物理粤教版选修3-4学案：课棠互动 第三章第一节电磁振荡 含解析

课堂互动

三点剖析

1.电磁振荡的产生及能量的转化

LC 回路产生振荡电流的过程：电容器（正向）放电过程中，振荡电流增大，电场能向磁场能转化，当电容器放电完毕的瞬间，振荡电流最大，电容器的带电荷量、板间场强和电场能为零，线圈周围的磁场最强，磁场能最大；电容器（反向）充电过程中，振荡电流减小（方向不变），磁场能向电场能转化，当电容器充电完毕的瞬间，振荡电流为零，线圈周围的磁场和磁场能为零，电容器的带电荷量、板间场强和电场能最大，以上各量都做周期性变化.

2.影响电磁振荡的周期和频率的因素

由电磁振荡的周期公式T=LC π2知,要改变电磁振荡的周期和频率,必须改变线圈的自感系数L 或者电容器电容C.

影响线圈自感系数L 的是:线圈的匝数、有无铁芯及线圈截面积和长度.匝数越多,自感系数L 越大,有铁芯的自感系数比无铁芯的大.

影响电容器电容的是:两极正对面积S 、两板间介电常数ε以及两板间距d ，由C=kd S πε4（平行板电容器电容），不难判断ε、S 、d 变化时，电容C 变化.

一般来讲,由于电容器两板间的正对面积的改变较为方便,只需将可变电容器的动片旋出或旋入,便可改变电容C 的大小,所以通常用改变电容器正对面积的方法改变LC 振荡电路的振荡周期和频率.

各个击破

【例1】关于LC 振荡电路中的振荡电流,下列说法中正确的是( )

A.振荡电流最大时,电容器两极板间的电场强度最大

B.振荡电流为零时,线圈中自感电动势为零

C.振荡电流增大的过程中,线圈中的磁场能转化成电场能

D.振荡电流减小的过程中,线圈中的磁场能转化为电场能

解析:振荡电流最大时、处于电容器放电结束瞬间，场强为零，A 错；振荡电流为零时，LC 回路振荡电流改变方向，这时的电流变化最快，电流强度变化率最大，线圈中自感电动势最大，B 错；振荡电流增大时，线圈中电场能转化为磁场能，C 错；振荡电流减小时，线圈中磁场能转化为电场能，D 对.

答案:D

【例2】图3-1-1中画出一个LC 振荡电路中的电流变化图线,根据图线可判断( )

图3-1-1

A.t 1时刻电感线圈两端电压最大

B.t 2时刻电容器两极间电压为零

C.t 1时刻电路中只有电场能

D.t 1时刻电容器带电荷量为零

解析:由图象知,计时开始时,电容器两极板带电荷量最大,电流为零,电容器放电开始,根据电流随时间的变化规律,可以在图中画出q-t 图象(在图3-1-2中用虚线表示).由图象分析可知:t 1时刻,电容器上电荷量为零,电势差为零,电场能为零,故D 对,A 、C 皆错；t 2时刻电容器电荷量q 最大，两板间电势差最大，B 错.

答案:D