高中物理 第3章 第1節(jié) 電磁振蕩課件 教科版選修34

第 1節(jié)理解教材新知把握熱點(diǎn)考向應(yīng)用創(chuàng)新演練第三章知識點(diǎn)一知識點(diǎn)二考向二考向一隨堂基礎(chǔ)鞏固課時跟蹤訓(xùn)練自學(xué)教材自學(xué)教材 1振蕩電流和振蕩電路振蕩電流和振蕩電路 (1)振蕩電流：振蕩電流： 和和 都隨時間做周期性迅速都隨時間做周期性迅速變化的電流。變化的電流。 (2)振蕩電路：產(chǎn)生振蕩電路：產(chǎn)生 的電路。的電路。 (3)LC振蕩電路：由振蕩電路：由 和和 組成的電路，組成的電路，是最簡單的振蕩電路。是最簡單的振蕩電路。 大小大小方向方向振蕩電流振蕩電流線圈線圈L 電容器電容器C 2電磁振蕩的過程電磁振蕩的過程 (1)放電過程：由于線圈的自感作用，放電電流由零逐漸增放電過程：由于線圈的自感作用，放電電流由零逐漸增大，電容器極板上的電荷大，電容器極板上的電荷 ，電容器里的電場逐漸減，電容器里的電場逐漸減弱，線圈的磁場逐漸增強(qiáng)，電場能逐漸轉(zhuǎn)化為弱，線圈的磁場逐漸增強(qiáng)，電場能逐漸轉(zhuǎn)化為 ，振蕩，振蕩電流逐漸增大，放電完畢，電流達(dá)到最大，電場能全部轉(zhuǎn)化為電流逐漸增大，放電完畢，電流達(dá)到最大，電場能全部轉(zhuǎn)化為磁場能。磁場能。 (2)充電過程：電容器放電完畢后，由于線圈的自感作用，充電過程：電容器放電完畢后，由于線圈的自感作用，電流保持原來的方向逐漸電流保持原來的方向逐漸 ，電容器將進(jìn)行，電容器將進(jìn)行 ，線，線圈的磁場逐漸減弱，電容器里的電場逐漸增強(qiáng)，磁場能逐漸轉(zhuǎn)圈的磁場逐漸減弱，電容器里的電場逐漸增強(qiáng)，磁場能逐漸轉(zhuǎn)化為電場能，振蕩電流逐漸減小，充電完畢，電流減小為化為電場能，振蕩電流逐漸減小，充電完畢，電流減小為 ，磁場能全部轉(zhuǎn)化為磁場能全部轉(zhuǎn)化為 。 此后，這樣充電和放電的過程反復(fù)進(jìn)行下去。此后，這樣充電和放電的過程反復(fù)進(jìn)行下去。逐漸減小逐漸減小磁場能磁場能減小減小反向充電反向充電電場能電場能零零 3電磁振蕩的分類電磁振蕩的分類 (1)無阻尼振蕩：無阻尼振蕩： 在在LC振蕩電路中，如果能夠及時地把能量補(bǔ)充到振振蕩電路中，如果能夠及時地把能量補(bǔ)充到振蕩電路中，以補(bǔ)償能量損耗，就可以得到蕩電路中，以補(bǔ)償能量損耗，就可以得到 的等的等幅振蕩。幅振蕩。 (2)阻尼振蕩：阻尼振蕩：在在LC振蕩電路中，由于電路有振蕩電路中，由于電路有 ，電路中有一部分能，電路中有一部分能量會轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，另外還有一部分能量以量會轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，另外還有一部分能量以 的形式的形式輻射出去，使得振蕩的能量減小。輻射出去，使得振蕩的能量減小。