人教版 (2019)选择性必修 第二册1 电磁振荡学案及答案

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第二册1 电磁振荡学案及答案，共6页。学案主要包含了电磁振荡的产生，电磁振荡的周期和频率等内容，欢迎下载使用。
2020-2021学年人教版（2019）选择性必修第二册 4.1 电磁振荡 学案学习目标1、理解振荡电流、振荡电路及LC振荡电路的概念，了解LC振荡电路中振荡电流的产生过程。2、了解LC振荡电流及其相关量的变化情况。3、理解LC振荡电路中的能量变化。4、了解固有周期和固有频率的公式。重点难点1、LC振荡电路中电磁振荡的产生以及在这个过程中能量的相互转化规律。（重点）2、了解LC振荡电路中振荡电流变化过程中电场能与磁场能相互转化的规律，会分析电磁振荡完成一个周期性变化的过程中电容器的充、放电情况和线圈中电流的大小和方向的变化情况的关系。（难点）自主探究一、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。3、LC振荡电路的放电、充电过程（1）电容器放电：线圈有自感作用，放电电流不会立刻达到最大值，而是由零逐渐增大，极板上的电荷逐渐减少；放电完毕时，极板上的电荷量为零，放电电流达到最大值。该过程电容器的电场能全部转化为线圈的磁场能。（2）电容器充电：电容器放电完毕时，线圈有自感作用，电流并不会立刻减小为零，而会保持原来的方向继续流动，并逐渐减小，电容器开始反向充电，极板上的电荷逐渐增多，电流减小到零时，充电结束，极板上的电荷量达到最大值。该过程中线圈的磁场能又全部转化为电容器的电场能。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。2、频率：1s内完成的周期性变化的次数。如果振荡电路没有能量损失，也不受其他外界影响，这时的周期和频率分别叫做振荡电路的固有周期和固有频率。3、周期和频率公式：T＝2π，f＝。探究思考一、电磁振荡的变化规律1、各物理量变化情况一览表时刻（时间）工作过程qEiB能量放电过程充电过程放电过程充电过程 2、振荡电流i、极板带电荷量q、电场能、磁场能随时间的变化图像3、分类分析（1）同步关系在LC振荡电路发生电磁振荡的过程中，电容器上的物理量：电荷量q、电场强度E、电场能是同步变化的，即：振荡线圈上的物理量：振荡电流i、磁感应强度B、磁场能也是同步变化的，即：（2）同步异向关系在LC振荡电路发生电磁振荡的过程中，电容器上的三个物理量与线圈中的三个物理量是同步异向变化的，即同时减小时，同时增大，也即：，同步异向变化，。【典例一】1、LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，则(   )A.若磁场正在减弱，则电容器正在充电，电流由a向bB.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，则电场能正在减小，电容器上极板带负电D.若磁场正在增强，则电容器正在充电，电流方向由a向b解题思路：由安培定则可知，电流方向由b到a；若磁场正在减弱，可知电容器处于充电状态，电场能正在增大，电流方向由b到a，所以电容器下极板带正电，上极板带负电，故A错误，B正确；若磁场正在增强，可知电容器处于放电状态，电场能正在减小，电流方向由b到a，所以电容器上极板带正电，故C、D错误。答案：B二、电磁振荡与简谐运动的比较 电磁振荡简谐运动模型LC振荡电路弹簧振子对应的物理量电容C电感L电荷量q电流i电场能磁场能弹簧劲度系数k振子质量m位移x振子速度v势能动能规律两极板间电势差随时间按正弦规律变化振子的位移随时间按正弦规律变化能量转化电场能与磁场能相互转化，总能量守恒动能与势能相互转化，总能量守恒本质区别振荡电路中自由电子的电磁运动振子的机械运动 【典例二】2、LC振荡电路中电容器两端的电压u随时间t变化的关系如图所示，则(   )A.在时刻，电路中的电流最大 B.在时刻，电路的磁场能最大C.从至时刻，电路的电场能不断增大 D.从至时刻，电容器带的电荷量不断增多解题思路：在时刻电路中电容器两端的电压最大，故两极板之间的电场最强，电场能最大，根据能量守恒可知此时磁场能最小，故在时刻电路中的电流为0，故A错误；在时刻电路中电容器两端的电压为0，两极板之间的电场强度为0，故电场能为0，根据能量守恒可知此时磁场能最大，故B正确；从至时刻，电容器两端的电压逐渐增大，故两极板之间的电场逐渐增强，则电路的电场能不断增大，故C正确；从至时刻，电容器两端的电压逐渐减小，根据可知电容器带的电荷量不断减小，故D错误。答案： BC随堂训练1、在LC回路产生电磁振荡的过程中，下列说法中错误的是(   )A.电容器放电完毕时刻，回路中电流最小B.回路中电流值最大时刻，回路中磁场能最大C.电容器极板上所带电荷量最大时，电场能最大D.回路中电流值最小的时刻，电容器带电荷量最大答案：A2、有一个LC回路能产生一定波长的电磁波，若要产生比原来波长短的电磁波，则可以(   )A.增加线圈匝数
B.在线圈中插入铁芯
C.减小电容器两极板的正对面积
D.减小电容器两极板间的距离答案：C3、LC回路中电容器两极板间的电压U随时间t变化的关系如图所示，则(   )A.在t1时刻，电路中的电流最大
B.在t2时刻，电路中的磁场能最小
C.在t2~t3时间内，电路中的电场能不断增大
D.在t3~t4时间内，电容器的带电荷量不断增大答案：C4、如图所示，LC振荡电路导线及电感线圈的电阻忽略不计，某瞬间回路中电流方向如箭头所示，且电流正在增大，则(   )A.这时电容器A板带负电荷，B板带正电荷
B.因电流正在增大，M、N间的电势差也随之增大
C.当M、N间电势差随电流的变化达到最大值时，磁场能刚好向电场能转化完毕
D.题中所述时刻线圈中产生的感应电动势正在变大答案：AC