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(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)二考向二考向一隨堂基礎(chǔ)鞏固課時(shí)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(shí)間做周期性迅速都隨時(shí)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(jiǎn)單的振蕩電路。是最簡(jiǎn)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(guò)程電磁振蕩的過(guò)程 (1)放電過(guò)程：由于線圈的自感作用，放電電流由零逐漸增放電過(guò)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(chǎng)逐漸減，電容器里的電場(chǎng)逐漸減弱，線圈的磁場(chǎng)逐漸增強(qiáng)，電場(chǎng)能逐漸轉(zhuǎn)化為弱，線圈的磁場(chǎng)逐漸增強(qiáng)，電場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)能全部轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能。磁場(chǎng)能。 (2)充電過(guò)程：電容器放電完畢后，由于線圈的自感作用，充電過(guò)程：電容器放電完畢后，由于線圈的自感作用，電流保持原來(lái)的方向逐漸電流保持原來(lái)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(chǎng)逐漸減弱，電容器里的電場(chǎng)逐漸增強(qiáng)，磁場(chǎng)能逐漸轉(zhuǎn)圈的磁場(chǎng)逐漸減弱，電容器里的電場(chǎng)逐漸增強(qiáng)，磁場(chǎng)能逐漸轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能，振蕩電流逐漸減小，充電完畢，電流減小為化為電場(chǎng)能，振蕩電流逐漸減小，充電完畢，電流減小為 ，磁場(chǎng)能全部轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能全部轉(zhuǎn)化為 。 此后，這樣充電和放電的過(guò)程反復(fù)進(jìn)行下去。此后，這樣充電和放電的過(guò)程反復(fù)進(jìn)行下去。逐漸減小逐漸減小磁場(chǎng)能磁場(chǎng)能減小減小反向充電反向充電電場(chǎng)能電場(chǎng)能零零 3電磁振蕩的分類(lèi)電磁振蕩的分類(lèi) (1)無(wú)阻尼振蕩：無(wú)阻尼振蕩： 在在LC振蕩電路中，如果能夠及時(shí)地把能量補(bǔ)充到振振蕩電路中，如果能夠及時(shí)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(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，另外還有一部分能量以量會(huì)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(guò)程分析電磁振蕩過(guò)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(shí)刻時(shí)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(chǎng)能電場(chǎng)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(chǎng)能磁場(chǎng)能0最大最大0最大最大0 2變化規(guī)律及對(duì)應(yīng)關(guān)系：變化規(guī)律及對(duì)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(guò)程中，電容器上的物理量：回路發(fā)生電磁振蕩的過(guò)程中，電容器上的物理量：電量電量q、電場(chǎng)強(qiáng)度、電場(chǎng)強(qiáng)度E、電場(chǎng)能、電場(chǎng)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(chǎng)、磁場(chǎng)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(huà)出了一個(gè)中畫(huà)出了一個(gè)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(shí)刻電感線圈兩端電壓最大時(shí)刻電感線圈兩端電壓最大Bt2時(shí)刻電容器兩極間電壓為零時(shí)刻電容器兩極間電壓為零Ct1時(shí)刻電路中只有電場(chǎng)能時(shí)刻電路中只有電場(chǎng)能Dt1時(shí)刻電容器帶電荷量為零時(shí)刻電容器帶電荷量為零解析：解析：由題圖知，由題圖知，t1時(shí)刻電流最大，磁場(chǎng)最強(qiáng)，磁場(chǎng)能最時(shí)刻電流最大，磁場(chǎng)最強(qiáng)，磁場(chǎng)能最大，根據(jù)電磁振蕩的規(guī)律，此時(shí)電場(chǎng)能應(yīng)最小，電場(chǎng)最弱，大，根據(jù)電磁振蕩的規(guī)律，此時(shí)電場(chǎng)能應(yīng)最小，電場(chǎng)最弱，電容器極板上電荷量最小，此時(shí)電容器的電荷量為電容器極板上電荷量最小，此時(shí)電容器的電荷量為0，選項(xiàng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，錯(cuò)誤，D正確；此時(shí)因電流最大，變化率是正確；此時(shí)因電流最大，變化率是0，自感電動(dòng)，自感電動(dòng)勢(shì)為勢(shì)為0，電感線圈兩端電壓最小，電感線圈兩端電壓最小，A錯(cuò)誤；錯(cuò)誤；t2時(shí)刻電流最小，時(shí)刻電流最小，電場(chǎng)能最大，電容器兩極間的電壓最大，電場(chǎng)能最大，電容器兩極間的電壓最大，B錯(cuò)誤。