《电磁振荡》导学案3

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1、电磁振荡导学案第一环节【学习目标】一，学习目标1：认识LC回路产生电磁振荡的现象，2： 了解IX回路中振荡电流的产生过程，第二环节【学生自学】1、电磁振荡的特点：LC回路工作过程具有对称性和周期性，可归结为: 两个物理过程；(）过程;(）能转化为（）能，4变（）一匚变（）(）过程:(）能转化为（）能，口变（)-：变（）两个特殊状态：(）状态:(）能向（）能转化完毕，（）能最大，（)能最小。(）状态：(）能向（）能转化完毕，（）能最大，（)能最小。2、电磁振荡的变化规律： 总能量守恒=（）能+（）能=恒量 电场能与磁场能交替转化一、LC回路充放电过程：（2）电路分析：甲图： 电场能达到最大，磁场

2、能为零，电路感应电流i=0甲一乙：电场能/ ,磁场能f ,电路中电流i f ,电路中 电场能向磁场能转化，叫放电过程。乙图： 磁场能达到最大，电场能为零，电路中电流I达到最大。乙一丙：电场能t，磁场能I ,电路中电流i I ,电路中磁场能向电场能转化，叫充电过程。丙图：电场能达到最大（与甲图的电场反向），磁场能为零，电路中电流为零。丙一丁：电场能I ,磁场能t ,电路中电流i t ,电路中电场能向磁场 能转化，叫放电过程。丁图：磁场能达到最大，电场能为零，回路中电流达到最大（方向与原方向相反），丁f戊：电场能t ,磁场能I ,电路中电流i J ,电路中磁场能向电场 能转化，叫充电过程。戊与甲是

3、重合的，从而振荡电路完成了一个周期。综述： 充电完毕（放电开始人电场能达到最大，磁场能为零，回 路中感应电流i二0。 放电完毕（充电开始）：电场能为零，磁场能达到最大，回 路中感应电流达到最大。 充电过程：电场能在增加，磁场能在减小，回路中电流在减 小，电容器上电量在增加。从能量看：磁场能在向电场能转化。 放电过程：电场能在减少，磁场能在增加，回路中电流在增 力口，电容器上的电量在减少。从能量看：电场能在向磁场能转化。 归纳：在振落里蹟中产生振逝里派旳过程中,.电窣锣锲枫上 的电荷，通过线圈的电流，以及跟电流和电荷相联系的磁场和电场都发生阖缨性变化,.遴聊现象凹枣磷振琢。.二、阻尼振荡与无阻尼

4、振荡。（1）阻尼振荡：在振荡电路中由于能量被逐渐消耗, 振荡电路中的电流要逐渐减小，直到最后停下来。（2）无阻尼振荡：在电磁振荡的电路中，如果没 有能量损失，振荡应该永远地持续下去，电路中振荡电流的振幅应该永远保持不变，这种振荡叫无阻尼 振B1C【经典体验】例题1、在LC振荡电路中，某时刻若磁场B正在增加，则电容器处于电状态，电流方向为,电场能正在磁场能正在,能量转变状态为，电容器上板带电答案：放 a-*b减小增加电场能正在向磁场能转化负第三环节【知识点解析】展示点一：在LC回路中，电容器充电完毕时刻（）A. 电场能正向磁场能转化B.磁场能正向电场能转化C.电场能向磁场能转化刚好完毕D.磁场能

5、向电场能转化刚好完毕L乙展示点二：如图3甲所示的LC回路中，电流的变化规律 如图乙所示，把顺时针的方向规定为电流正方向，则（A. O. 5s至1.0s时间内，电容器在充电B. 0. 5s至1. Os时间内，电容器上极板带正电荷C. 1.0s至1.5s时间内，电感线圈中的自感电动势在减小D. 1. Os至1. 5s时间内，磁场能正在转化为电场能V展示点三：LC回路中电容两端的电压u随时间t变化的关系 如图所示，贝9：A在时刻，电路中的电流最大B .在时刻12,电路中的磁场能最大C.从时刻t 2至t ”电路中电场能不断增大D.从时刻切至电容器的带电量不断增大【随堂训练】1. 在发生电磁振荡的LC回

