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2.电容C与正对面积S,板间距离d及介电常数ε有关即
根据C=4πεSkd判断;电感L与线圈的匝数、粗细、有无铁芯、 长度等因素有关。
3.LC回路中的电流i、线圈中的磁感应强度B、电容器 极板间的电场强度E的变化周期就是LC回路的振荡周期T= 2π LC ,在一个周期内上述各量方向改变两次;电容器极板 上所带的电荷量,其变化周期也是振荡周期T=2π LC ,极 板上电荷的电性在一个周期内改变两次;电场能、磁场能也 在做周期性变化,但是它们是标量没有方向,所以变化周期 T′是振荡周期T的一半,即T′=T2=π LC。
特别提醒: ①LC回路的周期、频率都由电路本身的特性L和C的值 决定,与电容器极板上电荷量的多少、板间电压的高低、是 否接入电路中等因素无关,所以称为LC电路的固有周期或固 有频率。 ②使用周期公式时,一定要注意单位,T、L、C、f的单 位分别是秒s、亨H、法F、赫Hz。
(2011·扬州高二检测)在LC振荡电路中,电容器放电时间 取决于( )
特别提醒: 因i=ΔΔqt ,所以q-t图象中,图线的斜率反映了线圈中电 流i的变化规律,当q-t图线为余弦曲线时,i-t图线为正弦 曲线;同理i-t图线的斜率可反映线圈中的自感电动势E自的 变化规律E自=LΔΔti),即自感电动势E自的变化规律与q-t图象 相对应。
2.阻尼振荡和无阻尼振荡 (1)无阻尼振荡:没有能量损耗的电磁振荡。无阻尼振荡 必是等幅振荡,如图甲所示。 (2)阻尼振荡:有能量损耗的振荡。若能量得不到补充, 振幅会逐渐减小,如图乙所示。
答案:BCD
解析:由图中磁感应强度的方向和安培定则可知,此时 电流向着电容器带负电的极板流动,也就是电容器处于放电 过程中,这时两极板电荷量和电压、电场能处于减少过程, 而电流和线圈中磁场能处于增加过程,由楞次定律可知,线 圈中感应电动势阻碍电流的增加。
第十四章 电磁波
第二节 电 磁 振 荡
课堂情景切入 知识自主梳理 重点难点突破
考点题型设计 课后强化作业
学习目标定位
※ 知道电磁振荡的概念和振荡电路 ※ 了解LC振荡电路中电磁振荡的产生过程 ※ 了解振荡过程中各物理量的变化
了解电磁振荡的周期和频率,会求LC电路 ※
的周期和频率
课堂情景切入
A.充电电压的大小 B.电容器储电量的多少 C.自感L和电容C的数值 D.回路中电流的大小 答案:C
解析:放电时间等于四分之一个振荡周期,即t=
T 4

π 2
LC,所以放电时间取决于自感L和电容C。故选项C正确。
考点题型设计
题型1 对LC电路振荡过程的理解
LC回路电容器两端的电压U随时间t变化的关系如 图所示,则( )
在LC振荡电路中,电压u与i之间的关系及变化是否遵循 欧姆定律?为什么?
答案:不遵循欧姆定律,因为LC振荡电路是非纯电阻电 路,分析振荡过程可知,当电容器两极电压最大时,回路中 的电流反而是零。
二、电磁振荡的周期和频率
1.LC振荡电路的周期T=2πLC来自和频率f=2π
1 LC
只与
自感系统L和电容C有关,与其他因素无关。
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:T=

LC
,f=2π
1。 LC
重点难点突破
一、电磁振荡的产生过程 1.在振荡电路里产生振荡电流的过程中,电容器极板 上的电荷量、通过线圈的电流以及跟电流和电荷量相联系的 磁场和电场都发生周期性的变化,这种现象叫电磁振荡。振 荡过程中的充放电过程如下图所示。
答案:BC
点评:电流跟磁场对应,电量跟电场对应,而电压跟电 量变化趋向一致,故据图示电压的变化可得到磁场能的变 化,由能量守恒得电场能的变化,再据电流与电场能的对应 关系得电流的变化。
如图表示LC振荡电路某时刻的情况,以下说法正确的是 ()
A.电容器正在充电 B.电感线圈中的磁场能正在增加 C.电感线圈中的电流正在增大 D.此时刻自感电动势正在阻碍电流增大
(3)实际的LC振荡是阻尼振荡: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。
知识点2 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
(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。
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 。
A.在时刻t1,电路中的电流最大 B.在时刻t2,电路中的磁场能最大 C.从时刻t2至t3,电路的电场能不断增大 D.从时刻t3至t4,电容器的带电量不断增大
解析:本题考查对LC振荡电路中各物理量振荡规律的理 解。由前所述可知,t1时刻电容两端电压最高时,电路中振 荡电流为零,t2时刻电容两端电压为零,电路中振荡电流最 强、磁场能最大,选项A错误,B正确;在t2至t3的过程中, 从图可知,电容器两板电压增大,必有电场能增加,选项C 正确;而在t3至t4的过程中,电容器两板电压减小,带电量同 时减少,选项D错误。
手机、电视、收音机的信号都要依靠电磁波传送,电磁 波是利用电磁振荡而产生的。(产生振荡电流的电路如图所 示)
什么是电磁振荡?它具有怎样的规律?
知识自主梳理
知识点1 电磁振荡的产生
1.振荡电流:大小和方向都做 周期性 迅速变化的电流, 叫做振荡电流。
2.振荡电路:能产生振荡电流的电路叫做振荡电路 。
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