教案-全国-2006_人教版高二物理电磁振荡的周期和频率.rar

用心爱心专心121号编辑5高二物理电磁振荡的周期和频率一、教学目标1．理解LC振荡电路的固有周期（频率）的决定因素2．会用公式或定性分析有关问题，并能正确应用公式进行相关的计算二、重点、难点分析1．重点：LC振荡电路的周期公式，频率公式是教材中的重点内容。通过实验现象观察，定性地得出电感L大（小）、电容C大（小）、周期长（短）的结论。2．难点：为什么电容越大，电感越大，周期就越大？通过对电容充放电作用，线圈的自感作用对公式进行定性分析，以利于加深对公式的理解。三、教具1．LC振荡回路示教板，准备两个以上电感不同的线圈（可拆变压器的220V线圈），电容器2．大屏幕示波器（观察振荡电流周期变化情况）等四、教学方法：实验演示五、学生活动设计1．通过观察演示实验，总结出振荡电流周期与电感L、电容C值大小定性关系。2．通过对小收音机的观察，分析收音机谐振电路的周期是如何调节的。3．通过练习训练，巩固周期频率公式。六、教学过程（一）引入新课通过上节课的学习，我们知道电磁振荡具有周期性，振荡电流的周期是由什么因素决定的呢？电感L、电容C的大小对振荡的快慢有怎样的影响？其它因素（q、i、U大小）与周期有没有关系？下面来研究这个问题。（二）进行新课1．电磁振荡的周期和频率（1）周期：电磁振荡完成一次周期性变化所需的时间。（2）频率：一秒钟内完成周期性变化的次数（3）固有周期和固有频率：振荡电路里没有能量损失、发生无阻尼振荡时的周期和频率。设问：电磁振荡的周期和频率与什么因素有关系？与LC回路中的电感L、电容C有何关系（定性）？演示实验简介图1所示电路，多抽头带铁芯的线圈，L值较大（可用220V或二个110V可拆变压器线圈串联而成）2-3个电解电容器（100μF、500μF、1000μF）演示电流表（指针在表盘中央），二个电源（6V，45V）等操作和观察观察什么？（电流表指针摆动的快慢）选用不同的L或C值，发生电磁振荡时，电流表指针摆动的快慢程度（周期和频率）与L、C值的初步关系是什么？启发同学根据实验现象，推理、分析得到①电容C不变时，电感L越大，振荡周期T就越长，频率越低。②当电感L不变时，电容C越大，振荡周期就越长，频率越低。换用不同电压的电源，当L、C值不变时，表针摆动的快慢程度相同（仅摆动次数不同）在同学回答的基础上小结指出LC振荡电路的固有周期（T）和固有频率（f），决定于电路中线圈的电感L和电容器的电容C提出问题：上述现象如何解释？归纳指出：电容越大，容纳电荷就越多，充放电需要的时间就越长，因而周期就长，频率就低。线圈的电感L越大，阻碍电流变化的延时作用就越强，使放电、充电的时间就越长，因而周期就越长，频率就越低，总而言之，LC电路的周期和频率由电路本身的性质（L、C的值）决定，与电容器的带电量的多少，电流大小无关。2．固有周期和固有频率公式大量精确的实验和电磁学理论证明，电磁振荡的周期T、频率f跟电感L、电容C的关系是：式中T、f、L、C的单位分别是秒、赫、亨和法（单位符号是s、Hz、H、F）公式表明，适当地选择电容C和电感L，就可以使电路的固有周期和频率符合我们的各种需要，通常应用中是可变电容器和电感线圈组成LC电路，要得到不同周期和频率的振荡电流，可通过改变电容器的电容C来实现，如图2所示；亦可通过改变电感L来实现，如图3所示。收音机中调节谐振电路的周期，就是通过调节可变电容来实现的。让学生打开收音机，观察并找到调谐电容。调节调揩旋钮时，观察动片的变化。要求学生分析（1）旋入动片，旋出动片时正对面积如何变化？电容C大小如何改变？（2）C变化对周期、频率大小变化有何关系（三）巩固练习（含机动内容）【例1】如图4所示的LC振荡电路中，可变电容器C的取值范围为10pF～360pF，线圈的电感L＝0.10H，求此电路能获得的振荡电流的最高频率多大？最低频率又为多少？解析：由振荡电路的频率公式当电容最小等于10Pf时，振荡电流的频率最高，Hz当电容最大等于360Pf时，振荡电流的频率最低，Hz【例2】有一LC振荡电路，当电容调节为C1＝200pF时，能产生频率为f1=500kHz的振荡电流，要获得频率为f2＝1.0×103kHz的振荡电流，则可变容器应调为多大？（设电感L保持不变）解析：根据公式由于电感L保持不变所以所以F=50pF【例3】在图5（甲）中，LC振荡电路中规定图示电流方向为电流i的正方向，则振荡电流随时间变化的图象如图5（乙）所示图5那么，电路中各物理量在一个周期内的情况是_______时刻，电容器上带电量为零_______时刻，线圈中的磁场最强_______时刻，电容器两板间的电场强度值最大_______时刻，电路中电流达到反向最大值_______时间内是对电容器的充电过程解析分析这类问题的关键是要搞清电场能和磁场能相互