物理第四章電磁振蕩與電磁波第1節電磁振蕩[學習目標]1．理解振蕩電流、振蕩電路及LC振蕩電路的概念，了解LC回路中振蕩電流的產生過程。2．了解電磁振蕩的周期與頻率，會求LC振蕩電路的周期與頻率。01必備知識素養奠基02關鍵能力素養形成03分層演練素養達標知識點1電磁振蕩的產生1．振蕩電流大小和方向都做_________迅速變化的電流，叫作振蕩電流。2．振蕩電路產生振蕩電流的電路叫作____________。周期性振蕩電路3．振蕩過程如圖所示，將開關S擲向1，先給電容器充電，再將開關擲向2，從此時起，電容器要對線圈放電。

(1)放電過程：由于線圈的______作用，放電電流不能立刻達到最大值，而是由0逐漸增大，同時電容器極板上的電荷逐漸______。放電完畢時，極板上的電荷為0，放電電流達到______值。自感減少最大(2)充電過程：電容器放電完畢時，由于線圈的______作用，電流并不會立刻消失，而要保持原來的方向繼續流動，并逐漸減小，電容器開始____________，極板上的電荷逐漸______，當電流減小到0時，充電結束，極板上的電荷量達到______。此后電容器再放電、再充電，周而復始，于是電路中就有了周期性變化的____________。自感反向充電增加最大振蕩電流4．電磁振蕩在振蕩過程中，電路中的電流i、電容器極板上的電荷量q、電容器里的電場強度E、線圈里的磁感應強度B，都在周期性地變化的現象。[判一判]1．(1)LC振蕩電路是最簡單的振蕩電路。(

)(2)電容器放電完畢時，電流最大。(

)√√知識點2電磁振蕩中的能量變化1．放電過程：該過程電容器儲存的____________轉化為線圈的____________。2．充電過程：該過程線圈中的____________又轉化為電容器的____________。3．實際的LC振蕩是阻尼振蕩：電路中有電阻，電路中總有一部分能量會轉化為______，另外還會有一部分能量以____________的形式輻射出去。如果要實現等幅振蕩，必須有能量補充到電路中。電場能磁場能磁場能電場能內能電磁波[判一判]2．(1)在振蕩電路中，電容器充電完畢的瞬間，磁場能全部轉化為電場能。(

)(2)在LC振蕩電路里，隨著電容器的充放電，電場能與磁場能不斷地轉化。(

)√√周期性變化周期性固有固有[判一判]3．(1)改變振蕩電路中電容器的電容或線圈的電感，就可以改變振蕩電路的周期。(

)(2)L和C越大，電磁振蕩的頻率越高。(

)√×1．(電磁振蕩的變化規律)LC振蕩電路中電容器的極板所帶電荷量隨時間變化的曲線如圖所示，下列判斷中正確的是(

)①在b和d時刻，電路中電流最大②在a→b時間內，電場能轉變為磁場能③a和c時刻，磁場能為0④在O

→a和c→d時間內，電容器被充電A．只有①和③ B．只有②和④C．只有④ D．只有①②和③√解析：在b、d兩時刻，電荷量為0，故電場能為0，電流最大，磁場能最大，①正確；在a→b時間內，電荷量減小，電場能轉變為磁場能，②正確；a、c時刻，電荷量最大，此時電場能最大，磁場能為0，③正確；在O→a時間內，電荷量在增加，故電容器被充電，而c→d時刻，電荷量在減小，電容器在放電，④錯誤；綜上分析，A、B、C錯誤，D正確。2．(電磁振蕩中的能量變化)(多選)如圖所示的振蕩電路中，某時刻線圈中磁場方向向上，且電路的電流正在增強，則此時(

)A．a點電勢比b點低B．電容器兩極板間電場強度正在減小C．電路中電場能正在增大D．線圈中自感電動勢正在增大√√解析：結合圖中的磁場的方向，根據安培定則，線圈中的電流從b到a，此時電流正在增強，表明電容器正在放電，所以下板帶正電，上板帶負電。a點電勢比b點低，電容器兩極板間電場強度正在減小，電場能在減小，電流放電變慢，線圈中自感電動勢變小，故A、B正確，C、D錯誤。3．(電磁振蕩的周期和頻率)(多選)要增大如圖所示的振蕩電路的頻率，下列說法中正確的是(