6、路中，当电容器放电完毕时，电容C的两极极板间的电压为,电场能为;线圈L中的电流为，磁场能为 （请填写“最大值”或“0”即可）。2. 如图甲、乙所示电容器的电容都是C=4X10bF,电感都是L=9X10 _4H,甲图中电键K先接a,充电结束后将K扳到b；乙图中电键K先闭合， 稳定后断开.两图中LC回路开始电磁振荡t = 3. 14X10-有甲、乙两个LC振荡电路，线圈的自感系数相同，甲的电容是乙的10倍，则甲、乙两振荡电路的振荡频率之比是 振荡电路中线圈的自感系数为L,电容器的电容为C,则电容器两极板间的电压从最大值变为零，所用的最少时间为 如图所示，LC振荡回路中振荡电流的周期为2X10-S,

7、自振荡电流沿逆时针方向达最大值时开始计时，当t = 3.4X102 s时，电容器正处于 （填“充电”“放电” “充电完毕”或“放电完毕”）状态.这时电容 器的上极板（填“带正电”“带负电”或“不带电”）.s时刻，G的上极 板正在电（充电还是放电），带电（正电还是负电）；中的电流方向向（左还是右），磁场能正在（增大还是减小）.3. 某时刻LC回路中电容器中的电场方向和线圈中的磁场方向如图所示.则这时电容器正在（充电还是放电），电流大小正在（增大还是减小）.7. 麦克斯韦电磁场理论的两个基本论点是：变化的磁场可以产生电场;变化的电场可以产生.从而预言了空间可能存在电磁波.电磁波按照波长由长到短排列

8、依次是：无线电波、红外线、可见光、x射线和Y射线.8. 在发生电磁振荡的LC回路中，当电容器放电完毕时，电容C的两极板间的电压为，电场能为;线圈L中的电流为,磁场能为o (请填写“最大值”或“0”即可)9. 在收音机接收中波段时其LC振荡电路的电感L是固定的，当可变电容器电容为G时可接收频率为535 kHz的电磁波，当可变电容器的电容为 C?时可接收频率为1605 kHz的电磁波，则电容之比G,这两列电磁波的波长之比人入=。10. 用如图所示的LC电路，可以产生电磁振荡。设其中所用电容器的 电容为C、线圈的自感系数为L ,则该电路辐射电磁波的频率为11. 如图所示电路，K先接通a触点，让电容器

9、充电后再接通b触点.设 这时可变电容器电容为C,线圈自感系数为L,(1)经过多长时间电容C上电荷第一次释放完？(2) 这段时间内电流如何变化？两端电压如何变化？(3) 在振荡过程中将电容C变小，与振荡有关的物理量中哪些将随之改 变？哪些将保持变化？12. 为研究无线传输电能，某科研小组在实验室试制了无线电能传输装置，在短距离内点亮了灯泡,如图实验测得，接在乙线圈上的用电器获得的电 能为输入甲线圈电能的35%若用该装置给充电功率为10 W的电波充电，则损失的功率为W.若把甲线接入电压为220 V的电源，测得该线圈中的电流为0.195 A. 这时,接在乙线圈上的灯泡恰能正常发光，则此灯泡的功率为W

10、.13. 要使LC振荡电路周期增加1倍；若保持电容C不变，则自感系数L需增加为原来的倍；如保持L不变，则电容C需增加为原来的倍.14. 某LC振荡电路中，振荡电流的变化规律为i=0. 14sin （1 000 t） A,已知回路中线圈的自感系数L二50 mH,则电容图 14-2-915. 如图14-2-20中电容器的电容都是C=4X10_6F,电感都是L=9X10-4 H,左图中电键K先接充电结束后将K扳到b；右图中电键K先闭合，稳 定后断开两图中LC回路开始电磁振荡t=3. 14X10-4 s时刻，G的上极板正 在电（充电还是放电），带电（正电还是负电）；L2中的电流方向向（左还是右），磁场