錯(cuò)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(shí)間。需要的時(shí)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(shí)的周期和頻率叫振蕩電時(shí)的周期和頻率叫振蕩電路的路的 和和 ，簡(jiǎn)稱(chēng)振蕩電路的周期和頻率。，簡(jiǎn)稱(chēng)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(wú)阻尼振蕩無(wú)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(duì)面積增大電容器兩極板正對(duì)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(shí)刻的磁場(chǎng)方向如圖振蕩電路中，某時(shí)刻的磁場(chǎng)方向如圖312所示，則所示，則()圖圖312 A若磁場(chǎng)正在減弱，則電容器正在充電，電流由若磁場(chǎng)正在減弱，則電容器正在充電，電流由b向向a B若磁場(chǎng)正在減弱，則電場(chǎng)能正在增大，電容器上極若磁場(chǎng)正在減弱，則電場(chǎng)能正在增大，電容器上極板帶負(fù)電板帶負(fù)電 C若磁場(chǎng)正在增強(qiáng)，則電場(chǎng)能正在減少，電容器上極若磁場(chǎng)正在增強(qiáng)，則電場(chǎng)能正在減少，電容器上極板帶正電板帶正電 D若磁場(chǎng)正在增強(qiáng)，則電容器正在充電，電流方向由若磁場(chǎng)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(chǎng)方向和安培解答本題首先根據(jù)電流的磁場(chǎng)方向和安培定則判斷振蕩電流的方向，然后再根據(jù)磁場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)正在減弱，則電流在減小，是充電過(guò)程，若磁場(chǎng)正在減弱，則電流在減小，是充電過(guò)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(chǎng)能增大，上極板帶流，電場(chǎng)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(chǎng)正在增強(qiáng)，則電流在增大，正確；若磁場(chǎng)正在增強(qiáng)，則電流在增大，是放電過(guò)程，電場(chǎng)能正在減小，根據(jù)安培定則，可判斷電流是放電過(guò)程，電場(chǎng)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(cuò)誤。錯(cuò)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(shuō)法振蕩電路中電容器兩極板上的電荷量，下列說(shuō)法正確的是正確的是()A電荷量最大時(shí)，線圈中振蕩電流也最大電荷量最大時(shí)，線圈中振蕩電流也最大B電荷量為零時(shí)，線圈中振蕩電流最大電荷量為零時(shí)，線圈中振蕩電流最大C電荷量增大的過(guò)程中，電路中的磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能電荷量增大的過(guò)程中，電路中的磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能D電荷量減少的過(guò)程中，電路中的磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能電荷量減少的過(guò)程中，電路中的磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能解析：解析：電容器電荷量最大時(shí)，振蕩電流為零，電容器電荷量最大時(shí)，振蕩電流為零，A選項(xiàng)錯(cuò)；選項(xiàng)錯(cuò)；電荷量為零時(shí)，放電結(jié)束，振蕩電流最大，電荷量為零時(shí)，放電結(jié)束，振蕩電流最大，B選項(xiàng)對(duì)；電選項(xiàng)對(duì)；電荷量增大時(shí)，磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能，荷量增大時(shí)，磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能，C選項(xiàng)對(duì)；同理可判選項(xiàng)對(duì)；同理可判斷斷D選項(xiàng)錯(cuò)。選項(xiàng)錯(cuò)。答案：答案：BC答案答案(1)6.28104 s(2)減小充電過(guò)程減小充電過(guò)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