2017-2018学年高中物理第三章电磁振荡电磁波第1节电磁振荡教学案教科版选修3-4
2017_2018学年高中物理第三章电磁振荡电磁波第1节电磁振荡课件教科版选修3_4
2．LC 回路中各物理量的变化周期 LC 回路中的电流 i、线圈中的磁感应强度 B、电容器极板 间的电场强度 E 的变化周期就是 LC 回路的振荡周期 T ＝ 2π LC，在一个周期内上述各量方向改变两次；电容器极板上 所带的电荷量，其变化周期也是振荡周期 T＝2π LC，极板上 电荷的电性在一个周期内改变两次；电场能、磁场能也在做周 期性变化，但是它们是标量没有方向，所以变化周期 T′是振 T 荡周期 T 的一半，即 T′＝ ＝π LC。 2
答案：BC
3．在 LC 振荡电路中，电容器上的带电量从最大值变化到零所需 的最短时间是 π A. LC 4 C．π LC π B. LC 2 D．2π LC ( )
解析：电容器上带电量从最大值变化到零所需最短时间为 t T 1 π ＝ ＝ ×2π LC＝ LC，故选项 B 对。 4 4 2
答案：B
答案：ABC
[探规寻律] (1)电磁振荡问题的解题模型
(2)模型突破：q 决定了电场的强弱和电场能的大小，i 决定 了磁场的强弱和磁场能的大小。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，知道其中一种场的变化就能推 知另一种场的变化情况。
[跟踪演练]
图 3－1－4 所示的是某时刻 LC 振荡电路中振荡电流 i 的方向， 下 列对甲、乙回路情况的判断正确的是 ( )
电 磁 振 荡
[自读教材· 抓基础]
1．振荡电流和振荡电路 (1)振荡电流：大小 和 方向 都随时间做周期性迅速变化 的电流。 (2)振荡电路：产生 振荡电流 的电路。 (3)LC 振荡电路：由 线圈 L 和 电容器 C 组成的电路，是 最简单的振荡电路。
2．电磁振荡的过程 (1)放电过程：由于线圈的自感作用，放电电流由零逐渐增大，电 容器极板上的电荷 逐渐减小 ，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 ， 振荡电流逐渐增大， 放电完毕， 电流达到最大，电场能全部转化为磁场能。 (2)充电过程：电容器放电完毕后，由于线圈的自感作用，电流保 持原来的方向逐渐 减小，电容器将进行 反向充电 ，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，振荡电流 逐渐减小，充电完毕，电流减小为零，磁场能全部转化为电场能 。 此后，这样充电和放电的过程反复进行下去。
《电磁振荡教案》教学设计
《电磁振荡》教学设计一、设计思想：建构主义的核心认为"知识不是被动接受的，而是认知主体积极建构的"。
“学习者是认知主体，是意义的主动建构者”。
其学习观强调通过教师设计“情境”，“为学生创造一个最好的认知环境”。
多媒体技术具有多视点、可变时空的蒙太奇表现手法，能够充分表现宏观、微观、瞬间和漫长的过程与事物，不受时空条件限制，易于创造最好的学习环境，有利于在教学中让学生主动深入观察、认识、理解和思考。
利用这一特点可以展示一些比较难以理解清楚的物理现象和物理定律。
“电磁振荡”知识内容，是高中物理知识的一个重要单元，是前面所学过的电磁学知识的联系和发展，为认识电磁波的发射和接收作好知识准备，跟实际生活联系紧密，并且是面向信息时代的阶梯，是培养实践能力的较好教材之一。
根据大纲，要求学生在观察物理现象，获取一定感性认识的基础上，通过对现象的观察，了解振荡电流产生的过程，但由于电容器极板上电荷、自感线圈中振荡电流变化情况，以及与电荷、电流相对应的电场和磁场变化情况无法看到，因此，按照传统的演示实验加板书讲授教学，学生脑海里不易建立起清晰的电荷、电流随时间变化的物理情景，所以，学生很难理解所学知识，学习兴趣难以得到激发。
而采用现代教育技术手段，用微机显现相应的物理过程及变化图形，动画模拟无法看到的微观过程，使学生在短时间之内，大脑中建立起振荡电流发生变化时各物理量随时间改变的图景，建构相应的知识点体系，这将有助于学生理解和记忆知识，达到事半功倍的效果。
二、教学目标:1、知识目标认识LC回路产生电磁振荡的现象，了解LC回路工作电流、电量变化的规律。
2、能力目标通过电磁振荡的观察和分析，培养学生的推理能力、观察能力和超常思维能力，使学生逐步掌握研究物理问题的科学方法。
3、情感目标通过本节课的学习，激发学生的学习兴趣，培养他们严谨的科学态度。
三、教学重点LC回路工作过程及相关物理量变化的规律四、教学难点理解电磁振荡一个周期内电流的变化规律五、教学方法：探究法六、教具LC振荡电路示教板一套、示教电流计一只，大电容一只，示教示波器一只，实物投影仪一台和多媒体课件等。
高中物理第一节 电磁振荡优秀教案
第一节电磁振荡●本节教材分析LC回路中的电磁振荡是本章的重点，LC回路对于学生来说，是一种非常陌生的电路。
从形式上看，它的工作过程不如机械振动直观；从理论上看，它是电容器和电感线圈中电场和磁场相互作用的复杂过程，因此，完本钱节课的关键是做好演示实验。
为了增强实验的直观性，一方面，要选择电阻值较小，电感值较大的线圈，使振荡电流的幅值和周期足够大。
另一方面，用示波器代替课本中的电流表，这样既可以使学生认识到振荡电流变化的周期性，又可以使学生认识到振荡电流的衰减。
要使学生从理论上认识电磁振荡过程中电场能和磁场能的相互转化过程，可以先引导学生复习电容器的充放电过程和电感对电流变化的阻碍作用，然后逐步引导学生分析教材中的插图所示的电磁振荡过程，使学生明确电场能和磁场能的转化过程和转化原因。
电磁振荡理论作为电磁波发射的理论根底之一，为了不使学生在学习电磁波发射时形成模糊认识，一方面要指出振荡电流与照明用交变电流的联系与区别，另一方面要注意电磁场中的磁场和振荡电路中线圈中的磁场的区别。
阻尼振荡和无阻尼振荡可通过演示实验和类比机械振动中的受迫振动来完成教学任务。
●教学目标：一、知识目标1、知道什么是LC振荡电路和振荡电流.2、知道LC回路中振荡电流的产生过程.3、知道产生电磁振荡过程中，LC振荡电路中的能量转换情况。
4、知道阻尼振荡和无阻尼振荡.二、能力目标1、培养学生的观察能力.2、培养学生的综合分析能力.三、德育目标使学生认识事物的开展变化及其规律.●教学重点电磁振荡过程中电场能与磁场能的相互转化规律.●教学难点LC回路振荡过程中电场强度和磁感应强度的相互转化规律.●教学过程：一、引入新课［师］在信息技术高速开展的今天，电磁波对我们来说越来越重要。
从移动到播送电视，从互联网到航空导航，从卫星遥感到宇宙探测，它们的工作和运行都要利用电磁波，那么，电磁波是如何产生的？请同学们回忆机械波是怎样产生的？［生］机械波是机械振动在介质中传播形成的，机械波是一种特殊的机械振动。
2017_2018学年高中物理第3章电磁波第1节电磁波的产生教学案鲁科版选修3_420180202159正式版
第1节电磁波的产生1．大小和方向都周期性变化的电流叫做振荡电流，产生振荡电流的电路叫做振荡电路。
由电感线圈L和电容器C组成LC振荡电路。
2．LC电磁振荡的周期为T＝2πLC，改变电容或电感，可以改变振荡周期。
3．麦克斯韦建立了基本的电磁场理论，即变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场，据此麦克斯韦预言了电磁波的存在。
4．赫兹通过感应圈放电现象，证明了电磁波的存在。
对应学生用书P291．振荡电流大小和方向都周期性变化的电流。
2．振荡电路产生振荡电流的电路。
由电感线圈L和电容器C所组成的一种基本的振荡电路为LC振荡电路，如图311所示。
图3113．电磁振荡在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量，电路中的电流，与振荡电流相联系的电场和磁场也周期性交替变化，电场能和磁场能相互转化。
4．电磁振荡的周期和频率(1)一次全振荡：发生电磁振荡时，通过电路中某一点的电流，由某方向的最大值再恢复到同一个方向的最大值，就完成了一次全振荡。
(2)电磁振荡的周期T：完成一次全振荡的时间。
(3)电磁振荡的频率f：在1 s内完成全振荡的次数。
5．LC振荡电路的周期和频率(1)公式：T＝2πLC，f＝12πLC。
(2)单位：周期T、频率f、自感系数L、电容C的单位分别是秒(s)、赫兹(Hz)、亨利(H)、法(F)。
[跟随名师·解疑难]1．如何用图像对应分析i、q的变化？图312图3132．振荡过程中电荷量q、电场强度E、电流i、磁感应强度B及能量的对应关系[特别提醒] 振荡电流i＝ΔqΔt，由极板上电荷量的变化率决定，与电荷量的多少无关，如放电结束的瞬间，电荷量为零，而电流最大。
