无关周期与电感和电容的关系是_预习交流2根据振荡电流产生的过程，分析在一个周期内，电流的方向改变几次？三、无阻尼振荡和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，振荡电流的振幅应该永远保持不变这种振荡叫做无阻尼振荡由于电路中有电阻，电路中的能量有一部分要转化成内能，还有一部分能量以电磁波的形式辐射到周围空间去了这样，振荡电路中的能量逐渐损耗，振荡电流的振幅逐渐减小，直到停止振荡这种振荡叫做阻尼振荡在预习中还有哪些问题需要你在听课时加以关注？请在下列表格中做个备忘吧！我的学困点我的学疑点答案：一、电感线圈电容器周期性迅速正弦预习交流1：答案：振荡电流是高频电流，它与交流电的不同之处在于频率高、功率较小，产生的方法不同，在lc回路里产生的振荡电流是按正弦规律变化的二、电容器极板的电荷量通过线圈的电流电场能磁场能电场磁场自感系数l电容ct2预习交流2：答案：一个周期内电流方向改变两次合作探究一、电磁振荡的产生闭合电路的开关通断时会产生电磁波，手机通话时会向外发射电磁波在信息技术飞速发展的今天，我们可以坐在家中利用手机和身处异地的朋友聊天，通过电视来观看现场直播的nba球赛，通过收音机来听新闻，其实手机、电视、收音机的信号都要依靠电磁波传送，那么电磁波是如何产生的呢？图中画出一个lc振荡电路中的电流变化图线，根据图线可判断（）at1时刻电感线圈两端电压最大bt2时刻电容器两极间电压为零ct1时刻电路中只有电场能dt1时刻电容器带电荷量为零1振荡电流的产生（1）振荡电流：大小和方向都做周期性迅速变化的电流（2）振荡电路：能够产生振荡电流的电路（3）lc回路：如图所示中自感线圈l和电容器c组成的电路，lc回路是一种最简单的振荡电路（4）电磁振荡在振荡电路里产生振荡电流的过程中，电容器极板上的电荷量、通过线圈的电流以及跟电流和电荷量相联系的磁场和电场都发生周期性的变化，这种现象叫电磁振荡2电磁振荡的产生过程（1）电磁振荡过程中电流及电容器上电荷量随时间的变化关系如图所示（2）振荡过程中的电流、极板上的电荷量、电压、电场能和磁场能的对应关系如下表所示.时间t0t/4t/23t/4t电荷量q最多0最多0最多电压u最大0最大0最大电场能e最大0最大0最大电流i0最大0最大0磁场能ei0最大0最大0（3）判断lc回路处于放电过程还是充电过程的方法当电流流向带正电的极板时，电荷量增加，磁场能向电场能转化，电场能增加，电流减小，磁场能减少，处于充电过程；当电流流出带正电的极板时，电荷量减少，电场能向磁场能转化，电场能减少，电流增大，磁场能增加，处于放电过程3阻尼振荡和无阻尼振荡（1）无阻尼振荡：没有能量损耗的电磁振荡，无阻尼振荡必是等幅振荡，如图甲所示（2）阻尼振荡：有能量损耗的振荡，若能量得不到补充，振幅会逐渐减小，如图乙所示二、电磁振荡的周期和频率lc回路的周期、频率由什么决定呢？与外电路是否有关？有一lc振荡电路，能产生一定波长的电磁波，若要产生波长比原来短些的电磁波，可采用的措施为（）a增加线圈匝数b在线圈中插入铁芯c减小电容器极板的正对面积d减小电容器极板间的距离1周期与频率（1）周期：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间，用t表示（2）频率：一秒钟内电磁振荡完成周期性变化的次数，用f表示（3）周期与频率的关系f或t.2lc回路的周期和频率（1）影响因素实验表明：电容或电感增加时，周期变长，频率变低；电容或电感减小时，周期变短，频率变高（2）公式：t2，f.lc回路的周期、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，所以称为lc电路的固有周期或固有频率使用周期公式时，一定要注意单位，t、l、c、f的单位分别是秒（s）、亨（h）、法（f）、赫（hz）3电磁振荡与单摆简谐运动的比较用电源给电容器c充电，使lc回路中具有一定能量用外力把单摆拉离平衡位置，使单摆具有一定能量电容器内电场能和线圈的磁场能相互转化单摆的重力势能和单摆的动能相互转化电荷量q（最大值q）单摆位移x（振幅a）电流i（正弦规律变化）单摆速度（正弦规律变化）周期t2，与充电多少无关周期t2，与振幅大小无关1在lc振荡电路中，以下说法正确的是（）a电容器放电完毕的瞬间，回路中电流最强，电场的能量达到最大b电感线圈电感增大，则充电和放电过程变慢c电容器充电完毕的瞬间，回路中电流最强，磁场的能量达到最大d每一周期内，电容器完成一次充、放电过程2lc振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，则下列说法正确的是（）a若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电b若电容器正在充电，则电容器下极板带正电c若电容器上极板带正电，则线圈中电流正在增大d若电容器正在放电，则自感电动势正在阻碍电流增大3一个电容为c的电容器，充电至电压等于u以后，与电源断开并通过一个自感系数为l的线圈放电，从开始放电到第一次放电完毕的过程中（）a振荡电流一直在不断增大b振荡电流先增大、后减小c通过电路的平均电流等于d磁场能一直在不断增大4lc回路电容器两端的电压u随时间t变化的关系如图所示，则下列说法正确的是（）a在时刻t1，电路中的电流最大b在时刻t2，电路中的磁场能最大c从时刻t2至t3，电路的电场能不断增大d从时刻t3至t4，电容器带的电荷量不断增大5在lc振荡电路中，电容器放电时间长短决定于（）a充电电压的大小b电容器带电荷量的多少c放电电流的大小d电容c和自感系数l的数值答案：活动与探究1：答案：电磁波是利用电磁振荡产生的迁移与应用1：d解析：由题中图像知，计时开始时，电容器两极板带电荷量最大，电流为零，电容器放电开始，根据电流随时间的变化规律，可以在图中画出qt图像（在下图中用虚线表示）由图像分析可知：t1时刻，电容器上电荷量为零，电势差为零，电场能为零，故d对，a、c皆错；t2时刻电容器电荷量q最大，两板间电势差最大，b错活动与探究2：答案：lc回路的周期、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迁移与应用2：c解析：由电磁波波速、波长、频率关系cf知，欲使减小，只有增大f；由lc回路固有频率公式f可知：欲增大f，应减小l或c；由影响l、c大小的因素可知c正确当堂检测1b解析：lc振荡电路中，电容器放电完毕的瞬间，回路中电流最大，磁场的能量达到最大；电容器充电完毕瞬间，回路中电流为零，磁场的能量达到最小为零电感线圈电感增大，对电流的变化的阻碍增强，充、放电过程变慢每一周期内电容器完成两次充、放电过程2bcd解析：由电流的磁场方向和安培定则可判断振荡电流方向，由于题目中未标明电容器两极板带电情况，可分两种情况讨论（1）若该时刻电容器上极板带正电，则可知电容器处于放电阶段，电流增大，则c对、a错；（2）若该时刻电容器下极板带正电，可知电容器处于充电状态，电流在减小，则b对；由楞次定律可判定d对3acd解析：题目中描述的过程为电容器的放电过程，电流和磁场能一直增大至放电结束，a、d选项正确，b选项错；电容器最大贮存电荷量qcu，放电时间t，故平均电流i，故c选项对4bc解析：本题考查对lc振荡电路中各物理量振荡规律的理解由前面所述可知，t1时刻电容器两端电压最高时，电路中振荡电流为零，