5.1--1交变电流导案

高二年级

物理导学案

课题： 4.1电磁振荡

使用日期：2022年2月 日 编号：选二4--1

导学（3分钟）（观看投影提示或黑板板书）

1、了解电磁振荡概念，知道什么是振荡电流和LC振荡电路，理解振荡电流产生的过程和能量转化情况．

2、知道什么是电磁振荡的周期和频率，知道LC电路的周期和频率公式．

自学（9分钟）（阅读课本）

一、电磁振荡的产生

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：能产生振荡电流的电路．由电感线圈L和电容器C所组成的电路就是最简单的振荡电路，称为LC振荡电路(如图所示)．

3．振荡过程

(1)放电过程：开关抛向线圈一侧的瞬间，电路中没有电流，电容器两极板上的电荷最多．电容器开始放电后，由于线圈的自感作用，放电电流不能立刻达到最大值，而是由0逐渐增大，同时电容器极板上的电荷逐渐减少.放电完毕时，放电电流达到最大值，电容器极板上没有电荷．

(2)充电过程：电容器放电完毕时，由于线圈的自感作用，电流并不会立即减小为0，而要保持原来的方向继续流动，并逐渐减小．由于电流继续流动，电容器充电，电容器两极板带上与原来相反的电荷，并且电荷逐渐增多，充电完毕瞬间，电流减小为0，电容器极板上的电荷最多.4．电磁振荡

在LC振荡电路中，电路中的电流i、电容器极板上的电荷量q、电容器里的电场强度E、线圈里的磁感应强度B，都在周期性变化的现象．

二、电磁振荡中的能量变化

1．电容器放电过程：电容器里的电场逐渐减弱，线圈的磁场逐渐增强，电场能逐渐转化为磁场能，放电完毕瞬间，电场能全部转化为磁场能.2．电容器充电过程：线圈的磁场逐渐减弱，电容器里的电场逐渐增强，磁场能逐渐转化为电场能，充电完毕瞬间，磁场能全部转化为电场能.3．实际的LC振荡电路能量：电路中有电阻，电路中总有一部分能量转化为内能，另外还会有一部分能量以电磁波的形式辐射出去．

三、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需要的时间．

2．频率：电磁振荡完成周期性变化的次数与所用时间之比．

3．周期和频率公式：T＝2π，f＝.4．固有周期和固有频率：如果振荡电路没有能量损失，也不受其他外界影响时的周期和频率．

互学（3分钟）（学生起立，以小组为单位互学）

振荡电路充放电过程

展学（6分钟）（学生展示互学中疑难问题或者成果）

教学（21分钟）

例1.(多选)如图所示，L为一电阻可忽略的线圈，D为一灯泡，C为电容器，开关S处于闭合状态，灯泡D正常发光，现突然断开S，并开始计时，能正确反映电容器a极板上电荷量q及LC回路中电流i(规定顺时针方向为正)随时间变化的图像是(图中q为正值表示a极板带正电)(BC)

例2.(多选)LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，则(ABC)

A．若磁场正在减弱，则电容器正在充电，电流由b向a

B．若磁场正在减弱，则电场能正在增大，电容器上极板带负电

C．若磁场正在增强，则电场能正在减少，电容器上极板带正电

D．若磁场正在增强，则电容器正在充电，电流方向由a向b

例3、如图所示的振荡电路中，自感系数L＝300 μH，电容C的范围为25～270 pF，求：

(1)振荡电流的频率范围；

(2)若自感系数L＝10 mH，要产生周期T＝0.02 s的振荡电流，应配置多大的电容？

检学（3分钟）

1、某时刻LC振荡电路的状态如图所示，则此时刻(AD)

A．振荡电流i在减小

B．振荡电流i在增大

C．电场能正在向磁场能变化

D．磁场能正在向电场能变化

2.(多选)要增大如图所示振荡电路的频率，下列说法中正确的是(BD)

A．减少电容器的带电荷量

B．将开关S从“1”位置拨到“2”位置

C．在线圈中插入磁铁棒芯

D．将电容器的动片旋出些

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