[学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手)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为电场能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：选D 振荡电流最大时，处于电容器放电结束瞬间，电场强度为零，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，电流变化率最大，线圈中自感电动势最大，B错；振荡电流增大时，电容器中的电场能转化为磁场能，C错；振荡电流减小时，线圈中的磁场能转化为电场能，D对。
高中物理 第三章 电磁振荡电磁波 第1节 电磁振荡课件 教科选修34教科高中选修34物理课件
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3．LC 电路的周期(频率)的决定因素
理论分析和实验表明，LC 电路的周期 T 与自感系数 L、电容 C
的关系式是
T＝__2_π___L_C___，所以其振荡的频率
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2．影响电容器的电容 C 的因素
两极板正对面积 S、两板间介电常数ε以及两板间距 d，由 C＝
4πεSkd(平行板电容器的电容)，不难判断 ε、S、d 变化时，电容 C 变化． 一般来说，电容器两极板间的正对面积的改变较为方便，只需 要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．
第三章 电磁振荡(diàn cízhèn dànɡ) 电磁波
第 1 节 电磁振荡
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第三章 电磁振荡(diàn cízhèn dànɡ) 电磁波
1.理解振荡电流、振荡电路及 LC 电路的概念，了解 LC 回路中振荡电流的产生过程．(重点＋难点) 2．知道 LC 振荡 电路中的能量转化情况，了解电磁振荡的周期与频率，会求 LC 电路的周期与频率．(难点) 3．知道无阻尼振荡和阻尼振荡的 区别．
子恰好从电容器的下极板的边缘飞出，当开关 S 接到 2 处时． (1)试判断飞入电容器的粒子在 t＝2×10－6 s 时刻是否碰到极板． (2)t＝2×10－6 s 时刻粒子的速度．
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[思路点拨] 带电粒子在 LC 振荡电路形成的电场中运动时，分 成两个方向：水平方向和竖直方向，水平方向由于没有力，做 匀速运动，但在竖直方向上由于电场力在周期性的变化，所以 竖直方向的运动主要应用对称性来解决．
电磁振荡与电磁波物理教案
电磁振荡与电磁波物理教案引言：
本篇教案旨在介绍电磁振荡与电磁波的基本理论知识。
学习电磁振荡与电磁波对于理解光学、无线通信等领域具有重要意义。
通过本教案的学习，学生将能够掌握电磁振荡的基本概念、电磁波的性质以及其在现实生活中的应用。
1. 电磁振荡的基本概念
1.1 电荷的振动
1.2 电磁场的形成
1.3 驻波与谐振
2. 电磁波的基本性质
2.1 理解电磁波的概念
2.2 波长与频率的关系
2.3 光的电磁性质
2.4 电磁波的传播速度
3. 电磁波的分类
3.1 长波与短波
3.2 射线与散射
3.3 可见光与其他波段的区别
4. 电磁波的应用
4.1 电磁波在通信中的应用
4.2 电磁波在医学影像中的应用
4.3 电磁波单色仪的工作原理
4.4 电磁波在遥感中的应用
5. 总结
电磁振荡与电磁波是现代物理学中的重要概念，对于理解光学、无
线通信和医学影像等领域具有重要意义。
通过本教案的学习，我们了
解了电磁振荡的基本概念、电磁波的性质以及其在现实生活中的应用。
希望同学们通过学习，能够深入理解电磁振荡与电磁波的本质，并将
其应用于科学研究和技术创新中。
高中物理电磁振荡问题教案
高中物理电磁振荡问题教案
教学内容：电磁振荡
教学目标：
1. 理解电磁振荡的基本原理和特点；
2. 掌握电磁振荡的公式和计算方法；
3. 能够应用电磁振荡理论解决实际问题。
教学重点：电磁振荡的概念和计算方法。
教学难点：理解电磁场和电荷之间的相互作用。
教学过程：
一、导入新课
1. 老师引导学生回顾电磁场和电荷之间的相互作用，并讲解电磁振荡的概念和特点。
2. 提出问题：为什么电磁振荡是重要的物理现象？
二、讲解电磁振荡的原理和公式
1. 讲解电磁振荡的基本原理，包括电容器、电感线圈和电荷之间的相互作用。
2. 推导电磁振荡的公式：T=2π√(L/C)，其中T为振动周期，L为电感，C为电容。
3. 通过实例分析，演示电磁振荡的计算方法。
三、实例演练
1. 给出一个电容为0.1F、电感为0.2H的电路，求其振动周期。
2. 学生自行计算，并与同桌讨论，最后老师进行详细讲解和解析。
四、课堂小结
1. 老师对本节课内容进行总结，强调电磁振荡的重要性和实际应用价值。
2. 学生提出疑问和问题，老师进行解答和引导。
五、课后作业
1. 完成课堂作业：计算电磁振荡的周期。
2. 阅读相关教材，预习下节课内容。
教学效果评估：
1. 学生能够准确理解电磁振荡的概念和原理；
2. 学生能够熟练运用电磁振荡公式解决实际问题；
3. 学生思维活跃，积极参与课堂讨论和练习。
高中物理 第三章 电磁振荡 电磁波 第1节 电磁振荡课件 教科版选修3-4
充电后的电容器通过电阻放电过程中，各物理量是 如何变化的？
K12课件
4
q = Qm i = 0
+ + ++
放电
q －－ － －
i
q
充 电
i
周 期性 的
化变
－－ －－
放电
i + + + +
q
q = 0 i = Im
K12课件
q = 0 i = Im
+ + ++
问题1 如何理解电磁振荡的周期和频率？
问题2 电磁振荡的周期和频率跟哪些因素有关呢？
K12课件
8
LC回路的周期和频率
T 2 LC
f 1
2 LC
K12课件
9
小结 问题1 什么是LC回路？ 问题2 在LC回路中，振荡电流、极板上的电量、电
场能和磁场能是怎样随时间变化的？
问题3 LC回路的振荡周期公式和频率公式？
－－ － －
反i
向 充
电q
－－ －－
++++
q = Qm i = 0
5
问题5
作出回路中的电流 i 和电荷 q 随时间做周期性变 化的图象。（选取顺时针方向为正方向）
放电 充电 放电 充电
i
0
t
q
t
0
K12课件
6
活动二 无阻尼振荡和阻尼振荡
问题1 什么叫无阻尼振荡？什么叫阻尼振荡？
K12课件
7
活动二 电磁振荡的周期和频率
问题
在我们乘飞机旅行时，空中小姐请我 们系上安全带的同时，会特别强调：为了 您和飞机的安全，请把手机、手提电脑关 闭，这是为什么呢？
高中物理第三章1电磁振荡课件教科选修34教科高中选修34物理课件
还有一部分能量以电磁波的形式辐射到周围空间去了,这样,振荡电路(zhèn dànɡ
diàn lù)中的能量逐渐损耗,振荡电流的振幅逐渐减小,直到停止振荡.这种振荡叫
做阻尼振荡.
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3.电磁振荡的周期(zhōuqī)和频率
1
2π
, 式中的、、
、
的单位分别
为秒(s)、
亨利(H)、
法拉(F)、
赫兹(Hz).
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某种电子钟是利用LC振荡电路制成的,在家使用一段时间后发现每昼夜总是
快1 min,怎样调节可使电子钟走时准确(zhǔnquè)?
提示:把电容C适当调大一些.
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探究
还是减小,这时电容器是处在充电过程还是放电过程?
点拨:
第十五页，共二十四页。
解析:(1)T=2π = 2 × 3.14 ×
=6.28×10-4 s.
2.5 × 10-3 × 4 × 10-6 s
2
4
4
(2)因为 t=9.0×10-3 s 相当于 14.33 个周期, < 0.33 <
当t=9.0×10-3
振荡电流和我们(wǒ men)前面学习过的交变电流有什么关系?
提示:振荡电流实际上就是交变电流,由于频率很高,习惯上称之为振荡
电流.
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2.无阻尼振荡和阻尼振荡
(1)无阻尼振荡:在电磁振荡中,如果没有能量损失,振荡将永远持续下去,
振荡电流的振幅应该永远保持不变.这种振荡叫做无阻尼振荡.