)A．減少電容器的電荷量B．將開關S從“1”位置撥到“2”位置C．在線圈中插入磁鐵棒芯D．將電容器的動片旋出些√√探究一電磁振蕩的變化規律【問題導引】

如圖所示，將開關S擲向1，先給電容器充電，再將開關擲向2。(1)電容器通過線圈放電過程中，線圈中的電流怎樣變化？(2)在電容器反向充電過程中，線圈中電流如何變化？(3)線圈中自感電動勢的作用是什么？提示：(1)電容器放電過程中，線圈中的電流逐漸增大。(2)在電容器反向充電過程中，線圈中電流逐漸減小。(3)線圈中電流變化時，產生的自感電動勢阻礙電流的變化。2.振蕩電流、極板所帶電荷量隨時間的變化圖像電磁振蕩過程如圖甲所示，振蕩電路電流的周期性變化(以逆時針方向電流為正)如圖乙所示，電容器極板上電荷量的周期性變化(q為上極板所帶電荷量)如圖丙所示。【例1】如圖所示，L是不計電阻的電感線圈，C是電容器，閉合開關S，待電路達到穩定狀態后，再斷開開關S，LC電路中將產生電磁振蕩。如果規定電感線圈L中的電流方向從a到b為正，斷開開關S的時刻為t＝0，那么下列四個圖中能夠正確表示電感中的電流隨時間變化規律的是(

)√[解析]在沒有斷開開關時，電流從a流向b，當斷開開關后，電流要減小，而線圈的感應電動勢阻礙電流減小，則電流方向不變，電流在慢慢減小，當電容器充電完畢時，電流為0，接著電容器放電，電流方向與之前相反，電流在不斷增大，B正確。[針對訓練1]如圖所示，L為一電阻可忽略的線圈，D為一燈泡，C為電容器，開關S處于閉合狀態，燈D正常發光，現突然斷開S，并開始計時，能正確反映電容器a極板上電荷量q隨時間變化的圖像是(圖中q為正值表示a極板帶正電)(

)√探究二電磁振蕩中的能量變化【問題導引】在電磁振蕩的過程中，電場能與磁場能相互轉化，什么時候磁場能最大？提示：在放電完畢的瞬間，電場能全部轉化成磁場能。【例2】(多選)在LC振蕩電路中，某時刻電路中的電流方向如圖所示，且電流正在減小，則該時刻(

)A．電容器上極板帶正電，下極板帶負電B．電容器上極板帶負電，下極板帶正電C．電場能正在向磁場能轉化D．磁場能正在向電場能轉化√√[解析]電流正在減小，說明是充電過程，是磁場能向電場能的轉化，D正確，C錯誤；充電過程電容器上極板帶負電，下極板帶正電，A錯誤，B正確。[針對訓練2]在LC振蕩電路中，當電容器充電完畢尚未開始放電時，下列說法正確的是(

)A．電容器中的電場最強B．電路里的磁場最強C．電場能已有一部分轉化成磁場能D．磁場能已有一部分轉化成電場能解析：LC振蕩電路電容器充電完畢，電容器中電場最強，磁場最弱，電場能和磁場能之間還沒有發生轉化，A正確。√探究三電磁振蕩的周期和頻率【問題導引】在如圖所示的電路中：(1)如果僅更換自感系數L更大的線圈，將開關S擲向1，先給電容器充電，再將開關擲向2，電容器通過線圈放電，線圈因自感現象產生的自感電動勢是否更大？“阻礙”作用是否也更大？由于延緩了振蕩電流的變化，振蕩周期T會怎樣變化？(2)如果僅更換電容C更大的電容器，將開關S擲向1，先給電容器充電，電容器的帶電荷量是否增大？再將開關擲向2，電容器通過線圈放電，放電時間是否相應地變長？振蕩周期T是否變長？提示：(1)自感電動勢更大，“阻礙”作用更大，周期變長。(2)帶電荷量增大，放電時間變長，周期變長。【例3】(多選)要增大LC振蕩電路的頻率，下列方法正確的是(

)A．將正對著的電容器的兩個極板錯開些B．增大電容器的充電電荷量C．減少自感線圈的匝數D．抽出自感線圈中的鐵芯√√√√√[針對訓練3]

(多選)某種電子鐘是利用LC振蕩電路來工作計時的，現發現電子鐘每天要慢30s，造成這一現象的原因可能是(

)A．電池用