2018-2019版物理新导学笔记选修3-4第十四章2

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1、2电磁振荡[学习目标]1.知道什么是LC振荡电路和振荡电流.2.知道LC回路中振荡电流的产生过程，知道电磁振荡过程中能量转化情况.3.知道电磁振荡的周期与频率，会求LC电路的周期与频率．一、电场振荡的产生1．振荡电流：大小和方向都做周期性迅速变化的电流．2．振荡电路：能产生振荡电流的电路．3．LC振荡电路的放电、充电过程(1)电容器放电：线圈有自感作用，放电电流不会立刻达到最大值，而是由零逐渐增大，极板上的电荷逐渐减少．放电完毕时，极板上的电荷量为零，放电电流达到最大值．该过程电容器的电场能全部转化为线圈的磁场能．(2

2、)电容器充电：电容器放电完毕时，线圈有自感作用，电流并不会立刻减小为零，而会保持原来的方向继续流动，并逐渐减小，电容器开始反向充电，极板上的电荷逐渐增多，电流减小到零时，充电结束，极板上的电荷量达到最大值．该过程中线圈的磁场能又全部转化为电容器的电场能．二、电磁振荡的周期和频率1．周期：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间．2．频率：1s内完成的周期性变化的次数．如果振荡电路没有能量损失，也不受其他外界影响，这时的周期和频率分别叫做振荡电路的固有周期和固有频率．3．周期和频率公式：T＝2πLC，f＝1.2πLC[即学即用]1．判断下列说法

3、的正误．(1)LC振荡电路的电容器放电完毕时，回路中磁场能最小，电场能最大．(×)(2)LC振荡电路中电流增大时，电容器上的电荷一定减少．(√)(3)LC振荡电路中，电容器的某一极板，从带最多的正电荷放电到这一极板充满负电荷为止，这一段时间为一个周期．(×)(4)要提高LC振荡电路的振荡频率，可以减小电容器极板的正对面积．(√)－6－62．在LC振荡电路中，电容器C带的电荷量q随时间t变化的图象如图1所示.1×10s到2×10s内，电容器处于________(填“充电”或“放电”)过程，由此产生的电磁波的波长为________m.图

4、1答案充电1200一、电磁振荡的产生[导学探究]如图2所示，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关掷向2，图2(1)电容器通过线圈放电过程中，线圈中的电流怎样变化？电容器的电场能转化为什么形式的能？(2)在电容器反向充电过程中，线圈中电流如何变化？电容器和线圈中的能量是如何转化的？(3)线圈中自感电动势的作用是什么？答案(1)电容器放电过程中，线圈中的电流逐渐增大，电容器的电场能转化为磁场能．(2)在电容器反向充电过程中，线圈中电流逐渐减小，线圈中的磁场能转化为电容器的电场能．(3)线圈中电流变化时，产生的自感电动势阻碍电流的变化．[知

5、识深化]振荡过程各物理量的变化规律项目电场电势电场磁感磁场电荷量电流i应强过程q强度E差U能能度B0～T电容器放电减少减小减小减少增大增大增加4T时刻0000最大最大最大t＝4TT4～2反向充电增加增大增大增加减小减小减少T时刻最大最大最大最大000t＝2T3T2～4反向放电减少减小减小减少增大增大增加t＝3T时刻0000最大最大最大43T～T电容器充电增加增大增大增加减小减小减少4例1(多选)如图3所示，L为一电阻可忽略的线圈，D为一灯泡，C为电容器，开关S处于闭合状态，灯泡D正常发光，现突然断开S，并开始计时，能正确反映电容器a极板上

6、电荷量q及LC回路中电流i(规定顺时针方向为正)随时间变化的图象是(图中q为正值表示a极板带正电)()图3答案BC解析S断开前，电容器C短路，线圈中电流从上到下，电容器不带电；S断开时，线圈L中产生自感电动势，阻碍电流减小，给电容器C充电，此时LC回路中电流i沿顺时针方向(正向)最大；给电容器充电过程，电容器带电荷量最大时(a板带负电)，线圈L中电流减为零．此后，LC回路发生电磁振荡形成交变电流．综上所述，选项B、C正确．LC振荡电路充、放电过程的判断方法1．根据电流流向判断：当电流流向带正电的极板时，电容器的电荷量增加，磁场能向电场能转

7、化，处于充电过程；反之，当电流流出带正电的极板时，电荷量减少，电场能向磁场能转化，处于放电过程．2．根据物理量的变化趋势判断：当电容器的电荷量q(电压U、场强E、电场能EE)增大或电流i(磁感应强度B、磁场能EB)减小时，处于充电过程；反之，处于放电过程．3．根据能量判断：电场能增加时，充电；磁场能增加时，放电．针对训练(多选)LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图4所示，则()图4B．若磁场正在减弱，则电场能正在增大，电容器上极板带负电C．若磁场正在增强，则电场能正在减小，电容器上极板带正电D．若磁场正在增强，则电容器正在充电，电流方向由

8、a向b答案ABC解析若磁场正在减弱，则电流在减小，是充电过程，根据安培定则可确定电流由b向a，电场能增大，上极板带负电，故选项A、B正确；若磁场正在增强，则电流在增大，是放电过程