, 所以
s 时,LC 振荡电路中的电磁振荡正处在第二个 的变
1.电磁振荡-教科版选修3-4教案
1. 电磁振荡-教科版选修3-4教案一、知识要点本节课的主要内容是电磁振荡。
电磁振荡即指电磁场中电荷或电流在某一特定条件下周期性变化的现象。
在这个过程中，能量会从电磁场储存的状态向负载或周围环境传输。
本节课的主要知识要点包括：1.电磁振荡的基本概念及分类；2.电磁振荡的物理现象、特征和基本规律；3.电磁振荡的应用。
二、教学步骤1. 导入新知识引导学生了解电磁振荡的实际应用，如无线电收发、电声换能器、频率标准等，让学生认识到电磁振荡的重要性。
2. 知识点讲解核心知识点1：电磁场的振荡1.振荡的概念振荡是指一个物理量在某一时刻呈现一定数值，而后在另一个时刻降至零点，然后又轮换到原来的值，如此循环往复。
2.电磁场的振荡电磁场的振荡是指电磁场中电荷或电流在某一特定条件下周期性变化的现象，如无线电波的发射和接收就是利用了电磁场的振荡。
核心知识点2：电磁振荡的特征1.振荡的频率电磁振荡的频率是指在单位时间内电磁场中电荷或电流周期性变化的次数，用赫兹（Hz）表示，常见的有50Hz和60Hz。
2.振荡的周期电磁振荡的周期是电磁场中电荷或电流所需要的时间完成一次完整的周期性变化，一般用秒表示。
核心知识点3：电磁振荡的应用1.无线电无线电是利用电磁场的振荡进行信息的传输，其应用范围非常广泛，如广播电视、航空交通、卫星通信等。
2.医学应用如磁共振成像、电子生物学等应用，广泛用于临床诊断，对火灾、事故等也起到重要的救援作用。
3. 练习与讲解为了加强学生的理解，当讲完每一个知识点后，教师会进行相关的练习，这样既可提高学生的参与度，同时又可让教师及时发现学生的问题和疑惑。
4. 总结和归纳讲完本节课的内容后，教师会进行适当的总结和归纳，强化学生对所学知识的整体概念和理解。
同时，教师会询问学生对本节课讲解的问题和疑惑，并进行解答和澄清。
三、课堂实践为了加强学生的学习效果，教师可以引导学生在课后自行完成实验，如利用振荡器实现电磁振荡的实验，在课堂上对实验结果进行分析和讲述。
教科版高中物理选修3-4第三章 电磁振荡 电磁波
高中物理学习材料（马鸣风萧萧**整理制作）第三章电磁振荡电磁波第1节电磁振荡1．在振荡电路里产生振荡电流的过程中，电容器极板上的________、通过线圈的________以及跟电荷和电流相联系的电场和磁场都发生周期性的变化．电场和磁场周期性的相互转变的过程也就是____________和____________周期性相互转化的过程．我们把这种现象称为电磁振荡．2．在电磁振荡中，如果没有________损失，振荡将永远持续下去，振荡电流的________将永远保持不变，这种振荡叫做无阻尼振荡，由于振荡电路中有电阻，电路中的能量有一部分要转化成________，还有一部分能量以____________的形式辐射到周期空间去了，这样，振荡电路中的能量逐渐损耗，振荡电流的______逐渐减小，直到停止振荡，这种振荡叫做阻尼振荡．3．电磁振荡完成________________________需要的时间叫做周期，1 s内完成的______________________的次数叫做频率．振荡电路里发生________________________时的周期和频率叫做振荡电路的固有周期和固有频率．LC振荡电路的周期T和频率f跟电感线圈的自感系数L和电容C的关系是：T＝________，f＝____________.4．关于LC振荡电路中电容器两极板上的电荷量，下列说法正确的是()A．电荷量最大时，线圈中振荡电流也最大B．电荷量为零时，线圈中振荡电流最大C．电荷量增大的过程中，电路中的磁场能转化为电场能D．电荷量减少的过程中，电路中的磁场能转化为电场能5．有一LC振荡电路，能产生一定波长的电磁波，若要产生波长比原来短些的电磁波，可采用的措施为()A．增加线圈匝数B．在线圈中插入铁芯C．减小电容器极板正对面积D．减小电容器极板间距离6．电磁振荡与机械振动相比()A．变化规律不同，本质不同B．变化规律相同，本质相同C．变化规律不同，本质相同D．变化规律相同，本质不同概念规律练知识点一振荡电路的各物理量的变化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为电场能D．振荡电流减小的过程中，线圈中的磁场能转化为电场能2．如图1所示为LC振荡电路中电容器的极板带电荷量随时间变化曲线，下列判断中正确的是()图1①在b和d时刻，电路中电流最大②在a→b时间内，电场能转变为磁场能③a和c时刻，磁场能为零④在O→a和c→d时间内，电容器被充电A．只有①和③B．只有②和④C．只有④D．只有①②和③知识点二电磁振荡的周期和频率3．在LC振荡电路中，用以下哪种办法可以使振荡频率增大一倍()A．自感L和电容C都增大一倍B．自感L增大一倍，电容C减小一半C．自感L减小一半，电容C增大一倍D．自感L和电容C都减小一半4．要想增大LC振荡电路中产生的振荡电流的频率，可采用的方法是()A．增大电容器两极板的间距B．升高电容器的充电电压C．增加线圈的匝数D．在线圈中插入铁芯方法技巧练自感现象和振荡电路的综合性问题分析技巧5．如图2所示电路中，L是电阻不计的电感器，C是电容器，闭合电键S，待电路达到稳定状态后，再断开开关S，LC电路中将产生电磁振荡．图2如果规定电感器L中的电流方向从a到b为正，断开开关的时刻t＝0，那么图中能正确表示电感线圈中电流i随时间t变化规律的是()6．如图3所示，线圈自感系数为L，其电阻不计，电容器的电容为C，开关S闭合．现将S突然断开，并开始计时，以下说法中错误的是()图3A ．当t ＝π2LC 时，由a 到b 流经线圈的电流最大 B ．当t ＝πLC 时，由b 到a 流经线圈的电流最大C ．当t ＝π2LC 时，电路中电场能最大 D ．当t ＝3π2LC 时，电容器左极板带有正电荷最多 1．在LC 回路产生电磁振荡的过程中，下列说法中正确的是( )A ．电容器放电完毕时刻，回路中磁场能最小B ．回路中电流值最大时刻，回路中磁场能最大C ．电容器极板上电荷量最多时，电场能最大D ．回路中电流值最小时刻，电场能最小2．在LC 电路中发生电磁振荡时，以下说法正确的是( )A ．电容器的某一极板，从带最多的正电荷放电到这一极板充满负电荷为止，这一段时间为一个周期B ．当电容器放电完毕瞬间，回路中的电流为零C ．提高充电电压，极板上带更多的电荷时，能使振荡周期变大D ．要提高振荡频率，可减小电容器极板间的正对面积3．当LC振荡电路中的电流达到最大值时，电感L中磁场的磁感应强度B和电容器C 中电场的场强E是()A．B和E都达到最大值B．B和E都为零C．B达到最大值而E为零D．B为零而E达到最大值4．LC振荡电路中，平行板电容器两极板间电场强度随时间变化关系如图4所示，则与该图中A点相对应的是()图4A．电路中的振荡电流最大B．电路中的磁场能最大C．电路中的振荡电流为零D．电容器两极板所带电荷量最少5．LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图5所示，则下列说法正确的是()图5A．若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电B．若电容器正在充电，则电容器下极板带正电C．若电容器上极板带正电，则线圈中电流正增大D．若电容器正放电，则自感电动势正在阻碍电流增大6．如图6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随时间变化的图象是下图中的(图中q为正值表示a极板带正电)()图67. 图7中的LC振荡电路，先把开关S掷到1处给电容器C充电，充好电后再将开关S 掷到2处(组成LC振荡电路)，这时电容器开始放电，但电流不能立刻达到最大值，而是直到电容器C放电完毕时电流才达到最大值，造成此现象的原因是()图7A ．线圈的自感作用B ．电容器的本身特点C ．电子做定向移动需要一定的时间D ．以上答案都错误8. 某时刻LC 振荡电路的状态如图8所示，则此时刻( )图8 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转化D ．磁场能正在向电场能转化9．一台电子钟，是利用LC 振荡电路来制成的，在家使用一段时间后，发现每昼夜总是快1 min ，造成这种现象的可能原因是( )A ．