電磁振蕩教學(xué)設(shè)計

1、 電磁振蕩教學(xué)設(shè)計 銀川一中 曹玉寶 一、 教學(xué)目標(biāo)1） 理解振蕩電路和振蕩電流的定義。2） 理解振蕩電流之所以按正弦規(guī)律變化是因為自感電動勢阻礙電流的變化。3） 會分析振蕩電流變化過程中，電場能和磁場能的相互轉(zhuǎn)化的規(guī)律，并會分析振蕩電流在一個周期變化過程中，電容器上電荷的變化情況及電感線圈中電流的大小和方向的變化情況。4） 知道無阻尼振蕩和阻尼振蕩概念。二、 教學(xué)重點和難點1） 通過演示實驗總結(jié)出幾個抽象概念：振蕩電路、振蕩電流、電磁振蕩現(xiàn)象。2） 分析LC回路中振蕩電流的產(chǎn)生過程是本節(jié)的重點和難點，電磁振蕩產(chǎn)生的物理過程較為抽象，所以重點放在電路中電場能和磁場能的相互轉(zhuǎn)化規(guī)律。還必須明確回

2、路電流與電容器板上電荷的變化情況恰好相反，電流增大，電荷減少；電流最大，電荷最?。榱悖?） 明確線圈的自感電動勢阻礙振蕩電流的變化。三、 教學(xué)方法舉例、提問、演示實驗、多媒體課件、討論、類比等教學(xué)方法。 四、 教具： 電容C、電感L、電流表G、電池組、晶體管振蕩器、示波器。 五、 教學(xué)過程（1）新課引入圖1 古代神話中的“千里眼”“順風(fēng)耳”，今天利用電磁波都以成為現(xiàn)實。那么電磁波到底是什么？為什么具有那么大的威力？它又是怎樣產(chǎn)生呢？這就是我們這一章要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。好！那我們今天先從電磁振蕩開始學(xué)習(xí)。（2）新課教學(xué)l 觀察演示實驗： 介紹儀器：電容C、電感L、電流表G、電池組Ec、晶體管振蕩器

3、、示波器。圖2 1.演示實驗：接入LC電路，接著把開關(guān)扳到電池組一邊，給電容器充電，稍后再把開關(guān)扳到線圈端，讓電容器放電。 （提醒學(xué)生注意觀察電流表指針的變化） 現(xiàn)象和分析： 現(xiàn)象：電流表指針左右擺動。 表明：電路中產(chǎn)生大小和方向做周期性變化的電流。 圖110 ti 引出概念： 振蕩電流大小和方向交替變化的電流。 振蕩電路能產(chǎn)生振蕩電流的電路。（LC振蕩電路） 2.演示實驗：將振蕩電流信號接入示波器觀察波形。 現(xiàn)象和分析： 現(xiàn)象：波形按正弦規(guī)律變化。 表明：振蕩電流實質(zhì)就是高頻的交流電。 l 無阻尼振蕩和阻尼振蕩（1） 振蕩電路中，若沒有能量損耗，則振蕩電流的振幅將不變，（如圖11），叫做無阻

4、尼振蕩（或等幅振蕩）。（2） 阻尼振蕩，任何振蕩電路中，總存在能量損耗，使振蕩電流的振幅逐漸減少，叫做阻尼振蕩（或減幅振蕩）。實驗中因為加了晶體管振蕩器，周期的給電路補充能量，相當(dāng)于受迫振蕩。0 ti圖12圖110 ti振蕩電流是如何產(chǎn)生呢？接下來讓我們著重來研究。l 分析振蕩電流的產(chǎn)生過程；用電腦模擬振蕩電流產(chǎn)生的過程，由學(xué)生觀察分析，填好手中的表格，得出結(jié)論。圖3圖4圖51） 充電結(jié)束過程（如圖3），電容器中存儲一定的電場能（E電）。2） 放電過程（如圖4），q、U、電場能E電、線圈外側(cè)電流i、B、磁場能E磁，電場能向磁場能轉(zhuǎn)化，從振蕩電流的波形圖可看出，電流是逐漸增大的，那么為什么電流不

5、會立刻達(dá)到最大值呢？這是由于線圈的自感作用，當(dāng)i增加時，自感電動勢阻礙i增加，使i按正弦規(guī)律增加。3） 放電結(jié)束時（如圖5），q =0，E電=0，i最大，E磁最大，電場能完全轉(zhuǎn)換成磁場能。圖6圖7圖84） 反向充電過程（如圖6），當(dāng)C放完電時，由于L的自感作用，電路中移動的電荷不能立即停止運動，仍保持原方向流動，經(jīng)C反向充電，5） 反向充電結(jié)束（如圖7），q、E電增為最大，i=0、E磁=0。磁場能向電場能轉(zhuǎn)化結(jié)束。圖9圖11圖106） 反向放電過程（如圖8），同理2，q、U、電場能E電，i、B、磁場能E磁，電場能轉(zhuǎn)化為磁場能。7） 放電結(jié)束（如圖9），q=0，E電場能=0，i、磁場能E磁都增為

6、最大，電場能完全轉(zhuǎn)換成磁場能。8） 正向充電（如圖10），q、U、電場能E電 、i磁場能E磁，磁場能向電場能轉(zhuǎn)化的過程。9） 充電結(jié)束（如圖11），回到最初狀態(tài)，一個周期結(jié)束。上述過程反復(fù)循環(huán)下去，在電路中就出現(xiàn)了振蕩電流。在振蕩電路里產(chǎn)生振蕩電流的過程中電容器極板上的電荷，通過線圈的電流，以及跟電流電荷相聯(lián)系的磁場和電場都發(fā)生周期性的變化，這種現(xiàn)象叫電磁振蕩。l 總結(jié)分析方法：（1） 電場能與電容器上的電荷有關(guān)，q、電場能E電，q、電場能E電（2） 磁場能與流過線圈的電流有關(guān)，i、磁場能E磁，i、磁場能E磁（3） q、i，q、i（4） 放電過程是電場能轉(zhuǎn)換磁場能的過程。（5） 充電過程是磁場能轉(zhuǎn)換電場能的過程。（6） 在理想的LC振蕩電路中，在任何時刻，電場能和磁場能的總和不變。l 課堂練習(xí) 1、在LC振蕩電路中，當(dāng)電容器上電量最大（充電完畢）的瞬間：A電場能正在向磁場能轉(zhuǎn)化；B磁場能正在向電場能轉(zhuǎn)化；C電場能向磁場能轉(zhuǎn)化剛好完畢；D磁場能向電場能轉(zhuǎn)化剛好完畢。 2、LC回路中電容器兩端電壓u隨時間t的變化關(guān)系如圖所