高二物理 电磁振荡 电磁振荡的周期和频率 知识精讲 人教版.doc

用心爱心专心高二物理电磁振荡电磁振荡的周期和频率知识精讲人教版一.本周教学内容：第一节电磁振荡第二节电磁振荡的周期和频率二.知识要点：1.知道什么是LC振荡电路和LC回路中振荡电流的产生过程2.知道产生电磁振荡的过程中，LC振荡电路中的能量转换情况3.知道什么是电磁振荡的周期和频率4.知道电磁振荡的周期和频率公式三.疑难辨析：1.振荡电流的形成及其变化规律下图所示，将电键K扳到1，给电容器充电，然后将电键K扳到2，此时可以见到G表的指针来回摆动。小结：能产生大小和方向都作周期发生变化的电流叫振荡电流。能产生振荡电流的电路叫振荡电路。其中最简单的振荡电路叫LC回路。振荡电流是一种交变电流，是一种频率很高的交变电流，它无法用线圈在磁场中转动产生，只能是由振荡电路产生。那么振荡电路中的交变电流有一些什么样的性质：（1）介绍振荡电路中交变电流的一些重要性质：（2）电路分析：甲图：电场能达到最大，磁场能为零，电路感应电流i=0甲→乙：电场能↓，磁场能↑，电路中电流i↑，电路中电场能向磁场能转化，叫放电过程。乙图：磁场能达到最大，电场能为零，电路中电流I达到最大。乙→丙：电场能↑，磁场能↓，电路中电流i↓，电路中电场能向磁场能转化，叫充电过程。丙图：电场能达到最大（与甲图的电场反向），磁场能为零，电路中电流为零。丙→丁：电场能↓，磁场能↑，电路中电流i↑，电路中电场能向磁场能转化，叫放电过程。丁图：磁场能达到最大，电场能为零，回路中电流达到最大（方向与原方向相反），丁→戊：电场能↑，磁场能↓，电路中电流i↓，电路中电场能向磁场能转化，叫充电过程。戊与甲是重合的，从而振荡电路完成了一个周期。小结：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i=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。归纳：在振荡电路中产生振荡电流的过程中，电容器极板上的电荷，通过线圈的电流，以及跟电流和电荷相联系的磁场和电场都发生周期性变化，这种现象叫电磁振荡。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、两极间电压U、电场能E电变化规律相同；②线圈中电流I、磁场能E磁变化规律相同．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．2.LC回路工作时，电感线圈两端电压UL，线圈中自感电动势E、电容器两极间电压U始终保持相同。应当注意，当电流最大时，UL或E为零，UL或E最大时，电流I则为零。因为此处电路为非纯电阻电路，欧姆定律不适用。3.阻尼振荡与无阻尼振荡。（1）阻尼振荡：在振荡电路中由于能量被逐渐消耗，振荡电路中的电流要逐渐减小，直到最后停下来。（2）无阻尼振荡：在电磁振荡的电路中，如果没有能量损失，振荡应该永远地持续下去，电路中振荡电流的振幅应该永远保持不变，这种振荡叫无阻尼振荡4.电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间叫做周期，ls内完成周期性变化的次数叫做频率。如果电磁振荡时，没有能量损失，也不受其他外界的影响，这时电磁振荡的周期和频率叫做振荡电路的固有周期和固有频率．理论和实验都可以证明，周期T和频率跟自感系数L和电容C的关系是T＝2。。5.LC电路的周期和频率都由组成电路的线圈和电容器本身的特性决定，与板上电量的多少、板间电压的高低、是否接人电路等因素无关。要想改变LC回路中的周期和频率，只有改变电容器的电容C或自感线圈的自感系数L．改变电容的方法有：改变电容器两极板间的距离，改变两极板的正对面积，改变两极板间的介质；改变线圈自感系数的方法有：在线圈中插入铁心，改变线圈的长度、横截面积，改变单位长度上的匝数。【典型例题】[例1]在LC振荡电路中，某时刻线圈中磁场方向如图1所示，则下列说法中正确的是（）A.若磁场E在加强，则电容器正在充电，电流方向a→bB.若磁场E在加强，则电场能E在减少，电容器下板带负电荷C.若磁场E在减弱，则电场能E在增加，电容器下板带负电荷D.若磁场E在减弱，则电容器正在充电，电流方向b→a图1解析：由磁场方向可以判断此时电流方向是由a流向b。若磁场是增强的，说明此过程对应的是电场能向磁场能转化，电流增大，电容器正在放电，上极板带负电。所以选项A、B均不对。若磁场是减弱的，说明此过程对应的是磁场能向电场能转化，电流减小，电容器正在充电，电场能增加，电容器上极板带正电，所以选项C正确。[例2]（1996年全国高考试卷）C回路中电容器两端的电压U随时刻变化的关系如