L 不变C 变大了B ．L 不变C 变小了C ．L 变小了C 不变D ．L 、C 均减小了10．在LC 振荡电路中，由容器极板上的电荷量从最大值变化到零所需的最短时间( )A.π4 LCB.π2 LC C ．π LC D ．2π LC11.振荡电路中线圈的自感系数为L，电容器的电容为C，则电容器两极板间的电压从最大值变为零，所用的最少时间为________．图912．如图9所示，LC电路中C是带有电荷的平行板电容器，两极板水平放置．开关S 断开时，极板间灰尘恰好静止．当开关S闭合时，灰尘在电容器内运动，若C＝0.4 μF，L ＝1 mH，求：(1)从S闭合开始计时，经2π×10－5 s时，电容器内灰尘的加速度大小为多少？(2)当灰尘的加速度多大时，线圈中电流最大？第三章电磁振荡电磁波第1节电磁振荡答案课前预习练1．电荷电流电场能磁场能2．能量振幅内能电磁波振幅3．一次周期性变化周期性变化无阻尼振荡2πLC12πLC4．BC5．C[由电磁波波速、波长、频率关系c＝fλ＝恒量知，欲使λ减小，只有增大f；由LC回路的固有频率公式f＝12πLC可知：欲增大f，应减小LC，故选C.]6．D[电磁振荡是电容器的电场能和线圈的磁场能相互转化的过程，而机械振动是振子的动能和势能相互转化的过程，它们都是按正弦规律变化的，故D正确．] 课堂探究练1．D[振荡电流最大时为电容器放电结束瞬间，场强为零，A选项错误；振荡电流为零时，其要改变方向，这时电流变化最快，电流变化率最大，线圈中的自感电动势最大，B 选项错误；振荡电流增大时，线圈中的电场能转化为磁场能，C选项错误；振荡电流减小时，线圈中的磁场能转化为电场能，D选项正确．]2．D[a和c时刻是充电结束时刻，此时刻电场能最大，磁场能最小为零，③正确；b 和d时刻是放电结束时刻，此时刻电路中电流最大，①正确；a→b是放电过程，电场能转化为磁场能，②正确；O→a是充电过程，而c→d是放电过程，④错误．]点评分析振荡电路各量的变化规律时要抓住两条线索．一个是i随时间的变化规律，同时B、E B与i的变化规律一致；一个是q随时间的变化规律，同时E、E电、u与q的变化规律一致．并且要知道i与q变化规律的关系，否则会造成思路混乱．3．D[由LC振荡电路的频率公式f＝12πLC知，当自感系数L和电容C都减小一半时，其振荡频率恰好增大一倍．]点评LC振荡电路的周期T和频率f只与自感系数L和电容C有关，与其他因素无关，则T＝2πLC，f＝12πLC其中：①C＝εs4πkd，即C与正对面积s、板间距离d及介电常数ε有关．②L与线圈匝数、粗细、长度、有无铁芯等因素有关．4．A[该题考查决定振荡频率的因素．振荡电流的频率由LC回路本身的特性决定，f＝12πLC.增大电容器两极板的间距，电容减小，振荡电流的频率升高，A对；升高电容器的充电电压不能改变振荡电流的频率，B 错；增加线圈匝数和插入铁芯，电感L都增大，振荡电流的频率降低，C、D错．]点评注意平行板电容器电容C＝εS4πkd，而自感系数的大小与线圈粗细、长度、匝数及有无铁芯有关．5．B[本题属含自感现象和振荡电路的综合性问题，应从下面几个方向考虑：(1)S断开前，ab段短路，电容器不带电．(2)S断开时，ab中产生自感电动势，阻碍电流减小，同时，电容器C充电，此时电感线圈中电流正向最大．(3)给电容器C 充电的过程中，电容器的充电电荷量最大时，ab 中电流减为零，此后LC 发生电磁振荡，形成交变电流．]6．A [断开开关S 时，由于自感作用，线圈中产生的感应电流是最大的，且由a 到b.根据LC 振荡电路的周期公式T ＝2πLC ，可知A 是错误的，故选A.]方法总结 电感线圈L 发生自感现象时，L 上的电流在原基础上开始变化，根据自感规律判断出电流的变化规律，再由i 与q 及其他各量的对应关系即可一一突破所有问题．课后巩固练1．BC2．D [电容器某一极板从带最多的正电荷到带最多的负电荷这段时间，电容器完成了放电和反向充电过程，时间为半个周期，A 错误；电容器放电完毕瞬间，电路中电场能最小，磁场能最大，故电路中的电流最大，B 错误；振荡周期仅由电路本身决定，与充电电压等无关，C 错误；提高振荡频率，就是减小振荡周期，可通过减小电容器极板正对面积来减小电容C ，达到增大振荡频率的目的，D 正确．]3．C4．C5．BCD [由电流的磁场方向和安培定则可判断振荡电流方向，由于题目中未标明电容器两极板带电情况，可分两种情况讨论．(1)若该时刻电容器上极板带正电，则可知电容器处于放电阶段，电流增大，则C 对，A 错；(2)若该时刻电容器下极板带正电，则可知电容器处于充电状态，电流在减小，则B 对，由楞次定律可判定D 对．]6．B [当S 断开时，LC 振荡电路中，电容器充电，b 带正电，故B 正确．]7．A 8.AD9．BCD [根据T ＝2πLC ，又根据钟表变快是LC 振荡电路周期变小了，钟就变快了．]10．B [LC 振荡电路的周期T ＝2πLC ，其电容器极板上的电荷量从最大值变化到零所需的最短时间t ＝T/4，所以t ＝π2LC.] 11.π2LC 解析 电容器两极板间的电压从最大值到零所用的最少时间为14T ，而T ＝2πLC ，故t ＝12πLC. 12．(1)2g (2)加速度大小为g ，且方向竖直向下解析 (1)开关S 断开时，极板间灰尘处于静止状态，则有mg ＝q·Q Cd，式中m 为灰尘质量，Q 为电容器所带的电荷量，d 为板间距离，由T ＝2πLC ，得T ＝2π1×10－3×0.4×10－6s ＝4π×10－5 s ，当t ＝2π×10－5 s 时，即t ＝T 2，振荡电路中电流为零，电容器极板间场强方向跟t ＝0时刻方向相反，则此时灰尘所受的合外力为F 合＝mg ＋q·Q Cd＝2mg ，又因为F 合＝ma ，所以a ＝2g ，方向竖直向下．(2)当线圈中电流最大时，电容器所带的电荷量为零，此时灰尘仅受重力，灰尘的加速度为g，方向竖直向下．。
高三物理教案：《电磁振荡电磁波教案》教学设计
高三物理教案：《电磁振荡电磁波教案》教学设计本文题目：高三物理教案：电磁振荡电磁波教案第十二章电磁振荡电磁波相对论第一节电磁振荡电磁波基础知识一、电磁振荡在振荡电路里产生振荡电流的过程中，由容器极板上的电荷，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的现象，叫做电磁振荡。
1. LC振荡电路由自感线圈和电容器组成的电路就是最简单的振荡电路，简称LC 回路。
在LC 回路里，产生的大小和方向都做周期性变化的电流，叫做振荡电流。
如图所示，先将电键S和1接触，电键闭合后电源给电容器C充电，然后S和2接触，在LC回路中就出现了振荡电流。
大小与方向都做同期性变化的电流叫振荡电流.2. 电磁振荡在产生振荡电流的过程中，电容器上极板上的电荷q，电路中的电流i,电容器内电场强度E,线圈中磁感应强度B都发生周期性的变化，这种现象叫做电磁振荡.(1) 从振荡的表象上看：LC振荡过程实际上是通过线圈L对电容器C 充、放电的过程。
(2) 从物理本质上看：LC振荡过程实质上是磁场能和电场能之间通过充、放电的形式相互转化的过程。
3. 振荡的周期和频率电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间叫做周期。
一秒钟内完成的周期性变化的次数叫做频率。
在电磁振荡发生时，如果不存在能量损失，也不受外界其它因素的影响，这时的振荡周期和频率叫做振荡电路的固有周期和固有频率，简称振荡电路的周期和频率。
理论研究表明，周期T和频率f跟自感系数L和电容C的关系：注意：当电路定了，该电路的周期与频率就是定值，与电路中电流的大小，电容器上带电量多少无关.4. LC振荡过程中规律的表达。
（1）定性表达。
在LC振荡过程中，磁场能及与磁场能相关的物理量（如线圈中电流强度、线圈电流周围的磁场的磁感强度、穿过线圈的磁通量等）和电场能及与电场能相关的物理量（如电容器的极板间电压、极板间电场的电场强度、极板上电量等）都随时间做周期相同的周期性变化。
这两组量中，一组最大时，另一组恰最小;一组增大时，另一组正减小。
《电磁振荡》教案1
《电磁振荡》教案一、教学目标1．知识目标认识 LC 回路产生电磁振荡的现象，了解振荡电路和振荡电流的定义；知道LC回路中振荡电流的产生过程，了解振荡电流产生的物理原因，理解振荡电流产生的物理实质；理解LC振荡电路中的能量转化情况，掌握振荡电路的变化规律；知道无阻尼振荡和阻尼振荡的概念。
