物理选修32 电磁振荡备课ppt课件

这是一份物理选修32 电磁振荡备课ppt课件，共39页。PPT课件主要包含了核心要点突破，课堂互动讲练，知能优化训练，第一节第二节，课前自主学案，目标概览，振荡电流，自感线圈L，电容器C，保持不变等内容，欢迎下载使用。

学习目标：1.知道什么是LC振荡电路和振荡电流．2．知道LC回路中振荡电流产生的过程．3．知道产生电磁振荡过程中，LC振荡电路中的能量转化情况，知道阻尼振荡和无阻尼振荡．4．知道什么是电磁振荡的周期和频率．5. 知道LC回路的周期、频率公式，并能利用公式分析、计算简单问题．重点难点：1.定性理解振荡周期与电容、电感的关系．2．LC振荡电路的周期(频率)公式．
一、电磁振荡的产生1．振荡电流：____和____做周期性变化的电流 . 2．振荡电路(1)定义：能产生_________的电路．(2)结构：最简单的振荡电路是由____________和__________组成的电路，称为LC回路．3．电磁振荡：电容器充放电的过程中，电容器极板上的电荷q，电路中的电流i，电容器里的电场的场强E，线圈磁场的磁感应强度B，都发生周期性的变化的现象．
4．LC回路的振荡过程
二、阻尼振荡和无阻尼振荡1．无阻尼振荡：在电磁振荡中，如果没有能量损失，振荡应该永远持续下去，振荡电流的振幅应该永远____________的振荡．2．阻尼振荡：振荡电路中的能量要逐渐损耗，振荡电流的振幅要___________，直到最后停止振荡的振荡．
三、电磁振荡的周期和频率1．周期：电磁振荡完成一次________变化需要的时间．2．频率：一秒钟内完成的________变化的次数．3．固有周期和固有频率振荡电路中发生电磁振荡时，如果没有能量损失，也不受其他外界的影响，这时电磁振荡的周期和频率叫做振荡电路的________和________．简称振荡电路的周期和频率．
一、电磁振荡的特点及变化规律1．电磁振荡的特点LC回路工作具有周期性，可归纳为：(1)两个物理过程放电过程：q↓→i↑，电场能转化为磁场能充电过程：q↑→i↓，磁场能转化为电场能(2)五个特殊状态，如下表所示.
(3)振荡电流的图象图18－1－1
2．电磁振荡的变化规律(1)总能量守恒：电场能＋磁场能＝恒量(2)电场能与磁场能交替转化电场能↓→磁场能↑电场能↑→磁场能↓电场强度E↓→磁感应强度B↑电场强度E↑→磁感应强度B↓电容器带电量q↓→电路中电流i↑电容器带电量q↑→电路中电流i↓
特别提醒：电容器极板上的电量、振荡电流、电场和磁场变化的频率相同，在一个周期内完成一次周期性变化，频率均为f.在一个周期内电场能和磁场能相互转化两次，转化的频率为2f.
