2019-2020年高二物理 （人教大纲版）第二册 第十八章 电磁和电磁波 二、电磁振荡的周期和频率(第一课时).doc

2019-2020年高二物理 （人教大纲版）第二册 第十八章 电磁和电磁波 二、电磁振荡的周期和频率(第一课时)本节教材分析本节主要介绍LC回路的周期和频率公式，这两个公式是研究开发电路发射高频电磁波的理论基础之一，因此，研究自感系数、电容跟振荡周期和振荡频率的关系对电磁波的学习是非常重要的.其中，两个公式在中学不宜推导，只能通过实验去定性认识.教材在解释什么叫振荡电路的固有周期和固有频率后，通过演示实验改变LC回路中的电感L或电容C，使同学看到电路的振荡周期、频率随之变化，由实验中得出电感L大（小）、电容C大（小）周期长（短）的结论.要启发学生体会到：LC回路的周期、频率由电路本身的特性（L、C值）决定，所以把电路的周期、频率叫做固有周期、固有频率.教材没有做进一步的分析和证明，直接给出了周期公式和频率公式，这两个公式的证明在中学不易讲清楚.我们的目的是让学生通过实验现象的观察了解公式内容，能应用公式对有关问题进行简单的分析、计算.教材强调了公式中各个物理量的单位，这是有的学生容易出错的地方，课堂上可让学生做一些简单的基本练习. 教学目标一、知识目标1.知道电磁振荡的周期和频率.2.知道振荡电路的固有周期和固有频率.3.知道LC回路的周期和频率公式.二、能力目标培养学生应用公式解决实际问题的能力.三、德育目标培养学生的类比归纳能力.教学重点LC回路周期公式和频率公式的理解和应用.教学难点LC回路周期公式的理解.教学方法演示分析法、类比推理法.教学用具多抽头电感线圈一个（L500 H，R500 ），可变电容器、单刀双掷开关各一个，学生电源、示波器各一台，导线若干.课时安排1课时教学过程一、引入新课师LC回路的电磁振荡有什么特点？生电路中的电量、电流、电场强度、磁感应强度以及电场能和磁场能都发生周期性变化.师通过上节课的学习，知道电磁振荡具有周期性.这节课我们一起学习电磁振荡的周期和频率.二、新课教学1.电磁振荡的周期和频率师请同学们回忆机械振动的周期和频率.生振动质点完成一次全振动所用的时间，叫做机械振动的周期.1秒钟内完成全振动的次数叫做频率.师类似地，电磁振荡完成一次周期性变化所需的时间叫周期，用T表示.一秒钟完成周期性变化的次数叫频率，用f表示.生电磁振荡的周期和频率跟哪些因素有关呢？师下面通过实验来研究这个问题.出示电路图投影片如右图所示.根据电路图连接电路，将L、C调到某一值，然后通过开关S先给电容器充电，再观察振荡周期；分别改变L、C的值，先后重复上面操作，观察振荡周期是否变化？说明了什么道理？生改变L、C的值，电磁振荡的周期发生变化.说明电磁振荡的周期跟电路中的工作元件有关.师振荡电路的振荡周期由振荡电路本身的特点决定，因此也叫固有周期和固有频率.振荡周期究竟跟电路有什么关系？下面让我们通过实验来研究.演示电磁振荡的周期T与L、C的关系.（1）将自感系数固定在某一值，然后逐渐增大电容，发现电容越大，振荡周期越大.（2）将电容固定在某一值，逐步增大自感系数，发现自感系数越大，振荡周期越大.2.LC回路的周期和频率公式师严格的理论推导得出LC回路的周期公式和频率公式为T=2f=请同学们说出公式中各物理量的单位.生T（s)、L(H)、C(F)、f(Hz)师根据上面的公式可知，适当地选择电容器和线圈，就可以使振荡电路的周期和频率符合我们的需要.在需要改变振荡电路的周期和频率的时候，可以用可变电容器和线圈组成电路，改变电容器的电容，振荡电路的周期和频率就随着改变.三、小结本节主要学习了以下内容：1.电磁振荡的周期和频率及其特点.2.LC回路的振荡周期和频率的公式和特点.至此，我们初步知道了电磁振荡的一般概念，如果把电磁振荡中电容器的电荷量q与做机械振动的弹簧振子离开平衡位置的位移x相对应，振荡电流i与振子的运动速度相对应，则我们可以找到其他相对应的量的变化.3.电磁振荡与机械振动的异同.（1）两种运动本质不同，前者是电磁运动，后者是机械运动.（2）周期性变化的物理量不同，但两种运动相对应.对机械振动,位移、速度、势能、动能都发生周期性变化.对电磁振荡，电荷、电流、电场能、磁场能也都发生周期性变化.它们的周期和频率都由振动或振荡系统本身来决定.四、作业练习一、（2）（3）（4）写在作业本上.五、板书设计 六、本节优化训练设计1.下图电路中，可变电容的最大值是300 pF,要获得最低频率是550 kHz的振荡电流，线圈的自感系数应当是多大？如果可变电容器动片完全旋出时电容变为30 pF，这时可产生多大频率的振荡电流？2.要使LC回路的频率增大，可采用的方法是A.增大电容器两极板间距 B.增大电容器两极板的正对面积C.在线圈中插入铁芯D.减少线圈的匝数3.某收音机的频率范围是4 MHz至12 MHz,试求该收音机振荡电路中可变电容器电容的最大值是最小值的多少倍？ 4.LC回路中电容器极板上的电荷量随时间的变化关系如下图所示，下列说法正确的是A.在t1时刻，电路中的磁场能最小B.从t1时刻到t2时刻，电路中电流变小C.从t2时刻到t3时刻，电容器不断被充电D.在t4时刻，电容器的电场能最小参考答案：1.解析：由f=可得L=H=2.7910-4 H=279 Hf= Hz=1.74106 Hz=1.74 MHz2.AD3.解析：设频率为f1时电容为C1，频率为f2时电容为C2.当L一定时，由f=得 4.ACD