11、能正在（增大还是减小）.图 14-2-2016. 如右图所示，LC振荡回路中振荡电流的周期为2X10-2 s,自振荡 电流沿逆时针方向达到最大值时开始计时，当t二3.4X1（T s时，电容器正 处于状态（填“充电” “放电” “充电完毕”或“放电完毕”），这时电容器的上极板 （填“带正电” “带负电”或“不带电”）.17. 如右图所示为一 IX振荡电路，线圈的电感L=2. 5 mH,电容器的电 容04 UF先对电容器充电，使上极板带正电荷，下极板带负电荷设开关 S闭合的时刻t二0,那么当t=9X103 s时，电容器上极板带电荷,通过线圈的电流正在 （填“增强”或“减弱”），此时电容器正在 （填

12、“充电”或放电”）.18. 图18-1-10所示的厶Q振荡回路中振荡电流的周期为2X10_25,自 振荡电流沿逆时针方向达最大值时开始计时，当尸3.4X10卞时，电容器正 处于状态（“充电”“放电” “充电完毕”或“放电完毕”），这时电容器的上极板 （“带正电”“带负电”或“不带电”）.图 18-1-1019. 按照有关规定，工作场所受到的电磁辐射强度（单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量）不得超过050 W/ml若某一小型无线通讯装置的电磁辐射功率是1W,那么在距离该通讯装置以外是符合规定的安全区域.（已知球面面积为5=4 n斤）20. LC振荡电路中的电流瞬时值为i=0. Isin（l

13、OOt） mA.已知线圈的电感为50 mH,则电容器的电容为21. 如图所示，线圈L的自感系数为25 mH,电阻为零，电容器C的电容为40 pF,灯泡D的规格是“4 V、2W”.开关S闭合后，灯泡正常发光,S断开后，LC中产生振荡电流.若从S断开开始计时，求：Lrrmr_3(1) 当t拆X10S时,电容器的右极板带何种电荷;(2) 当t =71X10 s时，LC回路中的电流.22. 如图所示，线圈的自感系数为3 pH,在线圈的中间有抽头2,电容器的电容可在150300 pF之间变化，S为转换开关.求此回路的最大周期和最大频率.23.如图所示,LC电路中C是带有电荷的平行板电容器，两极板水平放置

14、.开关S断开时,极板间灰尘恰好静止.当开关S闭合时，灰尘在电容器内运动.若C=0. 4pF, L=1 mH,求:从S闭合开始计时，经2兀X10J时，电容器内灰尘的加速度大小 为多少?(2)当灰尘的加速度多大时，线圈中电流最大?24.某雷达工作时，发射的电磁波的波长X -20 cm,每秒脉冲数为-5000个，每个脉冲的持续时间为t=0. 02 p s,问电磁波的振荡频率是多少;最大侦察距离是多少?25. 某振荡电路自感线圈的自感系数是4毫亨，电容器电容为2. 5皮法。求该振荡电路的振荡周期以及发出的电磁波在空中的波长(兀二3.14) o26. 在LC振荡电路中，如己知电容C,并测得电路的固有振荡周期为T,即可求得电感L。为了提高测量精度，需多次改变C值并测得相应的T值。 现将测得的六组数据标示在以C为横坐标，以严为纵坐标的坐标纸上，即图 中用“X”表示的点，如图14-2-7所示。图 14-2-7(1) T、L、C的关系为o(2) 根据图中给出的数据点做出崔与C的关系图线。27. 在图18-1-9所示的电路中，线圈的电阻可忽略电键断开后，试画 出电容器极板a上的电荷量q随时间变化的关系图象从S断开瞬间计时.aClbR图 18-1-928