第四章電磁振蕩與電磁波1電磁振蕩學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解電磁振蕩的概念，知道什么是振蕩電流和LC振蕩電路；2.理解振蕩電流產(chǎn)生的過程和能量轉(zhuǎn)化情況；3.知道什么是電磁振蕩的周期和頻率，知道LC電路的周期和頻率公式。知識(shí)梳理1．振蕩電流：大小和方向都做__________迅速變化的電流。2．振蕩電路：能產(chǎn)生____________的電路．由電感線圈L和電容器C所組成的電路就是最簡(jiǎn)單的振蕩電路，稱為______________(如圖所示)。一、電磁振蕩的產(chǎn)生周期性振蕩電流LC振蕩電路3．振蕩過程(1)放電過程：開關(guān)拋向線圈一側(cè)的瞬間，電路中沒有電流，電容器兩極板上的電荷最多．電容器開始放電后，由于線圈的________作用，放電電流不能立刻達(dá)到最大值，而是由0逐漸增大，同時(shí)電容器極板上的電荷逐漸________。放電完畢時(shí)，放電電流達(dá)到最大值，電容器極板上沒有電荷。(2)充電過程：電容器放電完畢時(shí)，由于線圈的________作用，電流并不會(huì)立即減小為0，而要保持原來的方向繼續(xù)流動(dòng)，并逐漸減小。由于電流繼續(xù)流動(dòng)，電容器________，電容器兩極板帶上與原來相反的電荷，并且電荷逐漸________，充電完畢瞬間，電流減小為0，電容器極板上的電荷________。自感減少自感充電增多最多4．電磁振蕩在LC振蕩電路中，電路中的_________、電容器極板上的電荷量q、電容器里的_____________、線圈里的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，都在__________變化的現(xiàn)象。電流i

電場(chǎng)強(qiáng)度E

周期性二、電磁振蕩中的能量變化1．電容器放電過程：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__________，放電完畢瞬間，電場(chǎng)能全部轉(zhuǎn)化為__________。2．電容器充電過程：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)化為__________，充電完畢瞬間，磁場(chǎng)能全部轉(zhuǎn)化為__________。3．實(shí)際的LC振蕩電路能量：電路中有電阻，電路中總有一部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，另外還會(huì)有一部分能量以__________的形式輻射出去。磁場(chǎng)能磁場(chǎng)能電場(chǎng)能電場(chǎng)能電磁波1．周期：電磁振蕩完成一次______________需要的時(shí)間。2．頻率：電磁振蕩完成______________的次數(shù)與所用時(shí)間之比。3．周期和頻率公式：T＝_______，f＝____________。4．固有周期和固有頻率：如果振蕩電路沒有____________，也不受其他外界影響時(shí)的周期和頻率。三、電磁振蕩的周期和頻率周期性變化周期性變化能量損失

基礎(chǔ)檢測(cè)1.判斷(1)LC振蕩電路的電容器放電完畢時(shí)，回路中磁場(chǎng)能最小。()(2)LC振蕩電路的電流為零時(shí)，線圈中的自感電動(dòng)勢(shì)最大。 ()(3)LC振蕩電路線圈的自感系數(shù)增大為原來的4倍，振蕩周期增大為原來的2倍()(4)提高充電電壓，極板上帶更多的電荷時(shí)，能使振蕩周期變大。()答案：×√×√2.在LC振蕩電路中，電容器C帶的電荷量q隨時(shí)間t變化的圖像如圖所示。1×10－6s到2×10－6s內(nèi)，電容器處于_______(填“充電”或“放電”)過程，該過程中_______能轉(zhuǎn)化為________能。充電

磁場(chǎng)

電場(chǎng)

3.(多選)關(guān)于LC回路中的振蕩電流，下列說法正確的是()A.該電流是一種恒定電流B.該電流的大小變化，方向恒定C.該電流是與正弦交變電流相似的交流電流D.該電流的頻率可以比照明用正弦交流電的頻率高CD合作學(xué)習(xí)考點(diǎn)1電磁振蕩的理解如圖所示，將開關(guān)S擲向1，先給電容器充電，再將開關(guān)擲向2。(1)觀察產(chǎn)生電磁振蕩的實(shí)驗(yàn)，會(huì)看到什么現(xiàn)象？說明了什么？(2)在LC振蕩電路中，線圈中的磁場(chǎng)在增強(qiáng)時(shí)，電容器是在充電還是放電？(3)在LC回路中為什么放電完畢時(shí)，電流反而最大？(4)在LC振蕩電路中，電壓U與電流i之間的關(guān)系及變化是否遵循歐姆定律？為什么？提示：(1)觀察到靈敏電流計(jì)指針在零點(diǎn)左右擺動(dòng)，說明電路中產(chǎn)生了交變電流，即電路中電流的大小、方向做周期性的變化。(2)磁場(chǎng)增強(qiáng)，說明電場(chǎng)能在減弱，說明電荷在減少，是放電過程。(3)開始放電時(shí)，由于線圈的自感作用，放電電流不是突然變大，而是逐漸增大，隨著線圈的阻礙作用減弱，放電電流逐漸增大。當(dāng)放電完畢時(shí)，線圈的自感作用最弱，電流達(dá)到最大。(4)不遵循歐姆定律。因?yàn)長(zhǎng)C振蕩電路是非純電阻電路，分析振蕩過程可知，當(dāng)電容器兩極板間電壓最大時(shí)，回路中的電流反而是零。知識(shí)歸納：振蕩過程中電流i、極板上的電荷量q、電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系acq減小I增大q增大I減小q減小I增大q增大I減小q最大I=0q=0

I最大q最大I=0q=0

I最大bd(1)圖像說明：(2)圖表說明：時(shí)刻(時(shí)間)工作過程qEiB能量放電過程qm→0Em→00→im0→BmE電→E磁充電過程0→qm0→Emim→0Bm→0E磁→E電放電過程qm→0Em→00→im0→BmE電→E磁充電過程0→qm0→Emim→0Bm→0E磁→E電一個(gè)周期中，電容器放電、充電各兩次。放電過程：電場(chǎng)能→磁場(chǎng)能；

q↓，i↑（從正極板流向負(fù)極板）充電過程：磁場(chǎng)能→電場(chǎng)能；

q↑，i↓（從負(fù)極板流向正極板）

C例2：如圖甲為L(zhǎng)C振蕩電路，其中圖乙描繪的是流過電路中M點(diǎn)的電流隨時(shí)間變化規(guī)律的圖線，假設(shè)回路中電流順時(shí)針方向?yàn)檎?則下列說法正確的是（）A.在第1s末到第2s末的過程中電容器正在向外電路放電

B.在第1s末到第2s末的過程中電容器的下極板帶負(fù)電C.在第2s末到第3s末的過程中M點(diǎn)的電勢(shì)比N點(diǎn)的電勢(shì)低D.在第2s末到第3s末的過程中電路中電場(chǎng)能正在逐漸減小CD考點(diǎn)2：電磁振蕩的周期和頻率

影響電磁振蕩的周期和頻率的因素例3：(多選)要增大LC振蕩電路的頻率，下列方法正確的是(

)A．將正對(duì)著的電容器的兩個(gè)極板錯(cuò)開些B．增大電容器的充電電荷量C．減少自感線圈的匝數(shù)D．抽出自感線圈中的鐵芯ACD

例4：為了測(cè)量?jī)?chǔ)罐中不導(dǎo)電液體的高度，將與儲(chǔ)罐外殼絕緣的兩塊平行金屬板構(gòu)成的電容C置于儲(chǔ)罐中，電容C可通過開關(guān)S與電感L或電源相連，