《高中物理核心要点突破系列课件：第18章第一节~第二节《电磁振荡》《电磁振荡的周期和频率》（人教选修3-4）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理核心要点突破系列课件：第18章第一节~第二节《电磁振荡》《电磁振荡的周期和频率》（人教选修3-4）（42页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一第一节电磁振磁振荡第二第二节电磁振磁振荡的周期和的周期和频率率 核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练第一节第一节第二节第二节课前自主学案课前自主学案目标概览目标概览目标概览目标概览学学习目目标：1.知道什么是知道什么是LC振振荡电路和振路和振荡电流流2知道知道LC回路中振回路中振荡电流流产生的生的过程程3知知道道产生生电磁磁振振荡过程程中中，LC振振荡电路路中中的的能能量量转化情况，知道阻尼振化情况，知道阻尼振荡和无阻尼振和无阻尼振荡4知道什么是知道什么是电磁振磁振荡的周期和的周期和频率率5. 知知道道LC回回路路的的周周期期、频率率公公式式，并并能能利
2、利用用公公式式分分析、析、计算算简单问题重重点点难点点：1.定定性性理理解解振振荡周周期期与与电容容、电感感的的关关系系2LC振振荡电路的周期路的周期(频率率)公式公式课前自主学案课前自主学案一、一、电磁振磁振荡的的产生生1振振荡电流：流：_和和_做周期性做周期性变化的化的电流流 . 2振振荡电路路(1)定定义：能：能产生生_的的电路路(2)结构：最构：最简单的振的振荡电路是由路是由_和和_组成的成的电路，称路，称为LC回路回路3电磁振磁振荡：电容器充放容器充放电的的过程中，程中，电容器极容器极板上的板上的电荷荷q，电路中的路中的电流流i，电容器里的容器里的电场的的场强强E，线圈磁圈磁场的磁感
3、的磁感应强强度度B，都，都发生周期生周期性的性的变化的化的现象象大小大小方向方向振振荡电流流自感自感线圈圈L电容器容器C4LC回路的振回路的振荡过程程电流流 电容器容器电量量磁磁场能能电场能能刚要放要放电瞬瞬间无无最多最多无无最大最大放放电过程程中中增大增大减少减少增大增大减少减少放放电完完毕 最大最大零零最大最大零零反向充反向充电过程程减小减小增大增大减小减小增大增大二、阻尼振二、阻尼振荡和无阻尼振和无阻尼振荡1无无阻阻尼尼振振荡：在在电磁磁振振荡中中，如如果果没没有有能能量量损失失，振振荡应该永永远持持续下下去去，振振荡电流流的的振振幅幅应该永永远_的振的振荡2阻尼振阻尼振荡：振：振荡电路
4、中的能量要逐路中的能量要逐渐损耗，振耗，振荡电流的振幅要流的振幅要_，直到最后停止振，直到最后停止振荡的振的振荡保持不保持不变逐逐渐减小减小三、三、电磁振磁振荡的周期和的周期和频率率1周周期期：电磁磁振振荡完完成成一一次次_变化化需需要要的的时间2频率率：一一秒秒钟内内完完成成的的_变化化的的次次数数3固有周期和固有固有周期和固有频率率振振荡电路中路中发生生电磁振磁振荡时，如果没有能量，如果没有能量损失，失，也不受其他外界的影响，也不受其他外界的影响，这时电磁振磁振荡的周期和的周期和频率叫做振率叫做振荡电路的路的_和和_简称振称振荡电路的周期和路的周期和频率率周期性周期性周期性周期性固有周期固
5、有周期固有固有频率率核心要点突破核心要点突破一、一、电磁振磁振荡的特点及的特点及变化化规律律1电磁振磁振荡的特点的特点LC回路工作具有周期性，可回路工作具有周期性，可归纳为：(1)两个物理两个物理过程程放放电过程：程：qi，电场能能转化化为磁磁场能能充充电过程：程：qi，磁，磁场能能转化化为电场能能(2)五个特殊状五个特殊状态，如下表所示，如下表所示.振振荡电路路的状的状态时刻刻t0ttT TtT电容器容器极板上极板上的的电量量最大最大零零最大最大零零最大最大振振荡电流流ii0正向正向最大最大i0反向反向最大最大 i0电场能能最大最大零零最大最大零零最大最大磁磁场能能零零最大最大零零最大最大零