2．能力目标通过电磁振荡的观察、分析和应用，归纳电磁振荡问题的分析思路和方法，培养学生综合运用物理知识分析问题、解决问题的能力和良好的学习习惯，提高学生的综合素质。
3．情感目标结合电磁振荡的实验、分析和探索过程，培养学生独立钻研、大胆探索、实事求是的科学精神，感受物理学科研究的方法和意义，促进学生全面和谐的发展。
二、教学重点LC回路的工作过程及相关物理量的变化规律。
三、教学难点振荡电流产生的物理原因和物理实质。
四、教学方法实验、讨论、类比等启发式讲授与多媒体辅助教学相结合。
五、教具电容C、线圈L、电流表G、电池组、开关、导线、晶体管振荡器、示波器。
阻尼振荡示教板、无阻尼振荡示教板。
实物展示仪、多媒体教学系统等。
六、教材分析全日制普通高级中学教科书（试验修订本·必修加选修）物理（第二册），第十九章《电磁振荡和电磁波》讲述电磁振荡、电磁场和电磁波的概念以及电磁波的发射、传播和接收的初步知识，是以前学过的电磁学以及振动和波的知识的继续和发展，并跟以后将要学习的物理光学知识相联系，为认识光的电磁本性做准备。
《电磁振荡》是本章的第一节，LC回路产生电磁振荡是本章及本节的重点，也是各类考查的热点。
由于电磁振荡的产生不如机械振动直观，课本用了较大的篇幅详细分析LC回路产生电磁振荡的过程，并配以示意图和电路中的电流、电荷周期变化的图线，以帮助学生理解，使学生建立起较完整的电磁振荡概念。
电磁振荡是指电荷、电场、电流、磁场等随时间做周期性变化的现象。
教材中还介绍了无阻尼振荡和阻尼振荡两种典型的振荡类型。
教材中还将机械振动与电磁振荡进行类比，找出它们的共性和个性。
高中物理 第三章 电磁振荡 电磁波 1 电磁振荡 2 电磁场和电磁波学案 教科版选修3-4
1 电磁振荡2 电磁场和电磁波[学习目标] 1.了解振荡电流、LC回路中振荡电流的产生过程，会求LC回路的周期与频率.2.了解阻尼振荡和无阻尼振荡.3.了解麦克斯韦电磁理论的基础内容以及在物理学发展史上的意义.4.了解电磁波的基本特点及其发展过程，通过电磁波体会电磁场的物理性质.一、电磁振荡1.振荡电流：大小和方向都随时间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振荡电路及充、放电过程(1)LC振荡电路：由线圈L和电容器C组成的电路，是最简单的振荡电路.(2)电容器放电：由于电感线圈对交变电流的阻碍作用，放电电流不能立即达到最大值，而是由零逐渐增大，线圈产生的磁场逐渐增强，电容器里的电场逐渐减弱，电场能逐渐转化为磁场能.放电完毕后，电场能全部转化为磁场能.(3)电容器充电：电容器放电完毕，由于线圈的自感作用，电流并不立即消失，仍保持原来的方向继续流动，电容器被反向充电.在这个过程中，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，充电完毕时，磁场能全部转化为电场能.4.无阻尼振荡和阻尼振荡(1)无阻尼振荡：如图1所示，如果没有能量损失，振荡电流的振幅永远保持不变的电磁振荡.图1(2)阻尼振荡：如图2所示，能量逐渐损耗，振荡电流的振幅逐渐减小，直到停止振荡的电磁振荡.图2二、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. 频率：1s 内完成的周期性变化的次数.2.固有周期和频率振荡电路里发生无阻尼振荡时的周期和频率叫做振荡电路的固有周期、固有频率，简称振荡电路的周期和频率.3.LC 振荡电路的周期T 和频率f 跟电感线圈的电感L 和电容器的电容C 的关系是T ＝2πLC 、f ＝12πLC.三、麦克斯韦电磁理论的两个基本假设 1.变化的磁场能够在周围空间产生电场 (1)磁场随时间变化快，产生的电场强；(2)磁场随时间的变化不均匀时，产生变化的电场； (3)稳定的磁场周围不产生电场. 2.变化的电场能够在周围空间产生磁场. (1)电场随时间变化快，则产生的磁场强； (2)电场随时间的变化不均匀，产生变化的磁场； (3)稳定的电场周围不产生磁场. 四、电磁场和电磁波 1.电磁场变化的电场和变化的磁场交替产生，形成的不可分割的统一体.2.电磁波的产生：由变化的电场和磁场交替产生而形成的电磁场是由近及远传播的，这种变化的电磁场在空间的传播称为电磁波.3.麦克斯韦在1865年从理论上预见了电磁波的存在，1888年物理学家赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在.赫兹还运用自己精湛的实验技术测定了电磁波的波长和频率，得到了电磁波的传播速度，证实了这个速度等于光速.4.电磁波的波长λ、波速v 和周期T 、频率f 的关系：λ＝vT ＝vf.5.电磁波在真空中的传播速度v ＝c ≈3×108m/s.[即学即用]1.判断下列说法的正误.(1)LC振荡电路的电容器放电完毕时，回路中磁场能最小，电场能最大.( ×)(2)要提高LC振荡电路的振荡频率，可以减小电容器极板的正对面积.( √)(3)在变化的磁场周围一定会产生变化的电场.( ×)(4)电磁波是横波.( √)2.在LC振荡电路中，电容器C带的电荷量q随时间t变化的图像如图3所示.1×10－6s到2×10－6s内，电容器处于(填“充电”或“放电”)过程，由此产生的电磁波的波长为m.图3答案充电1200一、电磁振荡的产生[导学探究] 如图4所示，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关掷向2.图4(1)在电容器通过线圈放电过程中，线圈中的电流怎样变化？电容器的电场能转化为什么形式的能？(2)在电容器反向充电过程中，线圈中电流如何变化？电容器和线圈中的能量是如何转化的？(3)线圈中自感电动势的作用是什么？答案(1)电容器放电过程中，线圈中的电流逐渐增大，电容器的电场能转化为磁场能.(2)电容器反向充电过程中，线圈中电流逐渐减小，线圈中的磁场能转化为电容器的电场能.(3)线圈中电流变化时，产生的自感电动势阻碍电流的变化.[知识深化] 振荡过程各物理量的变化规律项目过程电荷量q电场强度E电势差U电场能电流i磁感应强度B磁场能0～T4电容器放电减少减小减小减少增大增大增加t＝T4时刻0000最大最大最大T4～T2反向充电增加增大增大增加减小减小减少t＝T2时刻最大最大最大最大000T2～3T4反向放电减少减小减小减少增大增大增加t＝3T4时刻0000最大最大最大3T4～T电容器充电增加增大增大增加减小减小减少例1(多选)如图5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)( )图5答案BC解析S断开前，电容器C断路，线圈中电流从上到下，电容器不带电；S断开时，线圈L 中产生自感电动势，阻碍电流减小，给电容器C充电，此时LC回路中电流i沿顺时针方向(正向)最大；给电容器充电过程，电容器带电荷量最大时(a板带负电)，线圈L中电流减为零.此后，LC回路发生电磁振荡形成交变电流.综上所述，选项B、C正确.LC振荡电路充、放电过程的判断方法1.根据电流流向判断：当电流流向带正电的极板时，电容器的电荷量增加，磁场能向电场能转化，处于充电过程；反之，当电流流出带正电的极板时，电荷量减少，电场能向磁场能转化，处于放电过程.2.根据物理量的变化趋势判断：当电容器的电荷量q(电压U、场强E、电场能E E)增大或电流i(磁感应强度B、磁场能E B)减小时，处于充电过程；反之，处于放电过程.3.根据能量判断：电场能增加时，充电；磁场能增加时，放电.例2(多选)LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图6所示，则( )图6A.若磁场正在减弱，则电容器正在充电，电流由b向aB.若磁场正在减弱，则电场能正在增加，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答案ABC解析若磁场正在减弱，则电流在减小，是充电过程，根据安培定则可确定电流由b向a，电场能增加，上极板带负电，故选项A、B正确；若磁场正在增强，则电流在增大，是放电过程，电场能正在减小，根据安培定则，可判断电流由b向a，上极板带正电，故选项C正确，D错误.二、电磁振荡的周期和频率1.由公式T＝2πLC、f＝12πLC可知T、f取决于L、C，与极板所带电荷量、两板间电压无关.2.L、C的决定因素L一般由线圈的长度、横截面积、单位长度上的匝数及有无铁芯决定，电容C由公式C＝εr S4πkd 可知，与电介质的介电常数εr、极板正对面积S及板间距离d有关.