14.2 電磁振蕩 學案 知識導學 學習本節內容，首先要明確一些相關的基本概念，掌握振蕩電流的產生和電磁振蕩的過程，lc振蕩電路的周期和頻率，及影響周期和頻率的因素，學會公式t=2,f=的應用，一定要注意理論與實踐相結合，由于電磁振蕩是本節，也是本章內容的重點，在電磁波的應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生原理，尤其是lc振蕩電路.知識梳理1.幾個基本概念：大小和方向都隨時間做_的電流叫振蕩電流，能夠產生振蕩電流的電器叫_.在lc回路產生振蕩電流的過程中，電容器極板上的電荷、通過線圈的電流以及跟電荷和電流相聯系的電場和電磁場都發生周期性變化的現象叫_.2.lc回路中產生的電磁振蕩：（1）lc回路中的振蕩電流是由于電容器通過自感線圈（可產生自感電動勢，阻礙通過線圈的電流的變化）不斷充、放電產生的，按_規律做周期性變化.（2）在lc回路產生振蕩電流的過程中，磁場能（由通過線圈中的電流產生）和電場能（由電容器極板上的電荷產生）之間不斷地相互轉化著.電容器放電階段，_能轉化為_能.放電完畢瞬間，電場能為_，振蕩電流及磁場能達到_.然后電容器被反向充電，在此階段，_能轉化為_.充電完畢瞬間，磁場能為零，電容器極板上的電荷量及電場能達_.3.lc振蕩電路的周期只取決于_和_，即由lc回路本身的性質決定，和電容器所帶電荷量q，極板間的電壓u，線圈中的電流i均無關.疑難突破電磁振蕩的產生過程剖析：電磁振蕩過程中電流及電容器上電荷量隨時間的變化關系如圖所示.振蕩過程中的電流，極板上的電荷量、電壓、電場能和磁場能的對應關系如下表所示.時間t0t/4t/23t/4t電荷量q最多0最多0最多電壓u最大0最大0最大電場e最大0最大0最大電流i0最大0最大0典題精講【例1】 lc振蕩電路的電容c=556 pf，電感l=1 mh，若能向外發射電磁波，則其波長為多少米？電容器極板所帶電荷量從最大變為零，經過的最短時間是多少秒？思路解析：根據t=2，該電路的振蕩周期t為t=2=23.14=4.6810-6 slc振蕩電路周期即其發射的電磁波的周期，又由c=有，電磁波的波長=ct=3.01084.6810-6 m=1 404 m電容器極板上所帶電荷量由最大變為零，經過的最短時間為.t=1.1710-7 s.答案：1 404 m 1.1710-7 s綠色通道：lc電路產生的電磁振蕩，其周期和頻率由電路本身性質決定，即t=2，而在一個周期內電容器充放電各兩次.變式訓練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間是（ )a. b. c. d.2答案：b變式訓練2:在lc振蕩電路中,線圈自感系數l=210-4 h,電容器的電容c=210-6 f,則電路中的電流從零變到最大經過的最短時間為_s.答案：3.1410-5【例2】有一lc振蕩電路，線圈自感系數的變化范圍是0.10.4 mh,電容器電容的變化范圍是49 pf，試求該電路產生的振蕩電流的頻率的變化范圍.思路解析：fmax=7.96106 hzfmin=hz=2.66106 hz.答案：2.661067.96106 hz綠色通道:對于lc電路的周期t與自感系數l和電容c的關系是t=2.變式訓練:在線圈l和可變電容器c組成的振蕩電路中，線圈的自感系數可從4 mh變到0.1 h，電容器的電容可從3.6 pf變到90 pf，那么這個振蕩電路的最高頻率和最低頻率各是多少千赫？答案：1 327 khz 53 khz 問題探究 問題：在學習完本節后，你是否覺得電磁振蕩與簡諧運動雖然本質不同，但又具有共同的特點？試結合以前學過的知識，作出簡單比較. 導思：在此問題中，我們首先應該明確，電磁波也是一種波，它跟其他波一樣，都具有波的共性，但它與機械波有區別，最大的區別就是電磁波既可以在介質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生，簡諧運動是機械運動中的一個特例.自然而然就把這兩者聯系了起來.從獲得能量的方式，能量的轉化，變化規律，最大值及周期幾個方面進行比較，對電磁振蕩和簡諧運動有一個具體而深刻的了解. 探究：首先從能量方面入手，我們知道在簡諧運動中動能與勢能周期性地相互轉化，而在電磁振蕩中，磁場能與電場能也相互轉化；其次還有它們相關的幾個物理量的周期性變化，這都是它們共同特點的體現. 探究結論： 電磁振蕩與簡諧運動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電場