高中物理第十四章電磁波2電磁振蕩名師導(dǎo)航學(xué)案新人教版選修3-4

1、T=2 兀 LC ,f=-214-2-1 所示.2電磁振蕩名師導(dǎo)航知識(shí)梳理1 .幾個(gè)基本概念：大小和方向都隨時(shí)間做的電流叫振蕩電流，能夠產(chǎn)生振蕩電流的電器叫.在LC回路產(chǎn)生振蕩電流的過(guò)程中，電容器極板上的電荷、通過(guò)線圈的電流以及跟電荷和電流相聯(lián)系的電場(chǎng)和電磁場(chǎng)都發(fā)生周期性變化的現(xiàn)象叫.2 .LC回路中產(chǎn)生的電磁振蕩：（1）LC回路中的振蕩電流是由于電容器通過(guò)自感線圈（可產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙通過(guò)線圈的電流的變化）不斷充、放電產(chǎn)生的，按規(guī)律做周期性變化.（2）在LC回路產(chǎn)生振蕩電流的過(guò)程中，磁場(chǎng)能（由通過(guò)線圈中的電流產(chǎn)生）和電場(chǎng)能（由電容器極板上的電荷產(chǎn)生）之間不斷地相互轉(zhuǎn)化著.電容器放電階段，能

2、轉(zhuǎn)化為能.放電完畢瞬間，電場(chǎng)能為,振蕩電流及磁場(chǎng)能達(dá)到.然后電容器被反向充電，在此階段，能轉(zhuǎn)化為.充電完畢瞬間，磁場(chǎng)能為零，電容器極板上的電荷量及電場(chǎng)能達(dá).3 .LC振蕩電路的周期只取決于和,即由LC回路本身的性質(zhì)決定，和電容器所帶電荷量q,極板間的電壓u,線圈中的電流i均無(wú)關(guān).知識(shí)導(dǎo)學(xué)學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容，首先要明確一些相關(guān)的基本概念，掌握振蕩電流的產(chǎn)生和電磁振蕩的過(guò)程，LC振蕩電路的周期和頻率，及影響周期和頻率的因素，學(xué)會(huì)公式1由于電磁振蕩是本節(jié)， 也二一的應(yīng)用，一定要注意理論與實(shí)踐相結(jié)合,LC是本章內(nèi)容的重點(diǎn)，在電磁波的應(yīng)用方面有著舉足輕重的作用，所以我們必須理解和掌握電磁振蕩的產(chǎn)生原理，尤其是

3、LC振蕩電路.疑難突破電磁振蕩的產(chǎn)生過(guò)程剖析：電磁振蕩過(guò)程中電流及電容器上電荷量隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖圖14-2-1振蕩過(guò)程中的電流，極板上的電荷量、電壓、電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表所示時(shí)間t0T/4T/23T/4T電何里q最多0最多0最多電壓U取大0取大0取大電場(chǎng)E取大0取大0取大電流i0取大0取大03典題精講【例1】LC振蕩電路的電容C=556pF,電感L=1mH若能向外發(fā)射電磁波，則其波長(zhǎng)為多少米？電容器極板所帶電荷量從最大變?yōu)榱?，?jīng)過(guò)的最短時(shí)間是多少秒？思路解析：根據(jù)T=2兀TC,該電路的振蕩周期T為T=2兀LC=2X3.14X出1035561012s=4.68X10-6sLC振蕩電

4、路周期即其發(fā)射的電磁波的周期，又由c=有，電磁波的波長(zhǎng)T入=cT=3.0X108X4.68X10-6m=1404m電容器極板上所帶電荷量由最大變?yōu)榱?，?jīng)過(guò)的最短時(shí)間為T.4t=T=1.17X10-7s.4答案：1404m1.17X10-7sT=2tt v'TC ,綠色通道：LC電路產(chǎn)生的電磁振蕩，其周期和頻率由電路本身性質(zhì)決定，即而在一個(gè)周期內(nèi)電容器充放電各兩次變式訓(xùn)練1:在LC振蕩電路中，電容器上的帶電荷量從最大值變化到零的最短時(shí)間是（）A.-VlcB.-vTCC.兀/LCD.2%JLC答案：B變式訓(xùn)練2:在LC振蕩電路中，線圈自感系數(shù)L=2X10-4H,電容器的電容C=2X10-6

5、F,則電路中的電流從零變到最大經(jīng)過(guò)的最短時(shí)間為s.答案：3.14X10-5【例2】有一LC振蕩電路，線圈自感系數(shù)的變化范圍是0.10.4mH,電容器電容的變化范圍是49pF,試求該電路產(chǎn)生的振蕩電流的頻率的變化范圍思路解析：f maF2,Lmin?Cmin12.0,11034102=7.96X106Hzfmin=2.Lmin?CminHz120,4010310391012=2.66X106Hz.答案：2.66X106-7.96X106Hz綠色通道：對(duì)于LC電路的周期T與自感系數(shù)L和電容C的關(guān)系是T=2兀JLC.變式訓(xùn)練：在線圈L和可變電容器C組成的振蕩電路中，線圈的自感系數(shù)可從4mHe到0.1

6、H,電容器的電容可從3.6pF變到90pF,那么這個(gè)振蕩電路的最高頻率和最低頻率各是多少千赫？答案：1327kHz53kHz問(wèn)題探究問(wèn)題：在學(xué)習(xí)完本節(jié)后，你是否覺得電磁振蕩與簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)雖然本質(zhì)不同，但又具有共同的特點(diǎn)？試結(jié)合以前學(xué)過(guò)的知識(shí)，作出簡(jiǎn)單比較導(dǎo)思：在此問(wèn)題中，我們首先應(yīng)該明確，電磁波也是一種波，它跟其他波一樣，都具有波的共性，但它與機(jī)械波有區(qū)別，最大的區(qū)別就是電磁波既可以在介質(zhì)中傳播又可以在真空中傳播.而電磁波又可以由電磁振蕩產(chǎn)生，簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)是機(jī)械運(yùn)動(dòng)中的一個(gè)特例.自然而然就把這兩者聯(lián)系了起來(lái).從獲得能量的方式，能量的轉(zhuǎn)化，變化規(guī)律，最大值及周期幾個(gè)方面進(jìn)行比較，對(duì)電磁振蕩和簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)有一個(gè)具體而深刻的了解探究：首先從能量方面入手，我們知道在簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)中動(dòng)能與勢(shì)能周期性地相互轉(zhuǎn)化，而在電磁振蕩中，磁場(chǎng)能與電場(chǎng)能也相互轉(zhuǎn)化；其次還有它們相關(guān)的幾個(gè)物理量的周期性變化，這都是它們共同特點(diǎn)的體現(xiàn).探究結(jié)論：電磁振蕩與簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的比較用電源給電容器C充電，使LC回路中具有一定能量用外力把單擺拉離平衡位置，使單擺具有一定能量電容器內(nèi)電場(chǎng)能和線圈的磁場(chǎng)