2019-2020学年度人教版选修3-4 14.1电磁波的发现 教案(3)
2019-2020学年度人教版选修3-4 14.1电磁波的发现 教案(3)第3页

 (1)定性表达:

  在LC振荡过程中,磁场能及与磁场能相关联的物理量(如线圈中电流强度、线圈电流周围的磁场的磁感强度、穿过线圈的磁通量等)和电场能及与电场能相关联的物理量(如电容器的极板间电压、极板间电场的电场强度、极板上电量等)都随时间做周期相同的周期性变化。

  这两组量中,一组最大时,另一组恰最小;一组增大时,另一组正减小。

  这一特征正是能的转化和守恒定律所决定的。

(2)定量表达:(可以通过示波器观察,参看教材P.61的实验)

  在LC振荡过程中,尽管磁场能和电场能的变化曲线都比较复杂,但与之相关的其他物理量和变化情况却都可以用简单的正(余)弦曲线给出定量表达。

  以LC振荡过程中线圈L中的振荡电流i(与磁场能相关)和电容器C的极板间交流电压u(与电场能相关)为例,其变化曲线分别如图中所示。

  

* 应用相关规律分析问题时注意:

分析电磁振荡要掌握以下三个要点(突出能量守恒的观点):

  ⑴理想的LC回路中电场能E电和磁场能E磁在转化过程中的总和不变。

  ⑵回路中电流越大,L中的磁场能越大(磁通量越大)。

  ⑶极板上电荷量越大,C中电场能越大(板间场强越大、两板间电压越高、磁通量变化率越大)。

  

5.LC振荡过程的阶段分析和特殊状态()*1

如图中所示,在O、t2、t4时刻,线圈中振荡电流i为0,磁场能最小,而电容器极板间电压u恰好达到最大值,电场能最多,在t1、t3时刻则正相反,振荡电流、磁场能均达到最大值,而电压为0,电场能最少。在O→t1和t2→t3阶段,电流增强,磁场能增多,而电压降低,电场能减小,这是电容器放电把电场能转化为磁场能的阶段;在t1→t2和t3→t4阶段,电流减弱,磁场能减小,而电压升高,电场能增多,这是电容器充电把磁场能转化为电场能的阶段。

*1 分析振荡过程属于"多学一点",课不做全面要求。

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