1電磁振蕩[學習目標]1.知道什么是振蕩電流和振蕩電路.2.知道LC振蕩電路中振蕩電流的產生過程，知道電磁振蕩過程中的能量轉化情況.3.知道LC電路的周期和頻率公式，并會進行相關的計算．一、電磁振蕩的產生及能量變化1．振蕩電流：大小和方向都做______迅速變化的電流．2．振蕩電路：能產生____________的電路．最簡單的振蕩電路為LC振蕩電路．3．LC振蕩電路電容器的放電、充電過程(1)電容器放電：由于線圈的________作用，放電電流不會立刻達到最大值，而是由零逐漸增大，同時電容器極板上的電荷逐漸________．放電完畢時，極板上沒有電荷，放電電流達到________．該過程電容器的電場能全部轉化為線圈的磁場能．(2)電容器充電：電容器放電完畢時，由于線圈的______作用，電流并不會立即減小為零，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________，電流減小到零時，充電結束，極板上的電荷最多．該過程中線圈的磁場能又全部轉化為電容器的電場能．4．電磁振蕩的實質在電磁振蕩過程中，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________________，電場能和磁場能也隨著發生周期性的________．二、電磁振蕩的周期和頻率1．電磁振蕩的周期T：電磁振蕩完成一次____________________需要的時間．2．電磁振蕩的頻率f：完成周期性變化的次數與所用時間之比，數值等于單位時間內完成的____________________的次數．如果振蕩電路沒有能量損耗，也不受其他外界條件影響，這時的周期和頻率叫作振蕩電路的________________周期和________頻率．3．LC電路的周期和頻率公式：T＝2πeq\r(LC)，f＝eq\f(1,2π\r(LC)).其中：周期T、頻率f、電感L、電容C的單位分別是秒(s)、赫茲(Hz)、亨利(H)、法拉(F)．判斷下列說法的正誤．(1)LC振蕩電路的電容器放電完畢時，回路中磁場能最小，電場能最大．()(2)LC振蕩電路的電容器極板上電荷量最多時，電場能最大．()(3)LC振蕩電路中電流增大時，電容器上的電荷一定減少．()(4)LC振蕩電路的電流為零時，線圈中的自感電動勢最大．()(5)LC振蕩電路中，電容器的某一極板，從帶最多的正電荷放電到這一極板帶最多的負電荷為止，這一段時間為一個周期．()一、電磁振蕩的產生及能量變化導學探究如圖所示，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？電容器的電場能轉化為什么形式的能？(2)在電容器反向充電過程中，線圈中的電流如何變化？電容器和線圈中的能量是如何轉化的？(3)線圈中自感電動勢的作用是什么？知識深化1．各物理量隨時間的變化圖像：振蕩過程中電流i、極板上的電荷量q之間的對應關系．(如圖)2．相關量與電路狀態的對應情況電路狀態abcde時刻t0eq\f(T,4)eq\f(T,2)eq\f(3T,4)T電荷量q最多0最多0最多電場能EE最大0最大0最大電流i0正向最大0反向最大0磁場能EB0最大0最大03.(1)在LC振蕩電路發生電磁振蕩的過程中，與電容器有關的物理量：電荷量q、電場強度E、電場能EE是同步變化的，即q↓→E↓→EE↓(或q↑→E↑→EE↑)．與線圈有關的物理量：振蕩電流i、磁感應強度B、磁場能EB也是同步變化的，即i↓→B↓→EB↓(或i↑→B↑→EB↑)．(2)在LC振蕩過程中，電容器上的三個物理量q、E、EE增大時，線圈中的三個物理量i、B、EB減小，即q、E、EE↑異向變化,i、B、EB↓.例1(多選)如圖是LC振蕩電路某時刻的情況，以下說法正確的是()A．電容器正在充電B．電感線圈中的磁場能正在增加C．電感線圈中的電流正在增大D．此時刻自感電動勢正在阻礙電流增大1．判斷電容器是充電還是放電，一般依據電流的方向，電流由正極板流出為放電，向正極板流入為充電．2．判斷電場能和磁場能的轉化要依據電流的增減或極板上電荷量的增減．3．自感電動勢的作用是阻礙電流的增大還是阻礙電流的減小，可依據放電電流不斷增大，充電電流不斷減小來判斷．例2在如圖甲所示的振蕩電路中，電容器極板間電壓隨時間變化的規律如圖乙所示，規定電路中振蕩電流沿逆時針方向為正方向，則電路中振蕩電流隨時間變化的圖像是()針對訓練如圖甲所示，在LC振蕩電路中，其電流變化規律如圖乙所示，規定順時針方向為電流i的正方向，則()A．0至0.5s時間內，電容器C在放電B．0.5s至1s時間內，電場能正在減小C．1s至1.5s時間內，磁場能正在減小D．1.5s至2s時間內，P點的電勢比Q點的電勢低二、電磁振蕩的周期和頻率導學探究如圖所示的電路．(1)如果僅更換電感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？知識深化1．LC電路的周期和頻率公式：T＝2πeq\r(LC)，f＝eq\f(1,2π\r(LC)).2．說明：(1)LC電路的周期、頻率都由電路本身的特性(L和C的值)決定，與電容器極板上電荷量的多少、板間電壓的高低、是否接入電路中等因素無關，所以稱為LC電路的固有周期和固有頻率．(2)電路中的電流i、線圈中的磁感應強度B、電容器極板間的電場強度E的變化周期就是LC電路的振蕩周期T＝2πeq\r(LC)，在一個周期內上述各量方向改變兩次；電容器極板上所帶的電荷量，其變化周期也是振蕩周期T＝2πeq\r(LC)；而電場能、磁場能變化周期是振蕩周期的一半，即T′＝eq\f(T,2)＝πeq\r(LC).例3要想增大LC振蕩電路中產生的振蕩電流的頻率，可采用的方法是()A．增大電容器兩極板的間距B．升高電容器的充電電壓C．增加線圈的匝數D．在線圈中插入鐵芯例4某個智能玩具的聲響開關與LC電路中的電流有關，如圖所示為玩具內的LC振蕩電路部分．已知線圈自感系數L＝2.5×10－3H，電容器電容C＝4μF，在電容器開始放