高中物理 第3章 第1节 电磁振荡课件 教科版选修34

第 1节理解教材新知把握热点考向应用创新演练第三章知识点一知识点二考向二考向一随堂基础巩固课时跟踪训练自学教材自学教材 1振荡电流和振荡电路振荡电流和振荡电路 (1)振荡电流：振荡电流： 和和 都随时间做周期性迅速都随时间做周期性迅速变化的电流。变化的电流。 (2)振荡电路：产生振荡电路：产生 的电路。的电路。 (3)LC振荡电路：由振荡电路：由 和和 组成的电路，组成的电路，是最简单的振荡电路。是最简单的振荡电路。 大小大小方向方向振荡电流振荡电流线圈线圈L 电容器电容器C 2电磁振荡的过程电磁振荡的过程 (1)放电过程：由于线圈的自感作用，放电电流由零逐渐增放电过程：由于线圈的自感作用，放电电流由零逐渐增大，电容器极板上的电荷大，电容器极板上的电荷 ，电容器里的电场逐渐减，电容器里的电场逐渐减弱，线圈的磁场逐渐增强，电场能逐渐转化为弱，线圈的磁场逐渐增强，电场能逐渐转化为 ，振荡，振荡电流逐渐增大，放电完毕，电流达到最大，电场能全部转化为电流逐渐增大，放电完毕，电流达到最大，电场能全部转化为磁场能。磁场能。 (2)充电过程：电容器放电完毕后，由于线圈的自感作用，充电过程：电容器放电完毕后，由于线圈的自感作用，电流保持原来的方向逐渐电流保持原来的方向逐渐 ，电容器将进行，电容器将进行 ，线，线圈的磁场逐渐减弱，电容器里的电场逐渐增强，磁场能逐渐转圈的磁场逐渐减弱，电容器里的电场逐渐增强，磁场能逐渐转化为电场能，振荡电流逐渐减小，充电完毕，电流减小为化为电场能，振荡电流逐渐减小，充电完毕，电流减小为 ，磁场能全部转化为磁场能全部转化为 。 此后，这样充电和放电的过程反复进行下去。此后，这样充电和放电的过程反复进行下去。逐渐减小逐渐减小磁场能磁场能减小减小反向充电反向充电电场能电场能零零 3电磁振荡的分类电磁振荡的分类 (1)无阻尼振荡：无阻尼振荡： 在在LC振荡电路中，如果能够及时地把能量补充到振振荡电路中，如果能够及时地把能量补充到振荡电路中，以补偿能量损耗，就可以得到荡电路中，以补偿能量损耗，就可以得到 的等的等幅振荡。幅振荡。 (2)阻尼振荡：阻尼振荡：在在LC振荡电路中，由于电路有振荡电路中，由于电路有 ，电路中有一部分能，电路中有一部分能量会转化为内能，另外还有一部分能量以量会转化为内能，另外还有一部分能量以 的形式的形式辐射出去，使得振荡的能量减小。辐射出去，使得振荡的能量减小。振幅不变振幅不变电阻电阻电磁波电磁波重点诠释重点诠释1电磁振荡过程分析电磁振荡过程分析振荡电流振荡电流图像图像电路状态电路状态时刻时刻t0T/4T/23T/4T电量电量q最多最多0最多最多0最多最多振荡电振荡电流图像流图像电场能电场能最大最大0最大最大0最大最大电流电流i0正向最大正向最大0反向最大反向最大0磁场能磁场能0最大最大0最大最大0 2变化规律及对应关系：变化规律及对应关系： (1)同步同变关系：同步同变关系： 在在LC回路发生电磁振荡的过程中，电容器上的物理量：回路发生电磁振荡的过程中，电容器上的物理量：电量电量q、电场强度、电场强度E、电场能、电场能EE是同步同向变化的，即：是同步同向变化的，即： qEEE(或或qEEE)。 振荡线圈上的物理量：振荡电流振荡线圈上的物理量：振荡电流i、磁感应强度、磁感应强度B、磁场、磁场能能EB也是同步同向变化的，即：也是同步同向变化的，即： iBEB(或或iBEB)。1图图311中画出了一个中画出了一个LC振荡电振荡电路中的电流变化图线，根据图线路中的电流变化图线，根据图线可判断可判断()At1时刻电感线圈两端电压最大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时刻电容器两极间电压为零Ct1时刻电路中只有电场能时刻电路中只有电场能Dt1时刻电容器带电荷量为零时刻电容器带电荷量为零解析：解析：由题图知，由题图知，t1时刻电流最大，磁场最强，磁场能最时刻电流最大，磁场最强，磁场能最大，根据电磁振荡的规律，此时电场能应最小，电场最弱，大，根据电磁振荡的规律，此时电场能应最小，电场最弱，电容器极板上电荷量最小，此时电容器的电荷量为电容器极板上电荷量最小，此时电容器的电荷量为0，选项，选项C错误，错误，D正确；此时因电流最大，变化率是正确；此时因电流最大，变化率是0，自感电动，自感电动势为势为0，电感线圈两端电压最小，电感线圈两端电压最小，A错误；错误；t2时刻电流最小，时刻电流最小，电场能最大，电容器两极间的电压最大，电场能最大，电容器两极间的电压最大，B错误。