高中物理第十四章2电磁振荡教材梳理教案新人教版选修3-4

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1、电磁振荡疱丁巧解牛知识•巧学一、电磁振荡的产生1.振荡电流的产生(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：能够产生振荡电流的电路.(3)LC回路：如图14-2-1所示中自感线圈L和电容器C组成的电路，LC回路是一种最简单的振荡电路.图14-2-1辨析比较振荡电流是高频交变电流，它与交流电的不同之处在于频率高、功率小，产生的方法不同，LC回路产生的振荡电流是按正弦(或余弦)规律变化的.2.振荡过程中的电流、极板上的电荷量、电压、电场能和磁场能的对应关系如图14-2-2所示.时刻t

2、0T/4T/23T/4T电荷量q最多0最多0最多电压U最大0最大0最大电场能E最大0最大()最大电流i0最大0最大0磁场能Ei0最大0最大0(1)LC回路中产生振荡电流的分析方法在分析LC回路中振荡电流的产生过程时，要明确电容C和电感L在电路中的作用.电容器在电路中有充电和放电的作用.电感线圈在电路中有阻碍电流变化的作用.电感线圈中的自感电动势大小和电流的变化率成正比，方向总是阻碍电流的变化.①电容器在放电过程中，电路中电流增大，由于线圈自感作用阻碍电流的增大，电流不能立刻达到最大值.②电容器开始放电时

3、，电流的变化率最大，电感线圈的自感作用对电流的阻碍作用最大，但阻碍却无法阻止，因此，随口感电动势的减小，放电电流逐渐增大，电容器放电完毕，电流达到最大值.①电容器放电完成后，电流将保持原来的方向减小，由于线圈的白感作用阻碍电流的减小,因此电流逐渐减小，这个电流使电容器在反方向逐渐充电.②在振荡电路中，电容器极板上的电荷量与电压，电路中的电流，都是按正弦（或余弦）规律变化的，它们对时间的变化是不均匀的一一在最大值处，变化率最小；在零值处，变化率最大（可依据斜率判断，图线的斜率即代表该量变化率，即变化快慢）

4、・深化升华①充电完毕（放电开始）：电场能达到最大，磁场能为零，回路中感应电流匸0；②放电完毕（充电开始）：电场能为零，磁场能达到最大，回路中感应电流达到最大；③充电过程：电场能在增加，磁场能在减小，回路中电流在减小，电容器上电量在增加•从能量看：磁场能在向电场能转化.④放电过程：电场能在减少，磁场能在增加，回路中电流在增加，电容器上的电量在减少.从能量看：电场能在向磁场能转化.振荡电流I二鱼，由极板上电荷量变化率决定，与电荷量的多少无关.两板间的电压u=—,由极板上电荷量的多少决定（电容C恒定），与电荷

5、量变化率无C关.线圈屮的自感电动势Efi=L—,由电路中的电流变化率决定，而与电流大小无关.误区警示LC回路不是纯电阻电路，要注意克服由欧姆定律所形成的电流与电压成正比的思维定势.分析电磁振荡的过程，应注意抓住两条线索：电和磁（此长彼消）及两个过程：充电和放电.（2）LC回路中电场能和磁场能的分析①电磁振荡的过程，实质上是电场能和磁场能相互转化的过程，LC冋路中的电场能和磁场能做周期性变化，但是它们的变化周期是电磁振荡周期的-半，这是因为电场能和磁场能是标量，只有大小在做周期性变化，而回路中的电流、电压

6、、电场强度、磁感应强度的方向和电容器极板上电荷的电性在电磁振荡的一个周期内改变两次.②若LC回路中没有能量损失，那么在电磁振荡过程中，电容器中的电场能E和自感线圈中的磁场能Ei相互转化，能量守恒，即E+E尸恒量.③在电磁振荡过程中，电容器上电荷量q、电压U、两板间的场强及电场能Ei对应，它们变化的趋势一致，同增同减，同为最大或零值，即电荷量最大时，一定是板间电压、场强及电场能最大时，而线圈中的电流i,磁感应强度B及磁场Ei对应，它们的变化趋势一致，同增同减，同为最大或零值，即当电流最大时，线圈屮磁感应强

7、度及磁场能最大.电容器极板上的电荷量的变化与电路中电流的变化趋势相反：此增彼减.记忆要诀在振荡电流的形成过程中，几个主要物理量的变化情况是：①电容器电量Q、两极I'可电压U、电场能E电变化规律相同.②线圈中电流1、磁场能E您变化规律相同.电容器放电时，Q、U、E电均减小，I、E磁则增大，放电结束时，Q、U、E电为零而I、E磁达最大，电容器充电时，情况相反.③LC回路工作时，电感线圈两端电压山，线圈屮自感电动势E、电容器两极间电压U始终保持相同.（3）判断LC回路处于放电过程还是充电过程的方法当电流流向带

8、正电的极板，电荷量增加，磁场能向电场能转化，电场能增加，电流减小,磁场能减少，处于充电过程；当电流流出带正电的极板，电荷量减少，电场能向磁场能转化,电场能减少，电流增大，磁场能增加，处于放电过程.给LC冋路提供能量的方式：①如图14-2-3示，首先断开S2,闭合S】，稳定后再断开,，然后闭合S?,在LC回路中便开始产生振荡，这种方式是先给回路提供了电场能.图14-2-3①如图14-2-4所示，电感线圈L为理想线圈，开关S初始闭合，此时线圈中