人教版(新教材)高中物理選擇性必修2教學(xué)設(shè)計(jì)1：4 1電磁振蕩教案

人教版(新教材)高中物理選擇性必修第二冊(cè)PAGEPAGE14.1電磁振蕩教學(xué)目標(biāo)1.通過實(shí)驗(yàn)了解電磁振蕩。知道LC電路中電流、電荷、電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能等相關(guān)物理量的變化情況。2.知道電磁振蕩的周期和頻率，會(huì)用其分析、解釋有關(guān)的簡(jiǎn)單問題。學(xué)習(xí)重點(diǎn):電磁振蕩的中電流、電荷等相關(guān)物理量的變化情況，電磁振蕩的周期和頻率引入新課一、引入新課在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，電磁波對(duì)我們來說越來越重要。例如，廣播、電視要利用電磁波，無線電通信要利用電磁波，航空、航天中的自動(dòng)控制和通信聯(lián)系都要利用電磁波…..，但是電磁波十怎樣產(chǎn)生的呢？二、新課學(xué)習(xí)觀察：觀察振蕩電路中電壓的波形把線圈、電容器、電源和單刀雙擲開關(guān)按照?qǐng)D甲連成電路。把電壓傳感器（或示波器）的兩端連在電容器的兩個(gè)極板上。先把開關(guān)置于電源一側(cè)，為電容器充電；稍后再把開關(guān)置于線圈一側(cè)，使電容器通過線圈放電。觀察電腦顯示器（或示波器）顯示的電壓的波形。探究點(diǎn)一電磁振蕩的產(chǎn)生及能量變化〖思考〗想一想與交流電有何區(qū)別？振蕩電流：大小和方向都做周期性迅速變化的電流，叫作振蕩電流。振蕩電路：能夠產(chǎn)生振蕩電流的電路。LC振蕩電路：當(dāng)開關(guān)置于線圈一側(cè)時(shí)，由電感線圈L和電容C組成的電路，就是最簡(jiǎn)單的振蕩電路，稱為L(zhǎng)C振蕩電路。老師引出：LC電磁振蕩的產(chǎn)生原理電容器充放電和線圈的自感現(xiàn)象共同作用產(chǎn)生的LC電磁振蕩的產(chǎn)生過程LC振蕩電路電流的周期性變化電容器極板上電荷量的周期性變化2、LC電磁振蕩的特點(diǎn)：LC回路工作過程具有對(duì)稱性和周期性，可歸結(jié)為：(1)、兩個(gè)物理過程：放電過程：電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能，q↓→i↑充電過程：磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能，q↑→i↓(2)、兩個(gè)特殊狀態(tài)：充電完畢狀態(tài)：磁場(chǎng)能向電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化完畢，電場(chǎng)能最大，磁場(chǎng)能最小放電完畢狀態(tài)：電場(chǎng)能向磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化完畢，磁場(chǎng)能最大，電場(chǎng)能最小探究點(diǎn)二：電磁振蕩的周期和頻率1．周期和頻率：電磁振蕩完成一次周期性變化所需的時(shí)間叫做周期，一秒鐘內(nèi)完成周期變化的次數(shù)叫做頻率。LC回路的周期和頻率：由回路本身的特性決定．這種由振蕩回路本身特性所決定的振蕩周期（或頻率）叫做振蕩電路的固有周期（或固有頻率），簡(jiǎn)稱振蕩電路的周期（或頻率）。2．在一個(gè)周期內(nèi)，振蕩電流的方向改變兩次；電場(chǎng)能（或磁場(chǎng)能）完成兩次周期性變化?！妓伎寂c討論〗LC電路的周期（頻率）與哪些因素有關(guān)？電容較大時(shí)，電容器充電、放電的時(shí)間長(zhǎng)些還是短些？線圈的自感系數(shù)較大時(shí)，電容器充電、放電時(shí)間長(zhǎng)些還是短些？根據(jù)上面的討論結(jié)果，定性地講，LC電路的周期（頻率）與電容C、電感L的大小有什么關(guān)系？