人教版 (新课标)选修3选修3-4第十四章 电磁波2 电磁振荡导学案

14.2 电磁振荡 学案（人教版选修3-4）

1．电磁振荡的放电过程：由于线圈的自感作用，放电电流由零逐渐增大，同时电容器极

板上的电荷________________，在这个过程中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____________，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．电磁振荡的充电过程：电容器放电完毕后，由于线圈的自感作用，电流保持

________________________逐渐减小，电容器将进行________________，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．

3．在电磁振荡过程中，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

场和磁场都在__________________，电场能和磁场能周期性的________．

4．LC电路的周期、频率公式：T＝2π，f＝______，其中：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)、法拉(F)．

5．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

6．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

7．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

图1

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(　　)

①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③      B．只有②和④

C．只有④       D．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．

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(　　)

图2

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3

A．当t＝时，由a到b流经线圈的电流最大

B．当t＝π时，由b到a流经线圈的电流最大

C．当t＝时，电路中电场能最大

D．当t＝时，电容器左极板带有正电荷最多

参考答案

课前预习练

1．逐渐减少　磁场能

2．原来的方向　反向充电

3．周期性的变化　转化

4.

5．BC

6．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＝可知：欲增大f，应减小LC，故选C.]

7．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、EB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＝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＝2π，f＝

其中：①C＝，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＝.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＝，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＝2π，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．