错误。答案：答案：D自学教材自学教材 1周期和频率周期和频率 (1)周期：电磁振荡完成一次周期：电磁振荡完成一次 需要的时间。需要的时间。 (2)频率：频率：1 s 内完成的内完成的 。 (3)振荡电路里发生振荡电路里发生 时的周期和频率叫振荡电时的周期和频率叫振荡电路的路的 和和 ，简称振荡电路的周期和频率。，简称振荡电路的周期和频率。周期性变化周期性变化周期性变化的次数周期性变化的次数无阻尼振荡无阻尼振荡固有周期固有周期固有频率固有频率重点诠释重点诠释2要增大要增大LC振荡电路的频率，可采取的办法是振荡电路的频率，可采取的办法是()A增大电容器两极板正对面积增大电容器两极板正对面积B减少极板带电荷量减少极板带电荷量C在线圈中放入软铁棒作铁芯在线圈中放入软铁棒作铁芯D减少线圈匝数减少线圈匝数答案：答案：D 例例1LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图振荡电路中，某时刻的磁场方向如图312所示，则所示，则()图图312 A若磁场正在减弱，则电容器正在充电，电流由若磁场正在减弱，则电容器正在充电，电流由b向向a B若磁场正在减弱，则电场能正在增大，电容器上极若磁场正在减弱，则电场能正在增大，电容器上极板带负电板带负电 C若磁场正在增强，则电场能正在减少，电容器上极若磁场正在增强，则电场能正在减少，电容器上极板带正电板带正电 D若磁场正在增强，则电容器正在充电，电流方向由若磁场正在增强，则电容器正在充电，电流方向由a向向b 思路点拨思路点拨解答本题首先根据电流的磁场方向和安培解答本题首先根据电流的磁场方向和安培定则判断振荡电流的方向，然后再根据磁场的变化判断电定则判断振荡电流的方向，然后再根据磁场的变化判断电容器的充放电以及极板带电情况。容器的充放电以及极板带电情况。 解析解析若磁场正在减弱，则电流在减小，是充电过程，若磁场正在减弱，则电流在减小，是充电过程，根据安培定则可确定电流由根据安培定则可确定电流由b向向a流，电场能增大，上极板带流，电场能增大，上极板带负电，故选项负电，故选项A、B正确；若磁场正在增强，则电流在增大，正确；若磁场正在增强，则电流在增大，是放电过程，电场能正在减小，根据安培定则，可判断电流是放电过程，电场能正在减小，根据安培定则，可判断电流由由b向向a，上极板带正电，故选项，上极板带正电，故选项C正确，正确，D错误。错误。 答案答案ABC1关于关于LC振荡电路中电容器两极板上的电荷量，下列说法振荡电路中电容器两极板上的电荷量，下列说法正确的是正确的是()A电荷量最大时，线圈中振荡电流也最大电荷量最大时，线圈中振荡电流也最大B电荷量为零时，线圈中振荡电流最大电荷量为零时，线圈中振荡电流最大C电荷量增大的过程中，电路中的磁场能转化为电场能电荷量增大的过程中，电路中的磁场能转化为电场能D电荷量减少的过程中，电路中的磁场能转化为电场能电荷量减少的过程中，电路中的磁场能转化为电场能解析：解析：电容器电荷量最大时，振荡电流为零，电容器电荷量最大时，振荡电流为零，A选项错；选项错；电荷量为零时，放电结束，振荡电流最大，电荷量为零时，放电结束，振荡电流最大，B选项对；电选项对；电荷量增大时，磁场能转化为电场能，荷量增大时，磁场能转化为电场能，C选项对；同理可判选项对；同理可判断断D选项错。选项错。答案：答案：BC答案答案(1)6.28104 s(2)减小充电过程减小充电过程2在在LC振荡电路中，用以下的哪种办法可以使振荡频率增振荡电路中，用以下的哪种办法可以使振荡频率增大一倍大一倍()A自感系数自感系数L和电容和电容C都增大一倍都增大一倍B自感系数自感系数L增大一倍，电容增大一倍，电容C减小一半减小一半C自感系数自感系数L减小一半，电容减小一半，电容C增大一倍增大一倍D自感系数自感系数L和电容和电容C都减小一半都减小一半答案：答案：D