3.LC回路的周期和頻率公式T=f=（1）式中各物理量T、L、C、f的單位分別是s、H、F、Hz．（2）適當(dāng)?shù)剡x擇電容器和線圈，可使振蕩電路物周期和頻率符合我們的需要．隨堂練習(xí)1．如圖所示是LC振蕩電路及其中產(chǎn)生的振蕩電流隨時(shí)間變化的圖像，規(guī)定順時(shí)針方向?yàn)殡娏鞯恼较颍瑒t在t1～t2時(shí)間內(nèi)，電容器C的極板上所帶電荷量及其變化情況是()A．上極板帶正電，且電荷量逐漸增加B．上極板帶正電，且電荷量逐漸減小C．下極板帶正電，且電荷量逐漸增加D．下極板帶正電，且電荷量逐漸減小2．在LC振蕩電路中，用以下的哪種辦法可以使振蕩頻率增大一倍()A．自感L和電容C都增大一倍B．自感L增大一倍，電容C減小一半C．自感L減小一半，電容C增大一倍D．自感L和電容C都減小一半3．如圖所示為一LC振蕩電路中電容器極板上的電荷量隨時(shí)間變化的規(guī)律圖像，由圖可知()A．t1到t2時(shí)間內(nèi)，電容器在充電B．t2到t3時(shí)間內(nèi)，電路中電流在變大C．t1時(shí)刻，電路中的磁場(chǎng)能最小D．t2時(shí)刻，電路中的電場(chǎng)能最大4．LC振蕩電路中，某時(shí)刻的磁場(chǎng)方向如圖所示，則()A．若磁場(chǎng)正在減弱，則電容器上極板帶正電B．若電容器正在充電，則電容器下極板帶正電C．若電容器上極板帶正電，則線圈中電流正在增大D．若電容器正在放電，則自感電動(dòng)勢(shì)正在阻礙電流增大5．要提高LC振蕩電路發(fā)射電磁波的本領(lǐng)，下列措施可行的是()A．減小發(fā)射電磁波的波長(zhǎng)B．增大回路中自感線圈的自感系數(shù)C．增大振蕩回路中電容器兩極板間的距離D．增大振蕩回路中電容器兩極板的正對(duì)面積

▁▃▅▇█參*考*答*案█▇▅▃▁1．〖解析〗t1～t2時(shí)間內(nèi)，電流為負(fù)且增大，說明該過程是放電的過程，可知電容器上極板帶正電，且其所帶電荷量逐漸減小，B正確．〖答案〗B2．〖解析〗根據(jù)LC振蕩電路頻率公式f＝eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC))可知，當(dāng)L、C都減小一半時(shí)，f增大一倍，故選項(xiàng)D正確．〖答案〗D3．〖解析〗在t1到t2時(shí)間內(nèi)，電容器極板上的電荷量不斷減小，說明電容器在不斷放電，故A錯(cuò)誤；在t2到t3時(shí)間內(nèi)，電容器極板上的電荷量不斷增加，說明電容器在不斷充電，此時(shí)電路中的電流在減小，故B錯(cuò)誤；在t1時(shí)刻，電容器極板上的電荷量最大，說明電容器充電完畢，電路中無電流，則磁場(chǎng)能最小，故C正確；在t2時(shí)刻，電容器極板上的電荷量等于0，說明電容器放電完畢，電路中電流最大，磁場(chǎng)能最大，電場(chǎng)能最小，故D錯(cuò)誤．〖答案〗C4．〖解析〗該題考查各物理量發(fā)生變化的判斷方法，由電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)方向和安培定則可判斷振蕩電流方向，由于題目中未標(biāo)明電容器兩極板帶電情況，可分兩種情況討論．(1)若該時(shí)刻電容器上極板帶正電，則可知電容器處于放電階段，電流增大，磁場(chǎng)增強(qiáng)，則C項(xiàng)正確，A項(xiàng)錯(cuò)誤；(2)若該時(shí)刻電容器下極板帶正電，可知電容器處于充電狀態(tài)，電流在減小，則B項(xiàng)正確；由楞次定律可判定D項(xiàng)正確．〖答案〗BCD5．〖解析〗要提高LC振蕩電路輻射電磁波的本領(lǐng)，就是要產(chǎn)生波長(zhǎng)比原來短些的電磁波，即使產(chǎn)生電磁波的頻率變高，根據(jù)振蕩頻率公式f＝eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC))，可知需