1. 电磁振荡第二课时 公开课

3.1电磁振荡

一、教育目标

1．了解什么叫电磁振荡，了解LC回路中电磁振荡的产生过程及其固有周期(频率). 2．了解阻尼振荡和无阻尼振荡．

二、重点、难点、疑点及解决办法

1.对振荡电路，振荡电流基本概念的理解和电磁振荡现象的认识是难点，做好演示实验是关键。

2.LC回路产生电磁振荡是本章本单元的重点，也是难点，分析重点应放在电场能和磁场能的转化上；其次要明确转化条件是电感线圈自感作用和电容器的充放电作用，可借助单摆振动类比，形容电磁振荡中能量的转化情况。

三、教具准备

LC振荡电路演示仪、大屏幕示波器

四、学生活动设计

1.通过观察振荡电路，了解其结构

2.通过实验现象观察，总结电流变化规律

3.对比电磁振荡和单摆振动，指出它们在能量转化及相关物理量上的对应关系

五、教学步骤

(一)引入新课

电磁振荡演示实验，简介仪器，电磁振荡示教板，电感L，电容C，另附晶体管振荡器，市售40V干电池，演示操作，先用40V电源给电容C充电，再将开关S拨到G端。

[提出问题]将会发生什么现象？

它说明了什么？

(二)进行新课

1.电磁振荡现象概念总结

像这样产生的大小和方向交替变化的电流，叫做振荡电流，能产生振荡电流的电路，叫振荡电路，上面的LC回路叫LC振荡电路。

再将振荡电流信号取出接在示波器上观察波形，就会发现，LC回路里产生的振荡电流跟正弦式电流一样，也是按正弦规律变化的。指出振荡电流实质上就是前边学过的交流电，它也是按正弦规律变化的。

2.电磁振荡的产生过程(可结合投影幻灯，启发思考进行分析讲解) ①给电容充电，如图所示，电容器中储存一定的电场能(E电) ②电容C放电，如图所示，电场能转化为磁场能

C上带电量，电场能(电压)逐渐减小(降低)，电路中的电流、磁场能则逐渐增大，请同学们想一下这样转化的条件是什么？为什么是“逐渐”的？随后指出这是由于电容器的放电作用(两极板上正、负电荷的吸引作用)和电感L中电流变化时产生的自感电动势的“阻碍”作用所至，当C放电完了时，如图所示(电场能为0，

U＝0)，磁场能达到最大(与之对应的振荡电流也达到最大Im)．

③反向充电过程，如图所示，是磁场能转化为电场能的过程，C放电完了时，由于L的自感作用，电路中移动的电荷不能立即停止运动，仍保持原方向流动，C反向充电，同理则有i减小，ε磁减小，而ε电增大(Qc，Uc也随之增大)，直到ε磁(i)减为零，ε电(Qc，Uc)增为最大，如图5所示。

④电容C再次反向放电过程——如图7所示，同理可知ε电(Qc，Uc)减小，直到为零，ε磁(i)增大，直到最大(Im)如图8所示，如此下去，回路中就产生了振荡电流。

归纳总结指出

像上述情况，电路中的电场能和磁场能(与之对应的电荷Q和电流i)做周期性交替变化的现象叫做电磁振荡现象。

3．无阻尼振荡和阻尼振荡

(1)无阻尼振荡：如图所示，如果没有能量损失，振荡电流的振幅永远保持不变的电磁振荡．

(2)阻尼振荡：如图所示，能量逐渐损耗，振荡电流的振幅逐渐减小，直到停止振荡的电磁振荡．

4．电磁振荡的周期与频率

1周期T＝2πLC，频率f＝.其中周期T、频率f、电感L、电容C的单位分别是秒(s)、2πLC赫兹(Hz)、亨利(H)、法拉(F)．

六、总结、扩展

1.电磁振荡抽象，过程复杂，难以理解，要抓住问题的本质、关键，即电场能和磁场能交替转化，为便于接受，可借助于以前学过的简谐振动和电磁感应的相关知识，类比分析加深对新知识的准确理论。它们的对应关系见下面表格

2.同学容易产生误解的地方是：电容(两极板带等量异种电荷，当它放电时正、负电荷正好中和，就没有电荷在电路里往复运动了，哪里还有振荡电流！对于这类问题除强调能量的转化和C、L的作用外，还应从电磁感应的知识，采用下图略加分析。

当电容C中储存电场能最大时(带电量、场强值最大、电压最高)，电路中电流为零。磁场能为零。随着电容C逐渐放电，电场能ε电(带电量Q，电压U)逐渐减小，而磁场能ε磁(电流i)将逐渐增大