物理：14.2《电磁振荡》教案（新人教版选修3-4）

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电磁振荡 教案
1、 学w.w.w.k.s.5.u.c.o.m习电磁振荡和电磁波的重要性。
2、 新课内容：
1、实验右图所示。将电键K扳到1，给电容器充电，然后
将电键扳到2，此时可以见到G表的指针来回摆动。
2、总结：能产生大小和方向都都作周期发生变化的电流叫
振荡电流。能产生振荡电流的电路叫振荡电路。
其中最简单的振荡电路叫LC回路。
3、振荡电流是一种交变电流，是一种频率很高的交变电流，它无法用线圈在磁场中转动产生，只能是由振荡电路产生。
4、那么振荡电路中的交变电流有一些什么样的性质：
（1）介绍振荡电路中交变电流的一些重要性质：
对应的电流图像
i
0 T t
对应电容器所带的电量q
q
0 T t
（2）电路分析：
甲图： 电场能达到最大，磁场能为零，电路感应电流i=0
甲→乙： 电场能↓，磁场能↑，电路中电流i↑，电路中电场能向磁场能转化，叫放电过程。
乙图： 磁场能达到最大，电场能为零，电路中电流I达到最大。
乙→丙： 电场能↑，磁场能↓，电路中电流i↓，电路中电场能向磁场能转化，叫充电过程。
丙图： 电场能达到最大（与甲图的电场反向），磁场能为零，电路中电流为零。
丙→丁： 电场能↓，磁场能↑，电路中电流i↑，电路中电场能向磁场能转化，叫放电过程。
丁图： 磁场能达到最大，电场能为零，回路中电流达到最大（方向与原方向相反），
丁→戊：电场能↑，磁场能↓，电路中电流i↓，电路中电场能向磁场能转化，叫充电过程。
戊与甲是重合的，从而振荡电路完成了一个周期。
综述：
1 充电完毕（充电开始）：电场能达到最大，磁场能为零，回路中感应电流i=0。
2 放电完毕（放电开始）：电场能为零，磁场能达到最大，回路中感应电流达到最大。
3 充电过程：电场能在增加，磁场能在减小，回路中电流在减小，电容器上电量在增加。w.w.w.k.s.5.u.c.o.m从能量看：磁场能在向电场能转化。
4 放电过程：电场能在减少，磁场能在增加，回路中电流在增加，电容器上的电量在减少。从能量看：电场能在向磁场能转化。
归纳：在振荡电路中产生振荡电流的过程中，电容器极板上的电荷，通过线圈的电流，以及跟电流和电荷相联系的磁场和电场都发生周期性变化，这种现象叫电磁振荡。
例题1、在LC振荡电路中，某时刻若磁场B正在增加，
则电容器处于____放___电状态, 电流方向为____a→b
____, 电场能正在__减小___, 磁场能正在____增加____,
能量转变状态为___电场能正在向磁场能转化____,
电容器上板带___正___电。
例题2、在LC的回路中，电流i——t的关系如图所示，
①若规定逆时针方向为电流的正方向，说明t 0时刻电路中
能量变化情况，及电场能、磁场能、充放电等情况。
②（ACD）下列分析情况正确的是：
A、 t1时刻电路的磁场能正在减小。 B、t1→t2时间电路中的电量正在不断减少。
C、t2→t3时间电容器正在充电。 D、t4时刻电容中的电场能最小。
例题3、在LC振荡电路中，当电容器放电完毕瞬间，电路中的电流为___最大____, 线圈两端的电压为__零____
例题4、在LC回路中，当振荡电流为零时，则电容器开始___放电_____, 电容器的电量将____减少____, 电容器中的___电场能__达到最大, __磁场能__为零。
5、阻尼振荡与无阻尼振荡。
（1）阻尼振荡：在振荡电路中由于能量被逐渐消耗，振荡电路中的电流要逐渐减小，直到最后停下来。
（2）无阻尼振荡：在电磁振荡的电路中，如果没有能量损失，振荡应该永远地持续下去， 电路中振荡电流的振幅应该永远保持不变，这种振荡叫无阻尼振荡
LC回路与简谐振动的类比
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
教学流程图：
www.
1 K 2
ε C L
G
—
甲 乙 丙 丁 戊
B
a b
C
i
t
0 t1 t0 t2 t3 t4
LC回路 简谐振动
1） 给电容器充电 1）外力把m拉离平衡位置做功
2） 电容C 2）弹性系数k（或单摆的l）
3） 电感L（相当于惯性） 3）振动质量m（惯性）
4） 电荷Q 4）位移X
5） 电流I 5）速度V
6） 电场能E电 6）势能Ep
7） 磁场能E磁 7）动能Ek
总结出振荡电路和振荡电流的定义。
分析振荡电流的产生过程（分析Q和I的变化和关系；分析 E电和E磁之间的转化）
总结分析电路的依据
概括出无阻尼振荡和阻尼振荡的两个概念
将LC回路与简谐振动进行类比
做练习以巩固所学知识
演示LC电磁振荡的现象，引导学生观察电流的变化和特点
通过举例引入新课
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