振幅不變振幅不變電阻電阻電磁波電磁波重點(diǎn)詮釋重點(diǎn)詮釋1電磁振蕩過程分析電磁振蕩過程分析振蕩電流振蕩電流圖像圖像電路狀態(tài)電路狀態(tài)時刻時刻t0T/4T/23T/4T電量電量q最多最多0最多最多0最多最多振蕩電振蕩電流圖像流圖像電場能電場能最大最大0最大最大0最大最大電流電流i0正向最大正向最大0反向最大反向最大0磁場能磁場能0最大最大0最大最大0 2變化規(guī)律及對應(yīng)關(guān)系：變化規(guī)律及對應(yīng)關(guān)系： (1)同步同變關(guān)系：同步同變關(guān)系： 在在LC回路發(fā)生電磁振蕩的過程中，電容器上的物理量：回路發(fā)生電磁振蕩的過程中，電容器上的物理量：電量電量q、電場強(qiáng)度、電場強(qiáng)度E、電場能、電場能EE是同步同向變化的，即：是同步同向變化的，即： qEEE(或或qEEE)。 振蕩線圈上的物理量：振蕩電流振蕩線圈上的物理量：振蕩電流i、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁場、磁場能能EB也是同步同向變化的，即：也是同步同向變化的，即： iBEB(或或iBEB)。1圖圖311中畫出了一個中畫出了一個LC振蕩電振蕩電路中的電流變化圖線，根據(jù)圖線路中的電流變化圖線，根據(jù)圖線可判斷可判斷()At1時刻電感線圈兩端電壓最大時刻電感線圈兩端電壓最大Bt2時刻電容器兩極間電壓為零時刻電容器兩極間電壓為零Ct1時刻電路中只有電場能時刻電路中只有電場能Dt1時刻電容器帶電荷量為零時刻電容器帶電荷量為零解析：解析：由題圖知，由題圖知，t1時刻電流最大，磁場最強(qiáng)，磁場能最時刻電流最大，磁場最強(qiáng)，磁場能最大，根據(jù)電磁振蕩的規(guī)律，此時電場能應(yīng)最小，電場最弱，大，根據(jù)電磁振蕩的規(guī)律，此時電場能應(yīng)最小，電場最弱，電容器極板上電荷量最小，此時電容器的電荷量為電容器極板上電荷量最小，此時電容器的電荷量為0，選項(xiàng)，選項(xiàng)C錯誤，錯誤，D正確；此時因電流最大，變化率是正確；此時因電流最大，變化率是0，自感電動，自感電動勢為勢為0，電感線圈兩端電壓最小，電感線圈兩端電壓最小，A錯誤；錯誤；t2時刻電流最小，時刻電流最小，電場能最大，電容器兩極間的電壓最大，電場能最大，電容器兩極間的電壓最大，B錯誤。錯誤。答案：答案：D自學(xué)教材自學(xué)教材 1周期和頻率周期和頻率 (1)周期：電磁振蕩完成一次周期：電磁振蕩完成一次 需要的時間。需要的時間。 (2)頻率：頻率：1 s 內(nèi)完成的內(nèi)完成的 。 (3)振蕩電路里發(fā)生振蕩電路里發(fā)生 時的周期和頻率叫振蕩電時的周期和頻率叫振蕩電路的路的 和和 ，簡稱振蕩電路的周期和頻率。，簡稱振蕩電路的周期和頻率。周期性變化周期性變化周期性變化的次數(shù)周期性變化的次數(shù)無阻尼振蕩無阻尼振蕩固有周期固有周期固有頻率固有頻率重點(diǎn)詮釋重點(diǎn)詮釋2要增大要增大LC振蕩電路的頻率，可采取的辦法是振蕩電路的頻率，可采取的辦法是()A增大電容器兩極板正對面積增大電容器兩極板正對面積B減少極板帶電荷量減少極板帶電荷量C在線圈中放入軟鐵棒作鐵芯在線圈中放入軟鐵棒作鐵芯D減少線圈匝數(shù)減少線圈匝數(shù)答案：答案：D 例例1LC振蕩電路中，某時刻的磁場方向如圖振蕩電路中，某時刻的磁場方向如圖312所示，則所示，則()圖圖312 A若磁場正在減弱，則電容器正在充電，電流由若磁場正在減弱，則電容器正在充電，電流由b向向a