第14章 2 电磁振荡 （word版含答案）

2　电磁振荡 [学科素养与目标要求]　 物理观念：1.知道什么是LC振荡电路和振荡电流.2.知道LC振荡电路中振荡电流的产生过程，知道电磁振荡过程中能量转化情况.3.知道电磁振荡的周期与频率． 科学思维：会求LC振荡电路的周期与频率． 科学探究：通过多次振荡的演示实验，获得对电磁振荡的感性认识． 一、电场振荡的产生 1．振荡电流：大小和方向都做周期性变化的电流． 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＝ . 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)LC振荡电路中电流增大时，电容器上的电荷一定减少．(　√　) (3)LC振荡电路中，电容器的某一极板，从带最多的正电荷放电到这一极板带最多的负电荷为止，这一段时间为一个周期．(　×　) (4)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．(　√　) 2．在LC振荡电路中，电容器C带的电荷量q随时间t变化的图象如图1所示.1×10－6 s到2× 10－6 s内，电容器处于_____(填“充电”或“放电”)过程，由此产生的电磁波在真空中的波长为_____ m. 图1 答案　充电　1 200 一、电磁振荡的产生 如图所示，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关掷向2， (1)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)在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． 电磁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～电容器放电 减少 减小 减小 减少 增大 增大 增加 t＝时刻 0 0 0 0 最大 最大 最大 ～反向充电 增加 增大 增大 增加 减小 减小 减少 t＝时刻 最大 最大 最大 最大 0 0 0 ～反向放电 减少 减小 减小 减少 增大 增大 增加 t＝时刻 0 0 0 0 最大 最大 最大 ～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2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)随时间变化的图象是(图中q为正值表示a极板带正电)(　　) 图2 答案　BC 解析　S断开前，电容器C短路，线圈中电流从上向下，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，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；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 ... ...