电磁振荡-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

第四章电磁振荡与电磁波1．电磁振荡课前预习反馈

知识点

11．振荡电流大小和方向都做_________迅速变化的电流，叫作振荡电流。2．振荡电路能产生振荡电流的电路叫作___________。3．振荡过程如图所示，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关掷向2，从此时起，电容器要对线圈放电：电磁振荡的产生周期性振荡电路(1)放电过程：由于线圈的_______作用放电电流不能立刻达到最大值，由0逐渐增大，同时电容器极板上的电荷________。放电完毕时，极板上的电荷为零，放电电流达到_______。(2)充电过程：电容器放电完毕，由于线圈的_______作用，电流并不会立刻消失，而要保持原来的方向继续流动，并逐渐减小，电容器开始___________，极板上的电荷逐渐_______，当电流减小到零时，充电结束，极板上的电荷量达到_______。此后电容器再放电、再充电，周而复始，于是电路中就有了周期性变化的振荡电流。自感减少最大自感反向充电增加最大『判一判』(1)LC振荡电路是最简单的振荡电路。()(2)LC振荡回路中的振荡电流，按正弦规律变化，即是正弦交流电。(

)√√知识点

21．电容器放电过程从能量的观点来看：电容器刚要放电时，电路里的能量全部储存在电容器的_________，电容器放电的过程，就是_________逐渐转化为_________的过程。2．电容器充电过程从能量的观点来看：在充电的过程中，_________逐渐转化为_________。3．在电磁振荡的过程中，电场能和磁场能会发生_________的转化。如果没有能量损失，振荡可以永远持续下去，振荡电流的_______保持不变。电磁振荡中的能量变化电场中电场能磁场能磁场能电场能周期性振幅『判一判』(3)在LC振荡电路里，随着电容器的充放电，电场能与磁场能不断地转化。(

)(4)实际的LC振荡是阻尼振荡，如果要实现等幅振荡，必须有能量补充到电路中。(

)√√『选一选』(2024·湖北荆州高二期末)如图所示，图a为LC振荡电路，通过P点的电流如图b所示，规定P点电流方向向右为正方向，下列说法正确的是(

)A．0到t1时间内，电容器正在充电，上极板带正电B．t1到t2时间内，电容器正在放电，上极板带负电C．t2到t3时间内，电路中的电场能转化为磁场能D．t3到t4时间内，电路中的磁场能转化为电场能答案：A解析：0到t1时间内，电流为正，且正在减小，即电流为顺时针方向减小，说明电容器正在充电，电流方向为正电荷的定向移动方向，所以上极板带正电，故A正确；t1到t2时间内，回路中电流逆时针方向增加，可知电容器C处于放电过程中，电流方向为正电荷的定向移动方向，所以上极板带正电，故B错误；t2到t3时间内，回路中电流逆时针方向减小，可知电容器C处于充电过程中，则电场能增加，磁场能减小，电路中的磁场能转化为电场能，故C错误；t3到t4时间内，回路中电流顺时针方向增大，可知电容器C处于放电过程中，则电场能减小，磁场能增加，电路中的电场能转化为磁场能，故D错误。『想一想』课本演示实验中得到的电压如图所示，该电流是振荡电流吗？答案：见解析解析：是，演示实验中电压、电流都做周期性变化是振荡电流，只是由于电路中能量损耗，振幅在变小，是阻尼振荡。知识点

31．周期电磁振荡完成一次_____________需要的时间叫作周期。2．频率单位时间内完成的_________变化的次数叫作频率。3．固有周期和固有频率如果振荡电路没有能量损失，也不受外界影响，这时的周期和频率分别叫作_______周期和_______频率。电磁振荡的周期和频率周期性变化周期性固有固有4．周期和频率公式『判一判』(5)改变振荡电路中电容器的电容或线圈的电感，就可以改变振荡电路的周期。()√课内互动探究探究

电磁振荡的产生及能量变化振荡过程各物理量的变化规律1．各物理量变化情况一览表要|点|提|炼2．振荡电流、极板带电荷量随时间的变化图像(如图所示)3．板间电压u、电场能EE、磁场能EB随时间变化的图像(如图所示)u、EE规律与q－t图像相对应；EB规律与i－t图像相对应。4．三个关系(1)同步异相关系①电容器上的物理量：电荷量q、电场强度E、电场能

E电是同步变化的，即

q↓、E↓、E电↓(或q↑、E↑、E电↑)。②线圈上的物理量：振荡电流i、磁感应强度

B、磁场能

E磁也是同步变化的，即i↓、B↓、E磁↓(或i↑、B↑、

E磁↑)。③电容器上的三个物理量

q、E、

E电与线圈中的三个物理量i、B、

E磁是同步异相变化的，即q、E、

E电同时减小时，i、B、

E磁同时增大，且它们的变化是同步的，即(q、

E、E电)↑→(i、B、E磁)↓。(2)等式关系(3)极值关系①回路中电流为零时，电容器极板上的电荷量最大，电场强度最大，电场能最大，自感电动势最大。②电容器极板上的电荷量为零时，回路中电流最大，磁感应强度最大，磁场能最大，自感电动势为零。1．随着时代的发展，LC振荡电路在测量自动控制、无线电通信等许多领域有着广泛的应用。在如图所示的LC振荡电路中，已知某时刻电流i的方向指向A板，且正在增大，则此时(