例3要想增大LC振荡电路中产生的振荡电流的频率，可采用的方法是( )A.增大电容器两极板的间距B.升高电容器的充电电压C.增加线圈的匝数D.在线圈中插入铁芯答案 A解析LC振荡电路中产生的振荡电流的频率f＝12πLC，要想增大频率，应该减小电容C，减小线圈的电感L，再根据C＝εr S4πkd，增大电容器两极板的间距，电容减小，所以A正确；升高电容器的充电电压，电容不变，B错误；增加线圈的匝数、在线圈中插入铁芯，电感L 增大，故C、D错误.三、麦克斯韦电磁场理论[导学探究] (1)电子感应加速器就是用来获得高速电子的装置，其基本原理如图7所示，上、下为电磁铁的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室，电磁铁线圈中通入变化的电流，真空室中的带电粒子就会被加速，其速率会越来越大.请思考：带电粒子受到什么力的作用而被加速？如果线圈中通以恒定电流会使粒子加速吗？这个现象告诉我们什么道理？图7(2)用导线将手摇发电机与水平放置的平行板电容器两极相连，平行板电容器两极板间的距离为4cm左右，在下极板边缘放上几个带绝缘底座的可转动小磁针，当摇动发电机给电容器充电或放电时，小磁针发生转动，充电结束或放电结束后，小磁针静止不动.请思考：小磁针受到什么力的作用而转动？这个现象告诉我们什么道理？答案(1)带电粒子受到电场力作用做加速运动.线圈中通入恒定电流时，带电粒子不会被加速.变化的磁场能产生电场.(2)小磁针受到磁场力的作用而转动.变化的电场可以产生磁场.[知识深化] 对麦克斯韦电磁场理论的理解(1)变化的磁场产生电场①均匀变化的磁场产生恒定的电场.②非均匀变化的磁场产生变化的电场.③周期性变化的磁场产生同频率的周期性变化的电场.(2)变化的电场产生磁场①均匀变化的电场产生恒定的磁场.②非均匀变化的电场产生变化的磁场.③周期性变化的电场产生同频率的周期性变化的磁场.例4某电路中电场随时间变化的图像如下列各图所示，能产生电磁场的是( )答案 D解析图A中电场不随时间变化，不会产生磁场；图B和图C中电场都随时间做均匀的变化，只能在周围产生恒定的磁场，也不会产生和发射电磁波；图D中电场随时间做不均匀的变化，能在周围空间产生变化的磁场，而这个磁场的变化也是不均匀的，又能产生变化的电场，从而交织成一个不可分割的统一体，即形成电磁场.四、电磁波[导学探究] 如图8所示是赫兹证明电磁波存在的实验装置，当接在高压感应圈上的两金属球间有电火花时，检波器上两铜球间也会产生电火花，这是为什么？这个实验证实了什么问题？图8答案当A、B两金属球间产生电火花时就会产生变化的电磁场，这种变化的电磁场传播到检波器时，它在检波器中激发出感应电动势，使检波器上两铜球间也会产生电火花.这个实验证实了电磁波的存在.[知识深化] 电磁波与机械波的比较机械波电磁波研究对象力学现象电磁现象周期性位移随时间和空间做周期性变化电场强度E和磁感应强度B随时间和空间做周期性变化传播情况传播需要介质，波速与介质传播无需介质，在真空中波速等于光速c，有关，与频率无关在介质中传播时，波速与介质和频率都有关产生机理由质点(波源)的振动产生由电磁振荡激发是横波还可能是横波，也可能是纵波横波是纵波干涉和衍射可以发生干涉和衍射例5(多选)以下关于机械波与电磁波的说法中，正确的是( )A.机械波和电磁波，本质上是一致的B.机械波的波速只与介质有关，而电磁波在介质中的波速不仅与介质有关，而且与电磁波的频率有关C.机械波可能是纵波，而电磁波必定是横波D.它们都能发生反射、折射、干涉和衍射现象答案BCD解析机械波由波源的振动产生；电磁波由周期性变化的电场(或磁场)产生，机械波是能量波，传播需要介质，速度由介质决定，电磁波是物质波，波速由介质和自身的频率共同决定；机械波有横波，也有纵波，而电磁波一定是横波，它们都能发生反射、折射、干涉和衍射等现象，故选项B、C、D正确.1.(电磁振荡)如图9所示的LC振荡电路中，已知某时刻电流i的方向如图所示，且正在增大，则此时( )图9A.A板带正电B.线圈L两端电压在增大C.电容器C正在充电D.电场能正在转化为磁场能答案 D解析电路中的电流正在增大，说明电容器正在放电，选项C错误；电容器放电时，电流从带正电的极板流向带负电的极板，则A板带负电，选项A错误；电容器放电，电容器两板间的电压减小，线圈两端的电压减小，选项B错误；电容器放电，电场能减小，电流增大，磁场能增大，电场能正在转化为磁场能，选项D正确.2.(电磁振荡的周期和频率)在LC振荡电路中，电容器放电时间的长短决定于( )A.充电电压的大小B.电容器带电荷量的多少C.放电电流的大小D.电容C和电感L的数值答案 D解析电容器放电一次经历四分之一个周期，而周期T＝2πLC，T是由振荡电路的电容C 和电感L决定的，与充电电压、带电荷量、放电电流等无关.故选D.3.(麦克斯韦电磁场理论)下列说法中正确的是( )A.任何变化的磁场都要在周围空间产生变化的电场，振荡磁场在周围空间产生同频率的振荡电场B.任何电场都要在周围空间产生磁场，振荡电场在周围空间产生同频率的振荡磁场C.任何变化的电场都要在周围空间产生磁场，振荡电场在周围空间产生同频率的振荡磁场D.电场和磁场总是相互联系着，形成一个不可分割的统一体，即电磁场答案 C解析根据麦克斯韦电磁场理论，如果电场(磁场)的变化是均匀的，产生的磁场(电场)是恒定的；如果电场(磁场)的变化是不均匀的，产生的磁场(电场)是变化的；振荡电场(磁场)在周围空间产生同频率的振荡磁场(电场)；周期性变化的电场和周期性变化的磁场总是相互联系着，形成一个不可分割的统一体，即电磁场.故选C.4.(电磁波的特点)(多选)下列关于电磁波的说法中，正确的是( )A.电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播B.电磁波在任何介质中的传播速度均为3.0×108m/sC.电磁波由真空进入介质传播时，波长将变短D.只要空间中某个区域有变化的电场或变化的磁场，就能产生电磁波答案AC解析电磁波在真空中的传播速度为光速c＝3.0×108m/s，且c＝λf，从一种介质进入另一种介质，频率不变，但速度、波长会变化.电磁波仍具有波的特征，电磁波只有在真空中的速度才为3.0×108m/s，在其他介质中的传播速度小于3.0×108m/s.只有交变的电场和磁场才能产生电磁波.一、选择题考点一电磁振荡1.(多选)在LC振荡电路中，若某个时刻电容器极板上的电荷量正在增加，则( )A.电路中的电流正在增大B.电路中的电场能正在增加C.电路中的电流正在减小D.电路中的电场能正在向磁场能转化答案BC解析电荷量增加，电容器充电，电场能增加，磁场能减小，电流减小.故选B、C.2.(多选)LC振荡电路中电容器两端的电压U随时间t变化的关系图像如图1所示，则( )图1A.在t1时刻，电路中的电流最大B.在t2时刻，电路中的磁场能最多C.在t2至t3的过程中，电路中的电场能不断增加D.在t3至t4的过程中，电容器带的电荷量不断增加答案BC解析t1时刻电容器两端电压最高，电路中振荡电流为零，t2时刻电容器两端电压为零，电路中振荡电流最大，磁场能最多，故选项A错误，选项B正确；在t2至t3的过程中，由题图可知，电容器两极板间电压增大，必有电场能增加，选项C正确；而在t3至t4的过程中，电容器两极板间电压减小，电容器带的电荷量不断减少，选项D错误.3.(多选)在如图2甲所示的LC振荡电路中，通过P点的电流随时间变化的图线如图乙所示，若把通过P点向右的电流规定为i的正方向，则( )图2A.0至0.5ms内，电容器C正在充电B.0.5ms至1ms内，电容器上极板带正电C.在1ms至1.5ms内，Q点比P点电势高D.在1.5ms至2ms内，磁场能在减少答案CD解析由题图乙知0至0.5 ms内i在增大，电容器正在放电，A错误；0.5 ms至1 ms内，电流在减小，应为充电过程，电流方向不变，电容器上极板带负电，B 错误；在1 ms 至1.5 ms 内，为放电过程，电流方向改变，Q 点比P 点电势高，C 正确；在1.5 ms 至2 ms 内为充电过程，磁场能在减少，D 正确.考点二 电磁振荡的周期和频率4.某LC 电路的振荡频率为520kHz ，为能提高到1040kHz ，以下说法正确的是( )A.调节可变电容，使电容增大为原来的4倍B.