二、如何理解、应用周期公式和频率公式1．LC振荡电路的周期公式、频率公式，要理解其物理含义，它只由电路本身的特性(L、C值)决定，所以叫做固有周期和固有频率．应用中通过改变LC回路中电感L或电容C，周期和频率也随之改变，满足各种需要．2．应用周期公式、频率公式进行计算时，要特别注意各个物理量的单位，常用电容的单位有微法(μF)和皮法(pF)，代入公式时，一定要换为法拉(F)；
如图18－1－2所示为LC电路中电容器两极板上的电压u随时间t变化的图象，由图可知(　　)图18－1－2
A．在t1时刻，电路中的磁场能最小B．从t1到t2，电路中的电流不断变小C．从t2到t3，电容器极板上的带电荷量增多D．在t4时刻，电容器中的电场能最小【解析】　电磁振荡中，随振荡电流i同步变化的有磁感应强度B和磁场能，随电容器上电荷量q同步变化的有板间电压U，场强E和电场能，当其中一个变大时，另一个变小；其中一个为零时，另一个达到最大值．
在t1时刻，电容器上电压最大，电场能最大，A正确．从t1到t2，电容器上电压减小，即电容器上带电荷量减小，因此电路中电流增大，B错误．从t2到t3，电容器上电压增大，因此带电荷量增加，C正确．在t4时刻，电容器上电压为零，场强也为零，电场能最小，D正确．【答案】　ACD【点评】　做这类题的关键在于熟练掌握电磁振荡过程中各量的对应关系．
变式训练1　图18－1－3(2011年潍坊高二检测)在LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图18－1－3所示，则下列说法正确的是(　　)
A．若磁场正在增强，则电容器上极板带正电B．若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电C．若电容器正在放电，则电容器上极板带正电D．若电容器在充电，则自感电动势的方向与电流的方向相反解析：选B.由题图中磁场方向和安培定则可知，此时电流由下极板向上极板流动．若磁场增强，则说明电流增大，电容器处于放电状态，下极板带正电，A错；若磁场减弱，说明电流减小，电容器处于充电状态，上极板带正电，B对；若电容器正在放电，则说明下极板带正电，C错；若电容器充电，则说明电流减小，自感电动势与电流方向相同，D错．
如图18－1－4所示电路中，L是电阻不计的电感器，C是电容器，闭合开关S，待电路达到稳定状态后，再打开开关S，LC电路中将产生电磁振荡．
如果规定电感L中的电流方向从a到b为正，打开开关的时刻为t＝0时刻，那么图18－1－5中能正确表示电感中的电流i随时间t变化规律的是(　　)图18－1－5
【解析】　S断开前，由于电感器电阻为零，ab段短路，有自a到b的最大电流，电容器不带电．S断开时，电感器中产生与电流方向相同的自感电动势，阻碍电感器中电流的减小，使电感器中电流继续自a向b流动，给电容器充电．
【答案】　C【点评】　此题的LC回路在S断开后的振荡是从L中电流最大开始的，而课本所讲的振荡过程是从电容器带电荷量最多开始的，因而两种情况计时时刻的L和C状态不同，不能用课本的模式去套．
变式训练2　如图18－1－6所示，先把开关S拨到a，对电容器充电，再把开关拨到b，下列说法正确的是(　　)图18－1－6
A．电容器开始放电时，电路中电流最大B．电路中电流最大时，电场能最小C．电容器放电结束时，电路的电流为零D．电容器再开始充电时，电路的磁场能最大解析：选BD.开始放电时，电场能最大，磁场能最小，电流也最小，故A错；放电结束时情况则相反，故C错．
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少线圈的匝数
变式训练3　汽车收音机是利用LC振荡电路来接收电磁波能量的，现需要增大LC电路的固有频率，来接收频率较高的电磁信号，下列哪些方法是可行的(　　)A．减小电容器上的充电电压B．减小电容器两极板之间的间距C．在线圈中将铁芯抽出一些D．增加线圈的匝数
在LC振荡电路中，线圈的自感系数为L＝2.5 mH，电容C＝4 μF.(1)求该回路产生的电磁振荡的周期多大？(2)设在t＝0时，电容器极板上电压最大，在t＝9.0×10－3 s 时，通过线圈的电流是增大还是减小，这时电容器是在充电还是在放电？
【答案】　(1)6.28×10－4 s　(2)减小　充电【点评】　本题解答要求熟练掌握LC回路电磁振荡的周期性、周期的实际意义，以及每一个周期内的放电、反向充电、反向放电、充电四个基本过程中的各量的变化，这是电磁振荡知识的核心内容．
变式训练4　图18－1－7如图18－1－7所示，电源的电动势为E，电容器的电容为C，线圈的电感为L.将开关S从a拨向b，经过一段时间后，电容器放电完毕，求电容器的放电时间，放电电流的平均值是多少？