B若磁場正在減弱，則電場能正在增大，電容器上極若磁場正在減弱，則電場能正在增大，電容器上極板帶負(fù)電板帶負(fù)電 C若磁場正在增強(qiáng)，則電場能正在減少，電容器上極若磁場正在增強(qiáng)，則電場能正在減少，電容器上極板帶正電板帶正電 D若磁場正在增強(qiáng)，則電容器正在充電，電流方向由若磁場正在增強(qiáng)，則電容器正在充電，電流方向由a向向b 思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥解答本題首先根據(jù)電流的磁場方向和安培解答本題首先根據(jù)電流的磁場方向和安培定則判斷振蕩電流的方向，然后再根據(jù)磁場的變化判斷電定則判斷振蕩電流的方向，然后再根據(jù)磁場的變化判斷電容器的充放電以及極板帶電情況。容器的充放電以及極板帶電情況。 解析解析若磁場正在減弱，則電流在減小，是充電過程，若磁場正在減弱，則電流在減小，是充電過程，根據(jù)安培定則可確定電流由根據(jù)安培定則可確定電流由b向向a流，電場能增大，上極板帶流，電場能增大，上極板帶負(fù)電，故選項(xiàng)負(fù)電，故選項(xiàng)A、B正確；若磁場正在增強(qiáng)，則電流在增大，正確；若磁場正在增強(qiáng)，則電流在增大，是放電過程，電場能正在減小，根據(jù)安培定則，可判斷電流是放電過程，電場能正在減小，根據(jù)安培定則，可判斷電流由由b向向a，上極板帶正電，故選項(xiàng)，上極板帶正電，故選項(xiàng)C正確，正確，D錯誤。錯誤。 答案答案ABC1關(guān)于關(guān)于LC振蕩電路中電容器兩極板上的電荷量，下列說法振蕩電路中電容器兩極板上的電荷量，下列說法正確的是正確的是()A電荷量最大時，線圈中振蕩電流也最大電荷量最大時，線圈中振蕩電流也最大B電荷量為零時，線圈中振蕩電流最大電荷量為零時，線圈中振蕩電流最大C電荷量增大的過程中，電路中的磁場能轉(zhuǎn)化為電場能電荷量增大的過程中，電路中的磁場能轉(zhuǎn)化為電場能D電荷量減少的過程中，電路中的磁場能轉(zhuǎn)化為電場能電荷量減少的過程中，電路中的磁場能轉(zhuǎn)化為電場能解析：解析：電容器電荷量最大時，振蕩電流為零，電容器電荷量最大時，振蕩電流為零，A選項(xiàng)錯；選項(xiàng)錯；電荷量為零時，放電結(jié)束，振蕩電流最大，電荷量為零時，放電結(jié)束，振蕩電流最大，B選項(xiàng)對；電選項(xiàng)對；電荷量增大時，磁場能轉(zhuǎn)化為電場能，荷量增大時，磁場能轉(zhuǎn)化為電場能，C選項(xiàng)對；同理可判選項(xiàng)對；同理可判斷斷D選項(xiàng)錯。選項(xiàng)錯。答案：答案：BC答案答案(1)6.28104 s(2)減小充電過程減小充電過程2在在LC振蕩電路中，用以下的哪種辦法可以使振蕩頻率增振蕩電路中，用以下的哪種辦法可以使振蕩頻率增大一倍大一倍()A自感系數(shù)自感系數(shù)L和電容和電容C都增大一倍都增大一倍B自感系數(shù)自感系數(shù)L增大一倍，電容增大一倍，電容C減小一半減小一半C自感系數(shù)自感系數(shù)L減小一半，電容減小一半，電容C增大一倍增大一倍D自感系數(shù)自感系數(shù)L和電容和電容C都減小一半都減小一半答案：答案：D