课堂互动
三点剖析
1.电磁振荡的过程分析
LC回路产生振荡电流的过程:电容器(正向)放电过程中,振荡电流增大,电场能向磁场能转化,当电容器放电完毕的瞬间,振荡电流最大,电容器的带电荷量、板间场强和电场能为零,线圈周围的磁场最强,磁场能最大;电容器(反向)充电过程中,振荡电流减小(方向不变),磁场能向电场能转化,当电容器充电完毕的瞬间,振荡电流为零,线圈周围的磁场和磁场能为零,电容器的带电荷量、板间场强和电场能量大。以上各量都做周期性变化。
2.影响电磁振荡的周期和频率的因素
由电磁振荡的周期公式T=2π知,要改变电磁振荡的周期和频率,必须改变线圈的自感系数L或者电容器电容C。
影响线圈自感系数L的是:线圈的匝数、有无铁芯及线圈截面积和长度。匝数越多,自感系数L越大,有铁芯的自感系数比无数铁芯的大。
影响电容器的是:两极正对面积S、两板间介电常数ε以及两板间距d,由C=(平行板电容器电容),不难判断ε、S、d变化时,电容C变化。
一般来讲,由于电容器两板间的正对面积的改变较为方便,只需将可变电容器的动片旋出或旋入,便可改变电容C的大小,所以通常用改变电容器正对面积的方法改变LC振荡电路的振荡周期和频率。
各个击破
【例1】 关于LC振荡电路中的振荡电流,下列说法中正确的是( )
A.振荡电流最大时,电容器两极板间的电场强度最大
B.振荡电流为零时,线圈中自感电动势为零
C.振荡电流增大的过程中,线圈中的磁场能转化成电场能
D.振荡电流减小的过程中,线圈中的磁场能转化为电场能
解析:振荡电流最大时、处于电容器放电结束瞬间,场强为零,A错;振荡电流为零时,LC回路振荡电流改变方向,这时的电流变化最快,电流强度变化率最大,线圈中自感电动势最大,B错;振荡电流增大时,线圈中电场能转化为磁场能,C错;振荡电流减小时,线圈中磁场能转化为电场能,D对。
答案:D
【例2】 图14-2-1中画出一个LC振荡电路中的电流变化图线,根据图线可判断( )
A.t1时刻电感线圈两端电压最大 B.t2时刻电容器两极间电压为零
C.t1时刻电路中只有电场能 D.t1时刻电容器带电荷量为零
图14-2-1
解析:本题考查认识i-t图象和利用图线分析问题的能力。