)A．B板带负电B．A、B两板间的电压在增大C．电容器正在充电D．电路中电场能正在转化为磁场能答案：D典|例|剖|析解析：电路中的电流正在增大，说明电容器正在放电，则A、B两板间的电压在减小；电流的方向为从正极板流向负极板，所以B板带正电，A板带负电，故A、B、C错误；电容器正在放电，则电路中的电场能正在转化为磁场能，故D正确。LC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，电容器的电荷量增加，磁场能向电场能转化，处于充电过程；反之，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，处于放电过程。2．根据物理量的变化趋势判断：当电容器的电荷量q(电压U、场强E、电场能E电)增大或电流i(磁感应强度B、磁场能E磁)减小时，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。

如图甲为电容器上极板电荷量q随时间t在一个周期内的变化图像，如图乙为LC振荡电路的某一状态，则(

)A．t1时刻线圈中自感电动势为零B．t1～t2时间内回路内的电流方向为顺时针C．t2～t3中某时刻与图乙状态相对应D．图乙中电容器极板间电场能逐渐减小对点训练❶答案：C解析：在t1时刻，上极板电荷量q达到最大值，电流达到最小值，电流变化率达到最大，此时自感电动势达到最大，A错误；t1～t2时间内，上极板电性为正，且电荷量减小，回路内的电流方向为逆时针，B错误；t2～t3时间内，上极板电性为负，下极板电性为正，由于上极板电荷量不断增大，线圈电流方向为逆时针，而电荷量增加得越来越慢，故电流减小，由安培定则可得磁场方向向上，C正确；图乙过程可以对应t2～t3过程，此过程电容器电荷量增大，极板间电场能逐渐增大，D错误。(2024·浙江杭州高二期末)如图所示，图甲是LC振荡回路中电流随时间的变化关系，若以图乙回路中顺时针方向的电流为正，a、b、c、d均为电场能或磁场能最大的时刻，下列说法正确的是(

)对点训练❷答案：B探究

电磁振荡的周期和频率电磁振荡的周期和频率(1)决定因素要|点|提|炼(2)各物理量的变化规律(1)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电路的固有周期和固有频率。(2)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)。2．(多选)用一平行板电容器和一个线圈组成LC振荡电路，要增大该振荡电路的频率，可采用的做法是(

)A．增大两极板间的距离B．减小两极板间的距离C．在电容器两极板间插入电介质D．将线圈中的铁芯取出答案：AD典|例|剖|析(多选)如图所示，电池的电动势为E，内电阻为r，电容器的电容为C，绕在铁芯上的理想线圈电感为L，其直流电阻为零。开始电路中开关S1断开，S2闭合。在t＝t1时刻，断开S2，闭合S1，此后回路中出现了振荡电流。若不计电磁波的辐射能量，电路中电阻的存在不会影响振荡电路的震荡频率。则下列说法正确的是(

)对点训练❸答案：AD课堂小结课堂达标检测一、电磁振荡的产生1．某物理学习小组成员把线圈、电容器、电源和单刀双掷开关按照图甲连成电路。将电压传感器的两端连在电容器的两个极板上。先把开关置于电源一侧，为电容器充电；稍后再把开关置于线圈一侧，使电容器通过线圈放电。传感器在电脑上显示的电压波形如图乙所示，则下列说法正确的是(

)A．若电路中的电阻忽略不计，电压一定随时间等幅振荡B．若增大C，则t3－t2的值将减小C．在t1～t2时间段，电流方向为图甲中的逆时针方向D．在t2～t3时间段，线圈L中储存的磁场能在逐渐增大答案：D解析：电容器两端的电压逐渐减小的原因有两个，分别是电路向外辐射电磁波，和电路本身的发热产生内能，故A错误；若增大C，则电路的振荡周期增大，则t3－t2增大，故B错误；在t1～t2时间段电容器处于正向充电，电流方向为图甲中的顺时针方向，故C错误；在t2～t3时间段电容器处于正向放电，线圈中的磁场能正逐渐增大，故D正确。2．(多选)如图为LC振荡电路中电容器极板上的电荷量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这段时间电路中电流逐渐减小C．从t2到t3这段时间电容器处于充电过程D．在t4时刻，电容器的电场能最小答案：ACD解析：由q－t图线可以看出，在t1时刻电容器极板上的电荷量q最大，电容器中的电场最强，此时电路中的电场能最大，电路中的磁场能最小，为零，A正确；从t1到t2，电容器极板上的电荷量q不断减小，可知电容器处于放电过程，电路中电流逐渐增大，B错误；从t2到t3，电容器极板上的电荷量q不断增大，电容器处于充电过程，C正确；t4时刻电容器极板上的电荷量q等于零，此时电容器中的电场能为零，即为最小，D正确。二、电磁振荡中的能量变化3．(2024·辽宁高二开学考试)如图甲所示为LC振荡电路，图乙的q－t图像表示LC振荡电路中电容器上极板电荷量随时间变化的关系，下列说法正确的是(

)A．t1～t2时间内，线圈中磁场能在减少B．t1、t3两时刻电路中电流最小C．t1、t3两时刻电容器中电场能最小D．该电路可以有效地发射电磁波答案：B解析：从q－t图像可知，t1～t2时间内，电容器的电荷量在减少，故电容器的电场能