调节可变电容，使电容减小为原来的14C.调节电感线圈，使线圈匝数增加到原来的4倍D.调节电感线圈，使线圈电感变为原来的12答案 B解析 由振荡频率公式f ＝12πLC 可知，要使频率提高到原来的2倍，则可以减小电容使之变为原来的14，或减小电感使之变为原来的14，故B 正确，A 、C 、D 错误. 5.(多选)电子钟是利用LC 振荡电路来工作计时的，现发现电子钟每天要慢30s ，造成这一现象的原因可能是( )A.电池用久了B.振荡电路中电容器的电容大了C.振荡电路中线圈的电感大了D.振荡电路中电容器的电容小了答案 BC解析 电子钟变慢，说明LC 回路的振荡周期变大，根据公式T ＝2πLC 可知，振荡电路中电容器的电容变大或线圈的电感变大都会导致振荡电路的振荡周期变大.故选B 、C.6.(多选)为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器C 置于储罐中，电容器可通过开关S 与线圈L 或电源相连，如图3所示.当开关从a 拨到b 时，由L 与C 构成的电路中产生周期T ＝2πLC 的振荡电流.当罐中的液面上升时( )图3A.电容器的电容减小B.电容器的电容增大C.LC 电路的振荡频率减小D.LC 电路的振荡频率增大答案 BC解析 当罐中液面上升时，电容器两极板间的介电常数变大，则电容器的电容C 增大，根据T ＝2πLC ，可知LC 电路的振荡周期T 增大，又f ＝1T，所以振荡频率减小，故选项B 、C 正确，A 、D 错误.考点三 麦克斯韦电磁场理论7.(多选)根据麦克斯韦电磁场理论，以下叙述中正确的是( )A.教室中亮着的日光灯周围空间必有磁场和电场B.打点计时器工作时周围必有磁场和电场C.恒定的电场产生恒定的磁场，恒定的磁场激发恒定的电场D.电磁波在传播过程中，电场方向、磁场方向和传播方向三者互相垂直答案 ABD8.在下图所示的四种磁场情况中能产生恒定的感应电场的是( )答案 C解析 A 中磁场不变，则不会产生电场，故A 错误；B 中磁场方向变化，但大小不变，不会产生恒定的电场，故B 错误；C 中磁场随时间均匀变化，则会产生恒定的电场，故C 正确；D 中磁场随时间做非均匀变化，则会产生非均匀变化的电场，故D 错误.9.(多选)根据麦克斯韦电磁场理论，变化的磁场可以产生电场.当产生的电场的电场线如图4所示时，可能是( )图4A.向上方向的磁场在增强B.向上方向的磁场在减弱C.向上方向的磁场先增强，然后反向减弱D.向上方向的磁场先减弱，然后反向增强答案BD解析在电磁感应现象的规律中，当一个闭合电路中通过它的磁通量发生变化时，电路中就有感应电流产生，电路中并没有电源，电流的产生是由于磁场的变化造成的.麦克斯韦把以上的观点推广到不存在闭合电路的情况，即变化的磁场产生电场.判断电场与磁场变化的关系仍可利用楞次定律，只不过是用电场线方向代替了电流方向.向上方向的磁场减弱时，感应电流的磁场阻碍原磁场的减弱而方向向上，根据安培定则知感应电流方向如题图中E的方向所示，选项A错误，B正确.同理，当磁场反向即向下的磁场增强时，也会得到如题图中E 的方向，选项C错误，D正确.考点四电磁波10.(多选)以下关于电磁波的说法中正确的是( )A.只要电场或磁场发生变化，就能产生电磁波B.电磁波传播需要介质C.赫兹用实验证实了电磁波的存在D.电磁波具有能量，电磁波的传播是伴随有能量向外传递的答案CD解析如果电场(或磁场)是均匀变化的，产生的磁场(或电场)是恒定的，就不能再产生新的电场(或磁场)，也就不能产生电磁波；电磁波不同于机械波，它的传播不需要介质；赫兹用实验证实了电磁波的存在；电磁波具有能量，它的传播是伴随有能量传递的.故选C、D.11.关于电磁波，下列叙述中正确的是( )A.电磁波在真空中的传播速度远小于真空中的光速B.电磁波可以发生衍射现象C.电磁波和机械波一样依赖于介质传播D.随着科技的发展，可以实现利用机械波从太空向地球传递信息答案 B解析电磁波在真空中的传播速度等于真空中的光速，故A错误；电磁波属于波的一种，能够发生衍射现象等波特有的现象，故B正确；电磁波能在真空中传播，而机械波依赖于介质传播，不能在真空中传播，故C、D错误.12.声呐(水声测位仪)向水中发出的超声波遇到障碍物(如鱼群、潜水艇、礁石等)后被反射，测出从发出超声波到接收到反射波的时间及方向，即可测算出障碍物的方位；雷达则向空中发射电磁波，遇到障碍物后被反射，同样根据发射电磁波到接收到反射波的时间及方向，即可测算出障碍物的方位.超声波与电磁波相比较，下列说法正确的有( )A.超声波与电磁波传播时，都向外传递了能量B.这两种波都既可以在介质中传播，也可以在真空中传播C.在空气中传播的速度与在其他介质中传播的速度相比较，这两种波在空气中传播时均具有较大的传播速度D.这两种波传播时，在一个周期内均向前传播了两个波长答案 A二、非选择题13.(电磁振荡的周期和频率)如图5所示，LC 振荡电路中振荡电流的周期为2×10－2s ，自振荡电流沿逆时针方向达到最大值时开始计时，当t ＝3.4×10－2s 时，电容器正处于(填“充电”“放电”“充电完毕”或“放电完毕”)状态.这时电容器的上极板(填“带正电”“带负电”或“不带电”).图5答案 充电 带正电解析 根据题意画出此LC 电路的振荡电流随时间的变化图像如图所示.结合图像，t ＝3.4×10－2 s 时刻设为图像中的P 点，则该时刻正处于反向电流减小的过程，所以电容器正处于反向充电状态，上极板带正电.14.(电磁振荡的周期和频率)LC 振荡电路的电容C ＝556pF ，电感L ＝1mH ，若能向外发射电磁波，则其周期是多少？电容器极板所带电荷量从最大变为零，经过的最短时间是多少？ 答案 4.68×10－6s 1.17×10－6s解析 T ＝2πLC＝2×3.14×1×10－3×556×10－12 s ≈4.68×10－6s LC 振荡电路周期即其发射的电磁波周期，电容器极板上所带电荷量由最大变为零，经过的最短时间为T 4， 则t ＝T 4＝1.17×10－6s.。
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第1节 电_磁_振_荡对应学生用书P37电 磁 振 荡[自读教材·抓基础]1．振荡电流和振荡电路(1)振荡电流：大小和方向都随时间做周期性迅速变化的电流。
(2)振荡电路：产生振荡电流的电路。
(3)LC 振荡电路：由线圈L 和电容器C 组成的电路，是最简单的振荡电路。
2．电磁振荡的过程(1)放电过程：由于线圈的自感作用，放电电流由零逐渐增大，电容器极板上的电荷逐渐减小，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，振荡电流逐渐增大，放电完毕，电流达到最大，电场能全部转化为磁场能。
(2)充电过程：电容器放电完毕后，由于线圈的自感作用，电流保持原来的方向逐渐减小，电容器将进行反向充电，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，振荡电流逐渐减小，充电完毕，电流减小为零，磁场能全部转化为电场能。
此后，这样充电和放电的过程反复进行下去。
3．电磁振荡的分类 (1)无阻尼振荡：1.振荡电流是大小和方向都随时间做周期性迅速变化的电流。
能够产生振荡电流的电路叫振荡电路，最简单的振荡电路是LC 振荡电路。
2．电容器放电过程中，极板上电量减少，电流增大，电场能逐渐转化为磁场能；电容器充电过程中，极板上电量增多，电流减小，磁场能逐渐转化为电场能。
这种电场能和磁场能周期性相互转化的现象叫电磁振荡。
3．LC 振荡电路的振荡周期T ＝2πLC ，振荡频率f ＝12πLC 。
在LC 振荡电路中，如果能够及时地把能量补充到振荡电路中，以补偿能量损耗，就可以得到振幅不变的等幅振荡。
(2)阻尼振荡：在LC 振荡电路中，由于电路有电阻，电路中有一部分能量会转化为内能，另外还有一部分能量以电磁波的形式辐射出去，使得振荡的能量减小。
[跟随名师·解疑难]1．各物理量变化情况一览表：工作过程q E iB能量转化0→T4放电 q m →0E m →00→i m0→B mE 电→E 磁 T 4→T2充电 0→q m0→E mi m →0B m →0E 磁→E 电 T 2→3T 4放电 q m →0E m →00→i m0→B mE 电→E 磁 3T 4→T 充电0→q m0→E mi m →0 B m →0E 磁→E 电2．振荡电流、极板带电荷量随时间的变化图像：(a)以逆时针方向电流为正(b)图中q 为上极板的电荷量图3－1－13．变化规律及对应关系： (1)同步同变关系：在LC 回路发生电磁振荡的过程中，电容器上的物理量：电量q 、电场强度E 、电场能E E 是同步同向变化的，即：q ↓—E ↓—E E ↓(或q ↑—E ↑—E E ↑)。
