人教版选修3-4第14章第2节电磁振荡教案

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1、14.2电磁振荡教案物理核心素养主要由“物理观念”“—科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面构成。教学目标1•了解振荡电流、厶C冋路中振荡电流的产生过程，会求LC冋路的周期与频率.2•了解阻尼振荡和无阻尼振荡._3•了解麦克斯韦电磁理论的基础内容以及在物理发展史上的物理意义.4•了解电磁波的基本特点及其发展过程，通过电磁波体会电磁场的物理性质.教学过程一、电磁振荡的产生1.振荡电流和振荡电路(1)振荡电流：和都随时间做迅速变化的电流.(2)振荡电路：能够产生的电路.rh和组成的电路是最简单的振荡电路，称为厶c振荡电路.2.电磁振荡过程如图所示，将开关

2、S掷向1,先给电容器充电，再将开关掷向2,从此时起，电容器通过线圈一放电.放电过程：由于线圈的作用，放电电流—不能立刻达到最大值，而是由零逐渐增大，同时电容器极板上的电荷逐渐.放电完毕时，极板上的电荷量为零，放电电流达到・通过该过程，电容器储存的全部转化为线圈的・充电过程：电容器放电完毕时，由于线圈的作用，电流并不会立刻减小为零，而要保持原来的方向继续流动，并逐渐减小，电容器开始，极板上的电荷逐渐，当电流减小到零时，充电结束，极板上的电荷量达到.通过该过程，线中的又全部转化为电容器的・时刻（时间）工作过程qE■1B能量0放电瞬间cT°^4放电过程T4放结束电T

3、T——>—42充电过程T2充电结束T3T—―A24放电过程3T4放电结束3Tf47充电过程T充电结束说明：在寺〜卩的时间内，q、E、i、B等变化情况与0〜彳内相同，只是q的正负，E、i、B的方向与0〜扌内相―反.、LC1•电荷q、电流i随时间t的变化规律及两者之间的关系图1甲是电容器极板上电荷q随时间t做周期性变化的情况.图1乙是线圈中的电流，随吋间t做周期性变化的情况，若电荷q是按余弦（或正弦）规律变化的.电流i则按正弦（或余弦）规律变化.二者之间是互余的的关系（如图1所示）.-因回路中的电荷一定，故当电容器极板上“聚集”电荷最多吋，线圈中“流过”的电荷为零

4、一一电流为零，即q=q^时，心0；当电容器极板上“聚集”电荷减少（放电）时，线圈中“流过”的电荷增多一电流增大，即qI=>M；反之，当电容器极板上“聚集”电荷最少时，线圈中“流过”的电荷最多——电流最大.即q=0时,f;而当电容器极板上“聚集”的电荷增多（充电）时，线圈中“流过”的电荷减少一一电流减小，即qf“

5、.2•电场能与磁场能的变化关系电磁振荡的过程实质上是电容器中的电场能和自感线圈中的磁场能相互转化的过程，若LC回路中没有能量损失，在能量相互转化吋，保持守恒.磁场能最弱吋电场能最强，反之亦然.而且，电容器上的电荷q、电压u、两极板间的场强及电场能的变化

6、步调一致，同增同减，同时达到最大或同时为零.而线圈中的电流八磁感应强度B及磁场能的变化步调一致，同增同减，同时达到最大或同时为零.例1.LC回路电容器两端的电压u随吋间t变化的关系如图2所示,则（）A.在时刻电路中的电流最大B.在时刻t2,电路中的磁场能最大C.从时刻t2至t3,电路中的电场能不断增大D・从时刻t3至t"电容器的带电量不断增多解析：由LC回路电磁振荡规律及图示可知，E时刻电容器两端电压u最高=>电容器极板上所带电量q最大=>电路中振荡电流2•最小；在t2时刻电容器极板上两端电压u为零=>电容器极板上所带电量q为零=>电路中振荡电流，最强n电路中

7、的磁场能最大；在t?至t3过程中，电容器两极板间电压u在增—大=>电容器极板上所带电量q在增多n电场能不断增大；在t3至t4的过程中，电容器两极板间电压U—在减小=>电容器极板上所带电量q在减小.正确选项为B、C评注：这类问题应根据电荷与电流之间的变化关系判断.当q^q^ax时，且qI=>,f；电容器上的电压u、两极板间的场强及电场能与电荷q变化步调一致.反乙当q=oa寸心篇；且qt=>/!,而线圈中磁感应强度B及磁场能与电流i的变化步调一致.例2・某时刻LC振荡电路的状态如图所示，则此时刻（）>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

8、化D.磁场能正在向电场能变化解析：市图3中上极板带正电荷下极板带负电荷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.评注：_要判断电流是在增大还是在减小，可先判断出电容器是在充电还是在放电，而判断电容器是在充电还是在放电，不能单纯地由电流的方向决定，还应结合电容器两极板上电荷的分布情况.若图中电流的方向不变，而上极板带负电荷下极板带止电荷，则电容器是在放电（正、负电荷相互中和）例3.LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图4所示，则下列说法中错误的是（）A.若

9、磁场正在减弱，则电容器上极板带正电rB