1. 电磁振荡教学设计(第一课时)

2019年春季学期靖西中学2017级物理科第 周导学案 任课教师： 任课班级： 使用时间： 备课组长签字： 领导签字：

第三章

电磁振荡

电磁波

第一节

电磁振荡教学设计

【教学目标】

1.知道电磁振荡的概念和振荡电路. 2.了解LC振荡电路中电磁振荡的产生过程. 3.了解电磁振荡的周期和频率，会求LC电路的周期和频率.

4.激情投入，培养小组合作意识和团队精神

【教学重点】

电磁振荡过程中各物理量的变化；能熟练应用电磁振荡的周期(频率)公式解决实际问题.

【教学难点】在电磁振荡过程中，各物理量的变化情况分析.

【课前预习】

（一）教材助读

一、电磁振荡

1、什么是振荡电流和振荡电路？最基本的振荡电路是什么？

2、振荡电路的过程分析

（1）放电过程：

（2）充电过程：

3、什么是电磁振荡？

【想一想】在LC振荡电路中，电压u与电流i之间的关系及变化是否遵循欧姆定律？为什么？

二、无阻尼振荡和阻尼振荡

1、什么叫无阻尼振荡和阻尼振荡？

【判一判】

(1)阻尼振荡的能量一定减小.(

) (2)阻尼振荡的频率也一定减小.(

) (3)阻尼振荡的振幅减小，能量不变.(

) 三、电磁振荡的周期与频率

1、什么是电磁振荡的周期和频率？

2、电磁振荡的周期和频率与哪些因素有关？表达式是什么？

（二）预习自测

1．在振荡电路里产生振荡电流的过程中，电容器极板上的________、通过线圈的________以及跟电荷和电流相联系的电场和磁场都发生周期性的变化．电场和磁场周期性的相互转变的过程也就是____________和____________周期性相互转化的过程．我们把这种现象称为电磁振荡．

2．在电磁振荡中，如果没有________损失，振荡将永远持续下去，振荡电流的________将永远保持不变，这种振荡叫做无阻尼振荡，由于振荡电路中有电阻，电路中的能量有一部分要转化成________，还有一部分能量以____________的形式辐射到周期空间去了，这样，振荡电路中的能量逐渐损耗，振荡电流的______逐渐减小，直到停止振荡，这种振荡叫做阻尼振荡．

3．电磁振荡完成________________________需要的时间叫做周期，1 s内完成的

1 ______________________的次数叫做频率．振荡电路里发生________________________时的周期和频率叫做振荡电路的固有周期和固有频率．LC振荡电路的周期T和频率f跟电感线圈的自感系数L和电容C的关系是：T＝________，f＝____________. 4．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

5．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

6．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

探究一

电磁振荡中各物理量的对应变化关系

问题1：LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，则下列说法正确的是（

）

A.若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电

B.若电容器正在充电，则电容器下极板带正电

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，则自感电动势正在阻碍电流增大

归纳总结：①充电时：u

Q

电场能

I

B

磁场能

②放电时：u

Q

电场能

I

B

磁场能

针对训练1：LC回路电容器两端的电压U随时间t变化的关系如图所示，则（

）

A.在时刻t1，电路中的电流最大

B.在时刻t2，电路中的磁场能最大

C.从时刻t2至t3，电路的电场能不断增大

D.从时刻t3至t4，电容器带的电荷量不断增大

针对训练2：如图所示为LC振荡电路中电容器极板上的电荷量q随时间t变化的图象，由图可知（

) A.在t1时刻，电路中的磁场能量最小

B.在t1到t2，电路中的电流值不断变小

C.从t2到t3，电容器不断充电

D.在t4时刻，电容器的电场能量最小

探究二

对LC电路电磁振荡周期（频率）公式的理解

问题2：在LC振荡电路中，线圈的自感系数L=2.5 mH，电容C=4 μF. (1)该回路的周期是多大? (2)设t=0时，电容器上电压最大，在t=9.0×10-3 s时，通过线圈的电流是增大还是减小，这时电容器是处于充电过程还是放电过程? 【合作探究】

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针对训练1：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[来源:学科网ZXXK]

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

针对训练2.要使LC振荡电路的周期增大一倍，可采用的办法是（

）

A.自感L和电容C都增大一倍

B.自感L和电容C都减小一半

C.自感L增大一倍且电容C减小一半

D.自感L减小一半且电容C增大一倍

知识总结：

探究二

振荡电路中的能量的变化

问题3：某时刻LC振荡电路的状态如图所示，则此时刻(

) A.振荡电流i在减小

B.振荡电流i在增大[来源学科网

]C.电场能正在向磁场能转化

D.磁场能正在向电场能转化

【课堂探究练】

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

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(

)

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(

) A．当t＝π2LC时，由a到b流经线圈的电流最大

B．当t＝πLC时，由b到a流经线圈的电流最大

C．当t＝π2LC时，电路中电场能最大

D．当t＝3π2LC时，电容器左极板带有正电荷最多

【课后巩固练】

1．在LC回路产生电磁振荡的过程中，下列说法中正确的是(

) A．电容器放电完毕时刻，回路中磁场能最小B．回路中电流值最大时刻，回路中磁场能最大

C．电容器极板上电荷量最多时，电场能最大D．回路中电流值最小时刻，电场能最小

2．在LC电路中发生电磁振荡时，以下说法正确的是(

) A．电容器的某一极板，从带最多的正电荷放电到这一极板充满负电荷为止，这一段时间为一个周期

B．当电容器放电完毕瞬间，回路中的电流为零[来源学#科#网Z#X#X#K]

C．提高充电电压，极板上带更多的电荷时，能使振荡周期变大

D．要提高振荡频率，可减小电容器极板间的正对面积

3．LC振荡电路中，平行板电容器两极板间电场强度随时间变化关系如图所示，则与该图中A点相对应的是(

) A．电路中的振荡电流最大B．电路中的磁场能最大

C．电路中的振荡电流为零D．电容器两极板所带电荷量最少

4．如图所示，LC电路中C是带有电荷的平行板电容器，两极板水平放置．开关S断开时，极板间灰尘恰好静止．当开关S闭合时，灰尘在电容器内运动，若C＝0.4 μF，L＝1 mH，求：

(1)从S闭合开始计时，经2π×10－5 s时，电容器内灰尘的加速度大小为多少？

(2)当灰尘的加速度多大时，线圈中电流最大？

【小结】

【课后作业】课本练习与评价P48 2

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