6、零(3)振振荡电流的流的图象象图18112电磁振磁振荡的的变化化规律律(1)总能量守恒：能量守恒：电场能磁能磁场能恒量能恒量(2)电场能与磁能与磁场能交替能交替转化化电场能能磁磁场能能电场能能磁磁场能能电场强强度度E磁感磁感应强强度度B电场强强度度E磁感磁感应强强度度B电容器容器带电量量q电路中路中电流流i电容器容器带电量量q电路中路中电流流i特特别提醒：提醒：电容器极板上的容器极板上的电量、振量、振荡电流、流、电场和磁和磁场变化的化的频率相同，在一个周期内完成一率相同，在一个周期内完成一次周期性次周期性变化，化，频率均率均为f.在一个周期内在一个周期内电场能和能和磁磁场能相互能相互转化两次，
7、化两次，转化的化的频率率为2f.二、如何理解、应用周期公式和频率公式二、如何理解、应用周期公式和频率公式1LC振荡电路的周期公式、频率公式，要理解振荡电路的周期公式、频率公式，要理解其物理含义，它只由电路本身的特性其物理含义，它只由电路本身的特性(L、C值值)决决定，所以叫做固有周期和固有频率应用中通过定，所以叫做固有周期和固有频率应用中通过改变改变LC回路中电感回路中电感L或电容或电容C，周期和频率也随之，周期和频率也随之改变，满足各种需要改变，满足各种需要2应用周期公式、频率公式进行计算时，要特别应用周期公式、频率公式进行计算时，要特别注意各个物理量的单位，常用电容的单位有微法注意各个物理
8、量的单位，常用电容的单位有微法(F)和皮法和皮法(pF)，代入公式时，一定要换为法拉，代入公式时，一定要换为法拉(F)； 课堂互动讲练课堂互动讲练如如图1812所所示示为LC电路路中中电容容器器两两极极板上的板上的电压u随随时间t变化的化的图象，由象，由图可知可知()图1812类型一类型一LC回路在工作回路在工作过程中状程中状态的分析的分析例例例例1 1A在在t1时刻，刻，电路中的磁路中的磁场能最小能最小B从从t1到到t2，电路中的路中的电流不断流不断变小小C从从t2到到t3，电容器极板上的容器极板上的带电荷量增多荷量增多D在在t4时刻，刻，电容器中的容器中的电场能最小能最小【解析解析】电磁振
9、磁振荡中，随振中，随振荡电流流i同步同步变化的化的有磁感有磁感应强强度度B和磁和磁场能，随能，随电容器上容器上电荷量荷量q同同步步变化的有板化的有板间电压U，场强强E和和电场能，当其中能，当其中一个一个变大大时，另一个，另一个变小；其中一个小；其中一个为零零时，另，另一个达到最大一个达到最大值在在t1时刻刻，电容容器器上上电压最最大大，电场能能最最大大，A正正确确从从t1到到t2，电容容器器上上电压减减小小，即即电容容器器上上带电荷荷量减小，因此量减小，因此电路中路中电流增大，流增大，B错误从从t2到到t3，电容容器器上上电压增增大大，因因此此带电荷荷量量增增加加，C正确正确在在t4时刻刻，电
10、容容器器上上电压为零零，场强强也也为零零，电场能最小，能最小，D正确正确【答案答案】ACD【点点评】做做这类题的关的关键在于熟在于熟练掌握掌握电磁振磁振荡过程中各量的程中各量的对应关系关系变式式训练1图1813(2011年年潍坊高二坊高二检测)在在LC振振荡电路中，某路中，某时刻刻的磁的磁场方向如方向如图1813所示，所示，则下列下列说法正确法正确的是的是()A若磁若磁场正在增正在增强强，则电容器上极板容器上极板带正正电B若磁若磁场正在减弱，正在减弱，则电容器上极板容器上极板带正正电C若若电容器正在放容器正在放电，则电容器上极板容器上极板带正正电D若若电容容器器在在充充电，则自自感感电动势的的
11、方方向向与与电流流的方向相反的方向相反解析：解析：选B.由由题图中磁中磁场方向和安培定方向和安培定则可知，可知，此此时电流由下极板向上极板流流由下极板向上极板流动若磁若磁场增增强强，则说明明电流增大，流增大，电容器容器处于放于放电状状态，下极板，下极板带正正电，A错；若磁；若磁场减弱，减弱，说明明电流减小，流减小，电容容器器处于充于充电状状态，上极板，上极板带正正电，B对；若；若电容器容器正在放正在放电，则说明下极板明下极板带正正电，C错；若；若电容器容器充充电，则说明明电流减小，自感流减小，自感电动势与与电流方向流方向相同，相同，D错如如图1814所示所示电路中，路中，L是是电阻不阻不计的的
