LC振荡过程分析方法

1、LC振荡过程分析方法深圳市平冈中学 吕文彬 邮编518116电磁振荡的物理过程是比较复杂的，欲使电磁振荡过程形象化、具体化，从而加深印象，并能够熟练运用，是电磁振荡 电磁波这一章的重点和难点。近几年的高考题中，结合图象对电磁振荡的物理过程进行分析已考查过多次，所以对此问题必须给予重视。一、LC振荡回路中物理量的对应关系和变化规律电场能与电量q、电压u、场强E的变化步调一致；磁场能与电流i、磁感应强度B的变化步调一致。放电过程就是电场能逐渐转化为磁场能的过程，充电过程就是磁场能转化为电场能的过程。放电过程，电流i、磁场能、磁感应强度B从零逐渐增大到最大；电量q、电压u、场强E和电场能都从最大逐渐

2、减小到零。充电过程，电流i、磁场能、磁感应强度B从最大逐渐减小到零；电量q、电压u、场强E和电场能都从零逐渐增大到最大。电流i、磁感应强度B和磁场能等于零的时刻就是电量q、电压u、场强E和电场能最大的时刻，反之亦然。二、LC电磁振荡的物理过程分析方法1.LC电磁振荡过程中物理量的变化判断LC电磁振荡过程涉及的物理量较多，且各个物理量的变化也比较复杂，若不注意方法，完全靠记忆死背上述规律并分析清楚各物理量的变化情况，的确不易。实际分析过程中，如果注意到电场量（电场能、电量、电压、电场强度）和磁场量（磁场能、电流强度、磁感应强度）的异步变化，电场量、磁场量各自的同步变化，充分利用包含电场能、磁场能

3、在内的能量守恒，由能量变化辐射其他物理量变化，方可简洁快速地弄清各物理量的变化情况。【例】如图所示为LC振荡电路中电容器两极间的电压随时间变化的图线，可以判断：A.在t1时刻线圈中的磁场最弱B.在t2时刻极板上电荷最多C.从t2到t3电容器在充电D.从t1到t2磁场能向电场能转化【解析】在t1时刻电容器两极间电压最大，根据同步变化规律，此时电场能最大、极板上带电量最多，板间电场强度最大，此时，据异步变化规律知，电路中磁场能为零、电流为零，其产生的磁场磁感强度为零，故A正确；在t2时刻u=0，据同步变化规律可知电容器极板上电荷最少，故B错误；从t2到t3时刻，u 增大，据同步变化规律，极板上带电

4、量q增大即电容器C在充电，故C正确。从t1到t2时刻u 减小，由异步变化规律知电流i必定增大，即磁场能增大，所以电场能在向磁场能转化，故D错。【答案】A、C2. 电磁振荡在某一时刻状态的判断电磁振荡在某一时刻究竟处在什么状态，可用上述能量守恒和同、异步变化规律判断。如电流减小过程，对应磁场能向电场能转化过程，据同步变化和异步变化规律可判定为此过程为充电过程，还可根据LC回路中电流的方向与电容器极板上电荷的电性来判断，或利用回路中电流方向和电流是增大还是减小来判断电容器极板上电荷的电性和电荷量是在增加还是在减少。【例】如图所示，LC回路中电流正在减弱，试问振荡处在什么状态？【解析】则由能量守恒和

5、同、异步变化规律可知此时磁场能正在向电场能转化，电容器正在充电，根据电流方向可以断定电容器下极板带正电，且电量正在增加。总之，振荡电流是随时间作正弦变化的高频电流。运用能量守恒、“同步变化”和“异步变化”规律很容易得出正确答案。三.巩固练习1. 如图所示为LC振荡电路中电容器极板上的电量q随时间t变化的图线，由图可知：A.在t1时刻，电路中的磁场能最小B.从t1到t2，电路中的电流值不断变小C.从t2到t3，电容器不断充电D.在t4时刻，电容器的电场能最小2. LC回路中电容两端的电压u随时刻t变化的关系如图所示：A.在时刻t1，电路中的电流最大B.在时刻t2，电路的磁场能最大C.从时刻t2至

6、t3，电路的电场能不断增大D.从时刻t3至t4，电容的带电量不断增大3. 如图所示的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4. 在LC回路产生电磁振荡的过程中：A.电容器放电完毕的时刻，磁场能最小 B.回路中电流强度达到最大的时刻，磁场能最大 C.电容器极板上电荷最多的时刻，电场能最大 D.回路中电流强度最小的时刻，电场能最小5. 图(a)为一LC振荡电路，已知电容器C板上带电量随时间变化的图线如图(b)所示那么在1×10-6s至2×10-6s时间内，电容器C处于何