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4.1 电磁振荡 预习案 高二物理教科版（2019）选择性必修第二册
1.知道什么是振荡电流和振荡电路；
2.知道LC振荡电路中电流和电荷量的变化过程，知道电磁振荡过程中的能量转化情况。
3.知道无阻尼振荡和阻尼振荡。
4.知道电磁振荡的周期和频率，知道LC振荡电路的周期和频率与电感L、电容C的关系，并会进行有关计算。
重点、难点
自感现象产生的原因及特点；会利用自感现象解决实际问题
一、电磁振荡
1.振荡电流①________和②________都做③________迅速变化的电流。
2.振荡电路：能产生④________电流的电路叫做振荡电路。
3.振荡过程：如图所示，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关掷向2，从此时起，电容器要对线圈放电。
①放电过程：由于线圈的自感作用，放电电流不能立刻达到最大值，由0逐渐增大，同时电容器极板上的电荷减少。放电完毕时，极板上的电荷为零，放电电流达到最大。该过程电容器储存的电场能转化为线圈的磁场能。
②充电过程：电容器放电完毕，由于线圈的自感作用，电流并不会立刻消失，而要保持原来的方向继续流动，并逐渐减小，电容器开始反向充电，极板上的电荷逐渐增加，当电流减小到零时，充电结束，极板上的电荷量达到最大。该过程线圈中的磁场能又转化为电容器的电场能。此后电容器再放电、再充电，周而复始，于是电路中就有了周期性变化的振荡电流。
4.实际的LC振荡是⑤________振荡：电路中有电阻，振荡电流通过时会有电热产生，另外还会有一部分能量以电磁波的形式辐射出去。如果要实现等幅振荡，必须有能量补充到电路中。
二、无阻尼振荡和阻尼振荡
1.阻尼振荡：振荡电路中的能量逐渐损耗，振荡电流的振幅逐渐⑥________，直到停止振荡。这种振荡叫作阻尼振荡。
2.无阻尼振荡:在电磁振荡中，如果⑦________能量损失，振荡将永远持续下去，振荡电流的振幅应该永远保持⑧________。这种振荡叫作无阻尼振荡。
3.给阻尼振荡的电路周期性地补充一定的能量，让补充的能量⑨________损失的能量则阻尼振荡就变成了无阻尼振荡
三、电磁振荡的周期和频率
1.周期：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间叫做周期。
2.频率：单位时间内完成的周期性变化的次数叫做频率。
如果振荡电路没有能量损失，也不受外界影响，这时的周期和频率分别叫做固有周期和固有频率。
3.周期和频率公式：⑩________，。
答案：
①大小 ②方向 ③周期性 ④振荡 ⑤阻尼 ⑥减小 ⑦没有 ⑧不变 ⑨等于 ⑩
1.在LC振荡电路中，某时刻线圈中电流产生的磁场方向和电容器极板的带电情况如图所示，则图示状态( )
A.电容器刚好充电完毕 B.电容器的带电量在减小
C.线圈中的电流正在减小 D.磁场能正在向电场能转化
2.（多选）如图所示，LC振荡电路的导线及自感线圈的电阻忽略不计，某瞬间回路中的电流方向如图中箭头所示，且此时电容器的极板A带正电荷，则下列说法正确的是( )
A.电容器两极板间的电压正在减小
B.此时电容器正在充电
C.线圈L中电流产生的磁场的磁感应强度正在增强
D.线圈L中的磁场能正在减小
3.如图所示的LC振荡电路中，为灵敏电流计，电流向右流过时指针向右偏，反之向左偏，线圈的自感系数L、电容器的电容C均为已知量。开始时开关S扳到a，某时刻将开关S扳到b，且将该时刻作为计时0点。则该电路的周期为________________；时，电容器正在________________（填“充电”或“放电”）；时，电流表的指针________________（填“向右”“向左”或“不”）偏转。
4.如图所示，一LC回路的电感，电容，在电容开始放电时设为零时刻，上极板带负电，下极板带正电，求：
（1）此LC振荡电路的周期为多少？
（2）当时，电容器上板带何种电荷？电流方向如何？
（3）如电容器两板电压最大为，则在前内的平均电流为多大？
答案以及解析
1.答案：B
解析：AB.根据右手定则知，电流方向如图所示
则可知，此时电容器放电，电容器的带电量在减小。A错误，B正确；
C.电容器放电，线圈中的电流正在增加。C错误；
D.电容器放电，电场能正在向磁场能转化。D错误；
故选B。
2.答案：BD
解析：由题图中电流方向可知，电容器处于充电状态，两极板间的电压正在增大，线圈L中电流产生的磁场的磁感应强度正在减小，磁场能正在减小，A、C错误，B、D正确.
3.答案：；放电；向右
解析：该电路的周期为
一个周期内电流随时间变化如图
电路中电流正在增大，电场能正在向磁场能转化，电容器正在放电
电路中电流正在减小，但电流方向不变，即电流向右流过灵敏电流计，电流表的指针向右偏转。
4.答案：（1）s
（2）上板带正电荷，电流方向为顺时针方向
（3）
解析：（1）根据可得此LC振荡电路的周期为
s
（2）当时，即从时刻开始在第二个周期阶段，电容器反向充电，此时上板带正电荷，电流方向为顺时针方向；
（3）如电容器两板电压最大为20V，则电容器带电量最大值为
则在前内的平均电流为

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