振荡线圈上的物理量：振荡电流i 、磁感应强度B 、磁场能E B 也是同步同向变化的，即：i ↑—B ↑—E B ↑(或i ↓—B ↓—E B ↓)。
(2)同步异变关系：在LC 回路产生电磁振荡的过程中，电容器上的三个物理量q 、E 、E E 与线圈中的三个物理量i 、B 、E B 是同步异向变化的，也即q 、E 、E E ↑――→同步异向变化i 、B 、E B ↓。
[学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手)图3－1－2中画出了一个LC 振荡电路中的电流变化图线，根据图线可判断( )图3－1－2A ．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：选D 由题图知，t 1时刻电流最大，磁场最强，磁场能最大，根据电磁振荡的规律，此时电场能应最小，电场最弱，电容器极板上电荷量最小，此时电容器的电荷量为0，选项C 错误，D 正确；此时因电流最大，变化率是0，自感电动势为0，电感线圈两端电压最小，A 错误；t 2时刻电流最小，电场能最大，电容器两极间的电压最大，B 错误。
电磁振荡的周期与频率[自读教材·抓基础]1．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：1 s 内完成的周期性变化的次数。
(3)振荡电路里发生无阻尼振荡时的周期和频率叫振荡电路的固有周期和固有频率，简称振荡电路的周期和频率。
2．LC振荡电路周期和频率的表达式(1)周期：T＝2πLC单位：秒(s)(2)频率：f＝12πLC单位：赫兹(Hz)[跟随名师·解疑难]1．影响电磁振荡周期(频率)的因素(1)由电磁振荡的周期公式T＝2πLC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。
(2)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。
(3)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＝εS4πkd(平行板电容器电容)，不难判断ε、S、d变化时，电容C的变化。
2．LC回路中各物理量的变化周期LC回路中的电流i、线圈中的磁感应强度B、电容器极板间的电场强度E的变化周期就是LC回路的振荡周期T＝2πLC，在一个周期内上述各量方向改变两次；电容器极板上所带的电荷量，其变化周期也是振荡周期T＝2πLC，极板上电荷的电性在一个周期内改变两次；电场能、磁场能也在做周期性变化，但是它们是标量没有方向，所以变化周期T′是振荡周期T的一半，即T′＝T2＝πLC。
[学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手)要增大LC振荡电路的频率，可采取的办法是( ) A．增大电容器两极板正对面积B．减少极板带电荷量C．在线圈中放入软铁棒作铁芯D．减少线圈匝数解析：选D 根据LC振荡电路的频率公式f＝12πLC 和平行板电容器电容公式C＝εS4πkd知，当增大电容器两极板正对面积时，C增大，f减小；减少极板带电荷量，不影响C，即f 不变；在线圈中放入软铁棒作铁芯，L增大，f减小；减少线圈匝数，L减小，f增大。
对应学生用书P39LC回路电磁振荡过程分析[典题例析]1．LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图3－1－3所示，则( )图3－1－3A．若磁场正在减弱，则电容器正在充电，电流由b向aB．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[思路点拨] 解答本题首先根据电流的磁场方向和安培定则判断振荡电流的方向，然后再根据磁场的变化判断电容器的充放电以及极板带电情况。
解析：若磁场正在减弱，则电流在减小，是充电过程，根据安培定则可确定电流由b 向a流，电场能增大，上极板带负电，故选项A、B正确；若磁场正在增强，则电流在增大，是放电过程，电场能正在减小，根据安培定则，可判断电流由b向a，上极板带正电，故选项C正确，D错误。
答案：ABC[探规寻律](1)电磁振荡问题的解题模型(2)模型突破：q决定了电场的强弱和电场能的大小，i决定了磁场的强弱和磁场能的大小。
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，知道其中一种场的变化就能推知另一种场的变化情况。
[跟踪演练]图3－1－4所示的是某时刻LC振荡电路中振荡电流i的方向，下列对甲、乙回路情况的判断正确的是( )图3－1－4A．若甲电路中电流i正在增大，则该电路中线圈的自感电动势必定在增大B．若乙电路中电流i正在增大，则该电路中电容器里的电场必定向下C．若甲电路中电流i正在减小，则该电路中线圈周围的磁场必在增强D．若乙电路中电流i正在减小，则该电路中电容器极板电荷必是上正下负解析：选B 据振荡电路特点知，若电路中电流正在增大，说明振荡电路正在放电，电容器里的电荷量在减少，电压也在减小，线圈的自感电动势也在减小；反之，若电流正在减小，说明电容器正在充电，各量相应的变化与上述相反。
电磁振荡的周期和频率[典题例析]2．在LC振荡电路中，线圈的自感系数L＝2.5 mH，电容C＝4 μF。
(1)该电路的周期多大？(2)设t ＝0时，电容器上电压最大，在t ＝9.0×10－3s 时，通过线圈的电流是增大还是减小，这时电容器是处于充电过程还是放电过程？[思路点拨] 根据计算的周期和时间的关系确定t ＝9.0×10－3s 这一时刻是处于第几个T4，再判断电流的变化情况和电容器是充电还是放电。
解析：(1)由电磁振荡的周期公式可得T ＝2πLC ＝2×3.14× 2.5×10－3×4×10－6 s＝6.28×10－4s(2)因为t ＝9.0×10－3s 相当于14.33个周期， 而T 4<0.33 T <T2， 由电磁振荡的周期性，当t ＝9.0×10－3s 时，LC 回路中的电磁振荡正在第二个T4的变化过程中。
t ＝0时，电容器上电压最大，极板上电荷量最多，电路中电流值为零，回路中电流随时间的变化规律如图所示：第一个T 4内，电容器放电，电流由零增至最大；第二个T4内，电容器被反向充电，电流由最大减小到零。
显然，在t ＝9.0×10－3s 时，即在第二个T4内，线圈中的电流在减小，电容器正处在反向充电过程中。
答案：(1)6.28×10－4 s (2)减小 充电过程[探规寻律](1)LC 回路的固有周期T ＝2πLC ，仅由电路本身特性即L 和C 决定而与其他因素无关。
(2)运用周期或频率公式分析计算时，要特别注意单位换算和数量级的计算。
[跟踪演练]在LC 振荡电路中，用以下的哪种办法可以使振荡频率增大一倍( ) A ．自感系数L 和电容C 都增大一倍 B ．自感系数L 增大一倍，电容C 减小一半 C ．自感系数L 减小一半，电容C 增大一倍 D ．自感系数L 和电容C 都减小一半解析：选D 由LC 振荡电路的频率f ＝12πLC可知，当自感系数L 和电容C 都减小一半时，其振荡频率恰好增大一倍。
对应学生用书P40[课堂双基落实]1．关于在LC 振荡电路的一个周期的时间内，下列说法中正确的是( ) ①磁场方向改变一次；②电容器充、放电各一次； ③电场方向改变两次；④电场能向磁场能转化完成两次 A ．①② B ．②③④ C ．③④D ．①③④解析：选C 在一个振荡周期内，电场、磁场方向改变两次，电场能、磁场能转化两次；电容器充、放电各两次。
故选项C 正确。
2．在LC 回路产生电磁振荡的过程中，下列说法正确的是( ) A ．电容器放电完毕时，回路中磁场能最小 B ．回路中电流值最大时，磁场能最大 C ．电容器极板上电荷量最多时，电场能最大 D ．回路中电流值最小时，电场能最小解析：选BC 电容器放电完毕时，q ＝0，i 最大，磁场能最大，A 错，B 对；电流最小时，i ＝0，电容器极板上电荷量最多，极板间电场最强，电场能最大，C 对，D 错。