第3章 1 电磁振荡

1、.1电磁振荡学 习 目 标知 识 脉 络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难点3知道电磁振荡产生过程中LC回路中能量的转化转换过程，知道阻尼振荡和无阻尼振荡重点、难点4知道电磁振荡的周期和频率以及它们在LC回路中的公式，并可以进展简单计算重点振荡电流的产生、电磁振荡 1振荡电流的产生1把自感线圈L、电容器C、示波器、电池组E、小电阻R和单刀双掷开关S按照图3­1­1连接成电路，先把开关S扳到1，让电容器充电，稍后再扳到2，让电容器通过线圈放电在示波器的屏上可以看到电流随时间变化的曲线是正弦或余弦曲线图3­1­1振荡电路

2、2振荡电流大小和方向都随时间做周期性迅速变化的电流称为振荡电流3振荡电路：可以产生振荡电流的电路叫振荡电路4LC回路：由线圈L和电容器C组成的电路是最简单的振荡电路2电磁振荡在电磁振荡过程中，电容器极板上的电荷量、极板间的电压、电路中的电流以及电容器两极板间的电场强度、线圈里的磁感应强度都随时间发生周期性变化的现象，电场能和磁场能同时发生周期性的互相转化1放电时，由于线圈的自感作用，放电电流由零逐渐增大2振荡电流的大小变化，方向不变×LC振荡电路在充电过程中极板上的电荷量逐渐增加，充电电流如何变化？【提示】随电容器上充电电荷的增多，充电电流逐渐减小1相关物理量与电路状态的对应情况电路

3、状态时间t电荷量q电场能电流i磁场能0最多最大00T/400正向最大最大T/2最多最大00T00负向最大最大T最多最大002.用图像对应分析i、q的变化关系，如图3­1­2图3­1­21.LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图3­1­3所示，那么图3­1­3A假设磁场正在减弱，那么电容器正在充电，电流由b向aB假设磁场正在减弱，那么电场能正在增大，电容器上极板带负电C假设磁场正在增强，那么电场能正在减小，电容器上极板带正电D假设磁场正在增强，那么电容器正在充电，电流方向由a向bE假设电容器放电，那么磁场能转化为电场能

4、【解析】假设磁场正在减弱，那么电流在减小，是充电过程，根据安培定那么可确定电流由b向a，电场能增大，上极板带负电，应选项A、B正确；假设磁场正在增强，那么电流在增大，是放电过程，电场能正在减小，根据安培定那么，可判断电流由b向a，上极板带正电，应选项C正确，D错误；假设电容器放电，那么电场能转化为磁场能，E错误【答案】ABC2在如图3­1­4所示的振荡电流的图像中，表示电容器充电过程的有_；线圈中有最大电流的点是_；电场能转化为磁场能的过程有_图3­1­4【解析】根据i­t图像，充电过程有ab、cd、ef，线圈中有最大电流的点是a、c、e，电场

5、能转化为磁场能的过程有bc、de.【答案】ab、cd、efa、c、ebc、deLC振荡电路充、放电过程的判断方法1根据电流流向判断，当电流流向带正电的极板时，处于充电过程；反之，处于放电过程2根据物理量的变化趋势判断：当电容器的带电量qU、E增大时，处于充电过程；反之，处于放电过程3根据能量判断：电场能增加时，充电；磁场能增加时，放电阻尼振荡与电磁振荡的周期、频率 1无阻尼振荡和阻尼振荡1无阻尼振荡：没有能量损失，振幅不变2阻尼振荡：有能量损失，振幅逐渐减小2电磁振荡的周期与频率1周期：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间叫做周期2频率：1 s内完成周期性变化的次数叫频率3振荡电路里发生无阻尼

6、振荡时的周期和频率叫做振荡电路的固有周期和固有频率，简称振荡电路的周期和频率4理论和实验说明，LC振荡电路的周期T和频率f跟电感线圈的自感系数L和电容C的关系是T2 ，f.式中的T、L、C、f的单位分别为秒s、亨利H、法拉F和赫兹Hz1在振荡电路中，电容器充电完毕磁场能全部转化为电场能2电容器放电完毕，电流最大3L和C越大，电磁振荡的频率越高×1在LC振荡电路一次全振动的过程中，电容器充电几次？它们的充电电流方向一样吗？【提示】充电两次，充电电流方向不一样2在电磁振荡的过程中，电场能与磁场能互相转化，什么时候磁场能最大？【提示】放电刚完毕时，电场能全部转化成了磁场能1几个关系1同步同

7、变关系在LC振荡回路发生电磁振荡的过程中，电容器上的物理量：电荷量q、板间电压U、电场强度E、电场能EE是同时同向变化的，即：qUEEE或qUEEE振荡线圈上的物理量：振荡电流i、磁感应强度B、磁场能EB也是同步同向变化的，即：iBEB或iBEB2同步异变关系在LC振荡过程中，电容器上的三个物理量q、E、EE与线圈中的三个物理量i、B、EB是同步异向变化的，即q、E、EE同时减小时，i、B、EB同时增大，且它们的变化是同步的，即：q、E、EEi、B、EB.2判断振荡过程中各物理量变化的方法电磁振荡过程中各物理量发生周期性变化，假设要判断各物理量如何变化，首先要判断是充电过程还是放电过程其方法是

8、：1假设电流流向负极板，那么为放电过程；2假设电流流向正极板，那么为充电过程假设题目电流产生的磁场方向，那么根据右手定那么判断出电流的方向，然后可判断出是充电过程还是放电过程3如图3­1­5所示，LC电路的L不变，C可调，要使振荡的频率从700 Hz变为1 400 Hz，那么把电容_到原来的_图3­1­5【解析】由题意，频率变为原来的2倍，那么周期就变为原来的，由T2，L不变，当CC0时符合要求【答案】减小4如图3­1­6所示振荡电路中，电感L300 H，电容C的范围为25 pF270 pF，求：图3­1­61振荡电流的频率范围；2假设电感L10 mH，要产生周期T0.02 s的振荡电流，应配制多大的电容【解析】1根据f，那么f1 Hz5.6