第3章 1 電磁振蕩

1、.1電磁振蕩學 習 目 標知 識 脈 絡1.知道什么是LC振蕩電路和振蕩電流2知道LC回路中振蕩電流的產(chǎn)生過程難點3知道電磁振蕩產(chǎn)生過程中LC回路中能量的轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)換過程，知道阻尼振蕩和無阻尼振蕩重點、難點4知道電磁振蕩的周期和頻率以及它們在LC回路中的公式，并可以進展簡單計算重點振蕩電流的產(chǎn)生、電磁振蕩 1振蕩電流的產(chǎn)生1把自感線圈L、電容器C、示波器、電池組E、小電阻R和單刀雙擲開關(guān)S按照圖3­1­1連接成電路，先把開關(guān)S扳到1，讓電容器充電，稍后再扳到2，讓電容器通過線圈放電在示波器的屏上可以看到電流隨時間變化的曲線是正弦或余弦曲線圖3­1­1振蕩電路

2、2振蕩電流大小和方向都隨時間做周期性迅速變化的電流稱為振蕩電流3振蕩電路：可以產(chǎn)生振蕩電流的電路叫振蕩電路4LC回路：由線圈L和電容器C組成的電路是最簡單的振蕩電路2電磁振蕩在電磁振蕩過程中，電容器極板上的電荷量、極板間的電壓、電路中的電流以及電容器兩極板間的電場強度、線圈里的磁感應強度都隨時間發(fā)生周期性變化的現(xiàn)象，電場能和磁場能同時發(fā)生周期性的互相轉(zhuǎn)化1放電時，由于線圈的自感作用，放電電流由零逐漸增大2振蕩電流的大小變化，方向不變×LC振蕩電路在充電過程中極板上的電荷量逐漸增加，充電電流如何變化？【提示】隨電容器上充電電荷的增多，充電電流逐漸減小1相關(guān)物理量與電路狀態(tài)的對應情況電路

3、狀態(tài)時間t電荷量q電場能電流i磁場能0最多最大00T/400正向最大最大T/2最多最大00T00負向最大最大T最多最大002.用圖像對應分析i、q的變化關(guān)系，如圖3­1­2圖3­1­21.LC振蕩電路中，某時刻的磁場方向如圖3­1­3所示，那么圖3­1­3A假設磁場正在減弱，那么電容器正在充電，電流由b向aB假設磁場正在減弱，那么電場能正在增大，電容器上極板帶負電C假設磁場正在增強，那么電場能正在減小，電容器上極板帶正電D假設磁場正在增強，那么電容器正在充電，電流方向由a向bE假設電容器放電，那么磁場能轉(zhuǎn)化為電場能

4、【解析】假設磁場正在減弱，那么電流在減小，是充電過程，根據(jù)安培定那么可確定電流由b向a，電場能增大，上極板帶負電，應選項A、B正確；假設磁場正在增強，那么電流在增大，是放電過程，電場能正在減小，根據(jù)安培定那么，可判斷電流由b向a，上極板帶正電，應選項C正確，D錯誤；假設電容器放電，那么電場能轉(zhuǎn)化為磁場能，E錯誤【答案】ABC2在如圖3­1­4所示的振蕩電流的圖像中，表示電容器充電過程的有_；線圈中有最大電流的點是_；電場能轉(zhuǎn)化為磁場能的過程有_圖3­1­4【解析】根據(jù)i­t圖像，充電過程有ab、cd、ef，線圈中有最大電流的點是a、c、e，電場

5、能轉(zhuǎn)化為磁場能的過程有bc、de.【答案】ab、cd、efa、c、ebc、deLC振蕩電路充、放電過程的判斷方法1根據(jù)電流流向判斷，當電流流向帶正電的極板時，處于充電過程；反之，處于放電過程2根據(jù)物理量的變化趨勢判斷：當電容器的帶電量qU、E增大時，處于充電過程；反之，處于放電過程3根據(jù)能量判斷：電場能增加時，充電；磁場能增加時，放電阻尼振蕩與電磁振蕩的周期、頻率 1無阻尼振蕩和阻尼振蕩1無阻尼振蕩：沒有能量損失，振幅不變2阻尼振蕩：有能量損失，振幅逐漸減小2電磁振蕩的周期與頻率1周期：電磁振蕩完成一次周期性變化需要的時間叫做周期2頻率：1 s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)叫頻率3振蕩電路里發(fā)生無阻尼

6、振蕩時的周期和頻率叫做振蕩電路的固有周期和固有頻率，簡稱振蕩電路的周期和頻率4理論和實驗說明，LC振蕩電路的周期T和頻率f跟電感線圈的自感系數(shù)L和電容C的關(guān)系是T2 ，f.式中的T、L、C、f的單位分別為秒s、亨利H、法拉F和赫茲Hz1在振蕩電路中，電容器充電完畢磁場能全部轉(zhuǎn)化為電場能2電容器放電完畢，電流最大3L和C越大，電磁振蕩的頻率越高×1在LC振蕩電路一次全振動的過程中，電容器充電幾次？它們的充電電流方向一樣嗎？【提示】充電兩次，充電電流方向不一樣2在電磁振蕩的過程中，電場能與磁場能互相轉(zhuǎn)化，什么時候磁場能最大？【提示】放電剛完畢時，電場能全部轉(zhuǎn)化成了磁場能1幾個關(guān)系1同步同

7、變關(guān)系在LC振蕩回路發(fā)生電磁振蕩的過程中，電容器上的物理量：電荷量q、板間電壓U、電場強度E、電場能EE是同時同向變化的，即：qUEEE或qUEEE振蕩線圈上的物理量：振蕩電流i、磁感應強度B、磁場能EB也是同步同向變化的，即：iBEB或iBEB2同步異變關(guān)系在LC振蕩過程中，電容器上的三個物理量q、E、EE與線圈中的三個物理量i、B、EB是同步異向變化的，即q、E、EE同時減小時，i、B、EB同時增大，且它們的變化是同步的，即：q、E、EEi、B、EB.2判斷振蕩過程中各物理量變化的方法電磁振蕩過程中各物理量發(fā)生周期性變化，假設要判斷各物理量如何變化，首先要判斷是充電過程還是放電過程其方法是

8、：1假設電流流向負極板，那么為放電過程；2假設電流流向正極板，那么為充電過程假設題目電流產(chǎn)生的磁場方向，那么根據(jù)右手定那么判斷出電流的方向，然后可判斷出是充電過程還是放電過程3如圖3­1­5所示，LC電路的L不變，C可調(diào)，要使振蕩的頻率從700 Hz變?yōu)? 400 Hz，那么把電容_到原來的_圖3­1­5【解析】由題意，頻率變?yōu)樵瓉淼?倍，那么周期就變?yōu)樵瓉淼?，由T2，L不變，當CC0時符合要求【答案】減小4如圖3­1­6所示振蕩電路中，電感L300 H，電容C的范圍為25 pF270 pF，求：圖3­1­61振蕩電流的頻率范圍；2假設電感L10 mH，要產(chǎn)生周期T0.02 s的振蕩電流，應配制多大的電容【解析】1根據(jù)f，那么f1 Hz5.6