高中物理教科版选修3-4课件：第3章第1节《电磁振荡》

欢迎进入物理课堂 第1节电磁振荡 学习目标 1 理解振荡电流 振荡电路及LC电路的概念 了解LC回路中振荡电流的产生过程 2 知道LC振荡电路中的能量转化情况 了解电磁振荡的周期与频率 会求LC电路的周期与频率 3 知道无阻尼振荡和阻尼振荡的区别 重点难点 1 电磁振荡过程中各物理量及能量的变化 2 LC电磁振荡的周期和频率 第1节 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练 课前自主学案 课标定位 课前自主学案 一 振荡电流的产生电磁振荡1 振荡电流和振荡电路 1 振荡电流 大小和 都随时间做周期性迅速变化的电流 2 振荡电路 产生 的电路 最简单的振荡电路为LC振荡电路 方向 振荡电流 2 电磁振荡的过程放电过程 由于线圈的自感作用 放电电流由零 电容器极板上的电荷逐渐减少 电容器里的电场 线圈的磁场逐渐 电场能逐渐转化为 振荡电流逐渐增大 放电完毕 电流达到最大 全部转化为磁场能 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 逐渐减小 电容器将进行 线圈的磁场逐渐减弱 电容器里的电场逐渐 磁场能逐渐转化为 振荡电流逐渐减小 充电完毕 电流减小为零 磁场能全部转化为 逐渐增大 逐渐减弱 增强 磁场能 电场能 原来的方向 反向充电 增强 电场能 电场能 二 阻尼振荡和无阻尼振荡1 无阻尼振荡 电磁振荡中没有能量损失 振荡电流的振幅永远保持 2 阻尼振荡 振荡电路的能量逐渐损耗 振荡电流振幅逐渐 直到停止振荡 三 电磁振荡的周期与频率1 周期 电磁振荡完成一次 需要的时间 2 频率 1s内完成的周期性变化的 说明 如果没有能量损失 也不受其他外界影响 这时的周期和频率叫振荡电路的 和 简称振荡电路的周期和频率 不变 减小 周期性变化 次数 固有周期 固有频率 核心要点突破 一 电磁振荡过程分析1 用图像对应分析i q的变化关系 如图3 1 1 图3 1 1 2 相关量与电路状态的对应情况 即时应用 即时突破 小试牛刀 1 某时刻LC振荡电路的状态如图3 1 2所示 则此时刻 图3 1 2 A 振荡电流i在减小B 振荡电流i在增大C 电场能正在向磁场能变化D 磁场能正在向电场能变化解析 选AD 由图中 上极板带正电荷 下极板带负电荷及电流的方向可判断出正电荷在向正极板聚集 说明电容器极板上电荷在增加 电容器正在充电 电容器充电的过程中电流减小 磁场能向电场能转化 正确选项为A D 即时应用 即时突破 小试牛刀 2 要想提高电磁振荡的频率 下列办法中可行的是 A 线圈中插入铁芯B 提高充电电压C 增加电容器两板间距离D 减小电容器两板间的正对面积 课堂互动讲练 在LC振荡电路中 某时刻线圈中磁场方向如图3 1 3所示 则下列说法正确的是 图3 1 3 A 若磁场正在加强 则电容器正在放电 电流方向为a bB 若磁场正在减弱 则电场能正在减小 电容器下极板带负电荷C 若磁场正在减弱 则电场能正在增大 电容器下极板带负电荷D 若磁场正在加强 则电容器正在充电 电流方向为b a 精讲精析 在电磁振荡的一个周期内 磁场加强的过程 必定是电容器放电过程 振荡电流增大而电场能减小 根据线圈磁感线方向 用安培定则可确定线圈上振荡电流的方向 从而得知回路中电流方向是a b 注意到这是放电电流 故电容器下极板带正电荷 磁场正在减弱的过程 必定是电容器充电过程 振荡电流减小而电场能增大 用安培定则判断此时电流方向仍是a b 但这是充电电流 故负电荷不断聚到下极板 上极板则出现等量正电荷 电容器两极板的电荷不断增加 由以上分析可知 本题正确选项应为A C 答案 AC 方法总结 有关LC电路过程分析问题 要注意以下两点 1 根据线圈中磁场方向 电容器极板的正负或电容器两端电压变化 确定电容器是充电还是放电过程 2 熟练掌握电磁振荡时 电流 电荷量 电压 磁感应强度 电场强度 电场能 磁场能等物理量的周期性变化特点 在LC振荡电路中 线圈的自感系数L 2 5mH 电容C 4 F 1 该回路的周期多大 2 设t 0时 电容器上电压最大 在t 9 0 10 3s时 通过线圈的电流是增大还是减小 这时电容器是处在充电过程还是放电过程 图3 1 4 答案 1 6 28 10 4s 2 减小充电 知能优化训练 本部分内容讲解结束 点此进入课件目录 按ESC键退出全屏播放 谢谢使用 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全