12、电感器，感器，C是是电容器，容器，闭合开关合开关S，待，待电路达到路达到稳定状定状态后，再打开开关后，再打开开关S，LC电路中将路中将产生生电磁磁振振荡类型二类型二两种初始条件下的两种初始条件下的电磁振磁振荡例例例例2 2图1814如果规定电感如果规定电感L中的电流方向从中的电流方向从a到到b为正，打开开为正，打开开关的时刻为关的时刻为t0时刻，那么图时刻，那么图1815中能正确中能正确表示电感中的电流表示电感中的电流i随时间随时间t变化规律的是变化规律的是()图图1815【解析解析】S断开前，由于断开前，由于电感器感器电阻阻为零，零，ab段短路，有自段短路，有自a到到b的最大的最大电流，流，
13、电容器不容器不带电S断开断开时，电感器中感器中产生与生与电流方向相同的自感流方向相同的自感电动势，阻碍，阻碍电感器中感器中电流的减小，使流的减小，使电感器中感器中电流流继续自自a向向b流流动，给电容器充容器充电【答案答案】C【点点评】此此题的的LC回路在回路在S断开后的振断开后的振荡是从是从L中中电流最大开始的，而流最大开始的，而课本所本所讲的振的振荡过程是从程是从电容器容器带电荷量最多开始的，因而两种情况荷量最多开始的，因而两种情况计时时刻的刻的L和和C状状态不同，不能用不同，不能用课本的模式去套本的模式去套变式式训练2如如图1816所所示示，先先把把开开关关S拨到到a，对电容容器器充充电，
14、再再把把开开关关拨到到b，下下列列说法法正正确的是确的是()图1816A电容器开始放容器开始放电时，电路中路中电流最大流最大B电路中路中电流最大流最大时，电场能最小能最小C电容器放容器放电结束束时，电路的路的电流流为零零D电容器再开始充容器再开始充电时，电路的磁路的磁场能最大能最大解析：解析：选BD.开始放开始放电时，电场能最大，磁能最大，磁场能最能最小，小，电流也最小，故流也最小，故A错；放；放电结束束时情况情况则相反，相反，故故C错为了了增增大大LC振振荡电路路的的固固有有频率率，下下列列办法中可采取的是法中可采取的是()A增增大大电容容器器两两极极板板的的正正对面面积并并在在线圈圈中中放
15、放入入铁芯芯B减小减小电容器两极板的距离并增加容器两极板的距离并增加线圈的匝数圈的匝数C减小减小电容器两极板的距离并在容器两极板的距离并在线圈中放入圈中放入铁芯芯D减小减小电容器两极板的正容器两极板的正对面面积并减少并减少线圈的匝圈的匝数数类型三类型三周期和周期和频率的决定因素率的决定因素例例例例3 3【答案答案】D变式式训练3汽汽车收收音音机机是是利利用用LC振振荡电路路来来接接收收电磁磁波波能能量量的的，现需需要要增增大大LC电路路的的固固有有频率率，来来接接收收频率率较高高的的电磁磁信信号号，下下列列哪哪些些方方法法是是可可行的行的()A减小减小电容器上的充容器上的充电电压B减小减小电容
16、器两极板之容器两极板之间的的间距距C在在线圈中将圈中将铁芯抽出一些芯抽出一些D增加增加线圈的匝数圈的匝数在在LC振振荡电路路中中，线圈圈的的自自感感系系数数为L2.5 mH，电容容C4 F.(1)求求该回路回路产生的生的电磁振磁振荡的周期多大？的周期多大？(2)设在在t0时，电容器极板上容器极板上电压最大，在最大，在t9.0103 s 时，通，通过线圈的圈的电流是增大流是增大还是减小，是减小，这时电容器是在充容器是在充电还是在放是在放电？类型四类型四LC回路的回路的计算算问题例例例例4 4【答案答案】(1)6.28104 s(2)减小充减小充电【点点评】本本题解答要求熟解答要求熟练掌握掌握LC
17、回路回路电磁振磁振荡的周期性、周期的的周期性、周期的实际意意义，以及每一个周期，以及每一个周期内的放内的放电、反向充、反向充电、反向放、反向放电、充、充电四个基本四个基本过程中的各量的程中的各量的变化，化，这是是电磁振磁振荡知知识的核心的核心内容内容变式式训练4图1817如如图1817所示，所示，电源的源的电动势为E，电容器容器的的电容容为C，线圈的圈的电感感为L.将开关将开关S从从a拨向向b，经过一段一段时间后，后，电容器放容器放电完完毕，求，求电容器的容器的放放电时间，放，放电电流的平均流的平均值是多少？是多少？知能优化训练知能优化训练本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束点此点此进入入课件目件目录按按ESC键退出全屏播放退出全屏播放谢谢使用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
