高中物理 电磁振荡教案 人教版第二册

第十八章电磁振荡和电磁波181 电磁振荡 一、教学目标：认识LC回路产生电磁振荡的现象，了解LC回路工作电流、电量变化的规律。二、教学重点LC回路工作过程及相关物理量变化的规律三、教学难点理解电磁振荡一个周期内电流的变化规律四、教学方法：探究法五、教 具：LC振荡电路示教板一套、示教电流计一只，大电容一只，示教示波器一只。六、教学过程（一）创设问题情境，引入新课题师：大家看到过的画面是和平号空间站发射场面。和平号上天后，人们是怎样知道它到达预定的地点呢？生：无线电波。师：无线电广播、电视、人造卫星、导弹、宇宙飞船等，传递信息和跟地面的联系都要利用电磁波。现代社会的各个部门，几乎都离不开“电磁波”，可以说“电”作为现代文明的标志，“电磁波”就是现代文明的神经中枢，或者叫现代化的代名词。那么，电磁波是什么？它是怎样产生的？它有什么性质？怎样利用它传递信号？这一章就要讨论这些问题，正象机械振动能够产生机械波一样，电磁振荡能够产生电磁波。今天我们就从电磁振荡开始学习，让我们先来观察一个实验。（二）进行新课1、实验演示、电脑模拟，观察分析实验现象，认识LC振荡电路介绍实验装置： LC回路电流表的作用电压表的作用演示实验：边观察边分析师：下面我们开始做实验：LC回路振荡过程中电流的变化，本实验请大家主要观察电压表和电流表的指针变化特点。电流表、电压表的指针变化有什么规律？（学生观察实验）师：为了让大家能有较长时间观察两表指针的变化情况，我们通过电脑模拟两表指针的变化，请大家再仔细观察后回答问题通过学生的观察归纳出三个现象：1、电流表、电压表指针在零点左右来回摆动。现象2：电流表、电压表指针摆幅越来越小。介绍等幅振荡，用电脑模拟等幅振荡过程。师：大家观察等幅振荡时两表的指针的变化还有什么规律？（演示等幅振荡实验后电脑展示LC回路中的电流和电量的变化，正常速度。电脑模拟电磁振荡，同时点动慢动演示）师生共同总结：从观察到的现象表明：当电容器充电后能够产生周期性变化的电流。2、学生自主探究物理现象本质放电过程：（师生共同讨论）师：当电源E对电容C充电完毕，电容器上、下极板带电量如何？（学生观察思考、分析）师：为了研究方便我们可以规定：电量减少的过程叫做放电过程，把电量增大的过程叫做充电过程。下面我们先来一起讨论放电过程。师生共同探讨：放电过程中的电量、电流的变化特点。从电能的角度分析原因。充电过程：师：放电过程完毕，电容器两极板上所带的电量为0，LC回路中的电流会不会即刻突变为0？此时电感L的电路作用怎样？师生共同探讨：放电过程中的电量、电流的变化特点。（3）电磁振荡的产生过程(启发思考进行分析讲解)给电容充电，如图所示，电容器中储存一定的电场能(E电)电容C放电，如图所示，电场能转化为磁场能C上带电量，电场能(电压)逐渐减小(降低)，电路中的电流、磁场能则逐渐增大，请同学们想一下这样转化的条件是什么？为什么是“逐渐”的？随后指出这是由于电容器的放电作用(两极板上正、负电荷的吸引作用)和电感L中电流变化时产生的自感电动势的“阻碍”作用所至，当C放电完了时，如图所示(电场能为0，E0，U0)，磁场能达到最大(与之对应的振荡电流也达到最大Im)反向充电过程，如图所示，是磁场能转化为电场能的过程，C放电完了时，由于L的自感作用，电路中移动的电荷不能立即停止运动，仍保持原方向流动，C反向充电，同理则有i减小，E磁减小，而E电增大(Qc，Uc也随之增大)，直到E磁(i)减为零，E电(Qc，Uc)增为最大，如图5所示。电容C再次反向放电过程如图7所示，同理可知E电(Qc，Uc)减小，直到为零，E磁（i）增大，直到最大(Im)如图8所示，如此下去，回路中就产生了振荡电流。归纳总结指出像上述情况，电路中的电场能和磁场能（与之对应的电荷Q和电流I)做周期性交替变化的现象叫做电磁振荡现象。（4）阻尼振荡和无阻尼振荡振荡电路中，若没有能量损耗，则振荡电流的振幅(Im)将不变，如图9所示，叫做无阻尼振荡(或等幅振荡)阻尼振荡，任何振荡电路中，总存在能量损耗，使振荡电流i的振幅逐渐减小，如图10所示，这叫做阻尼振荡(或叫减幅振荡)，请同学们想一下，电路损耗的能量哪里去了？如果用振荡器周期性地给振荡电路补充能量，就可以保持等幅振荡，这类似于受迫振动。（三）巩固练习240页练习一（1）、（2）两题（四）课堂总结师：通过分析电流、电量、电场能和磁场能都随时间作周期性变化，在振荡的全过程中存在几个过程？各种不同过程中的电流、电量、电场能和磁场能有什么变化规律？先由学生讨论归纳，再由老师小结电脑展示电脑展示电流、电量图象。讨论结论3时，给出电流时间图象，通过分析要求学生画出电量时间图象，（五）布置作业： 1阅读课本2预习第二节