人教版 (新课标)选修32 电磁振荡导学案
展开(1)通过对电磁振荡的实验观察,体会LC电路中电荷、电场、电流、磁场的动态变化过程及电磁波的产生过程
(2)了解LC振荡电流及其相关物理量的变化情况
(3)了解固有周期和固有频率的公式,了解实际生产生活中调节振荡电路的频率和基本
一、课前自主学习
1、电磁振荡的产生
⑴振荡电流:大小和方向都做 迅速变化的电流,叫做振荡电流。
⑵振荡电路:能产生振荡电流的电路叫做 。
⑶振荡过程:课本P78图14.2-1,将开关S掷到右侧,先给电容器充电,再将开关掷向左侧,从此时起,电容器要对线圈放电。
①放电过程:由于线圈的 作用,放电电流不能立刻达到最大值,由0逐渐增大,同时电容器极板上的电荷 。放电完毕时,极板上所带电荷为零,放电电流达到 。该过程电容器储存的 转化为线圈的 。
②充电过程:电容器放电完毕,由于线圈的 作用,电流并不会立刻消失,而要保持原来的方向继续流动,并逐渐减小,电容器开始 ,极板上的电荷逐渐 .当电流减小到零时,充电结束,极板上电荷量达到 。该过程线圈中的 又转化为电容器的 。此后电容器再放电,再充电,周而复始,于是电路中就有了周期性变化的振荡电流。
⑷实际的LC振荡是阻尼振荡:电路中有电阻,振荡电流通过时会有 产生,另外还会有一部分能量以 的形式辐射出去,如果要实现等幅振荡,必须有能量补充到电路中。
2、电磁振荡的周期和频率⑴周期:电磁振荡完成一次 需要的时间叫做周期。
⑵频率:单位时间内完成的 变化的次数叫做频率。如果振荡电路没有能量损失,也不受外界影响,这时的周期和频率分别叫做 和 。⑶周期和频率公式:T= f=
探究2:仔细观察课本P79图14.2-2,分析电荷、电场强度、电势差、电场能、电流、磁感应强度、磁场能在一个振荡周期内的变化规律。
三、课堂练习
1.在LC振荡电路中( )
A.电容器充放电一次,所用时间是半个周期
B.电容器两板间电压最大时,电流为零
C.电路中电流减小时,电容器处于放电状态
D.电容器放电完毕时电流为零
2.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( )
A.eq \f(π,4)eq \r(LC) B.eq \f(π,2)eq \r(LC) C.πeq \r(LC) D.2πeq \r(LC)
3.在LC振荡电路中,用以下的哪种办法可以使振荡频率大一倍( )
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.为了增大LC振荡电路的固有频率,下列办法中可采取的是( )
A.增大电容器两极板的正对面积并在线圈中放入铁芯
B.减小电容器两极板的距离并增加线圈的匝数
C.减小电容器两极板的距离并在线圈中放入铁芯
D.减小电容器两极板的正对面积并减小线圈的匝数
5.LC振荡电路中,某时刻磁场方向如图所示,下列说法正确的是( )
A.若磁场正在减弱,则电容器上极板带正电
B.若电容器正在放电,则电容器上极板带负电
C.若电容器上极板带正电,则线圈中电流正在增大
D.若电容器正在放电,则自感电动势阻碍电流的增大
6.如图所示中画出一个LC振荡电路中的电流变化图线,根据图线可判断( )
A.t1时刻电感线圈两端电压最大
B.t2时刻电容器两极间电压为零
C.t1时刻电路中只有电场能
D.t1时刻电容器带电荷量为零
7.LC振荡电路在某一时刻的电场和磁场的示意图如图所示,图中B是自感线圈形成的磁场的磁感应强度,E为电容器两极板间的电场的场强,则下列叙述正确的是( )
A.电容器正在放电,电流沿电路的顺时针方向,电场能正向磁场能转化
B.电容器正在充电,电流沿电路的逆时针方向,磁场能正向电场能转化
C.电容器正在放电,电流沿电路的逆时针方向,电场能正向磁场能转化
D.电容器正在充电,电流沿电路的顺时针方向,磁场能正向电场能转化
8.如图甲所示,在LC振荡电路中,通过P点的电流变化规律如图乙所示,且把通过P点向右的方向规定为电流i的正方向,则( )
A.0.5 s至1 s时间内,电容器C在放电
B.0.5 s至1 s时间内,电容器C的上极板带正电
C.1 s至1.5 s时间内,Q点的电势比P点的电势高
D.1 s至1.5 s时间内,电场能正在转变成磁场能
9.如图所示,LC振荡回路中振荡电流的周期为2×10-2 s,自振荡电流沿逆时针方向达最大值时开始计时,当t=3.4×10-2 s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”)。
【课堂小结】
【课后作业】 优化作业P103 1—9
【课后反思】
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