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LC振荡
实验目的：观察LC震荡电路电压（电流）的变化过程
实验器材：计算机，数据采集器，电压传感器，电容器，电感线圈（或电路板），电池，导线等。
实验步骤：
1.如图连接好实验装置；
2.将数据采集器与电压传感器连接，然后将数据采集器与计算机连接，进入“TriE iLab”
数字化信息系统，打开模板“LC震荡”；
3. 把电压传感器的两个信号输入端的导线短接，对电压传感器进行校零；
4.然后将电压传感器的输入端接在电容两端；
5.选择“采集时间”为10s，“采集间隔”为1.25ms；
6.先对电容进行充电，然后点击‘开始’按钮，闭合开关，LC开始振荡；
7.放电完成后，结束实验。
电容上的电压变化：。
t 1 t 2 t 3t 4tu第十四章 第二节：电磁振荡【本章课标转述】初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想以及在物理学发展史上的意义。
了解电磁波的产生，通过电磁波体会电磁场的物质性。
了解电磁波的发射、传播与接收。
通过实例认识电磁波谱，知道光是电磁波。
了解电磁波的应用和在科技、经济、社会发展中的作用。
【学习目标】1、通过对电磁振荡的实验观察，说出LC 电路中电荷、电场、电流、磁场的动态变化过程及电磁波的产生过程。
2、说出固有周期和固有频率的公式，写出实际生产过程中调节振荡电路的频率的基本方法。
【学习过程】探究点一：电磁振荡是怎样形成的？1、振荡电流的产生： 振荡电流： 振荡电路：LC 电路的基本组成： 2、电磁振荡的过程 （1）振荡起始 （2）放电过程 （3）反向充电过程 （4）反复放电、充电过程（5）根据电磁振荡的过程，画出线圈中的电流i ，电容器上的带电量q 随时间t 变化的相应图像，并填写下表。
0 T/4 T/2 3T/4 T 电量q 电压U 电场能E 电流i 磁场能E B探究点二：电磁振荡有哪些规律？1、同步同变关系：电荷量q 、电场强度E 、电场能E E 是同时同向变化的， 振荡电流i 、磁感应强度B 、磁场能E B 也是同向同步变化的2、同步异变关系：电容器上的三个物理量q 、E 、E E 与线圈中的三个物理量i 、B 、E B 是同步异向变化的3、阻尼震荡：说一说：振荡电路的能量损失由哪些原因造成的？探究点三、电磁振荡的周期和频率理论分析表明，LC 电路的周期T 与自感系数L 、电容C 的关系是____________________LC 电路的频率f 与自感系数L 、电容C 的关系是____________________。
说一说：结合课本P82页思考与讨论，定性的讲LC 电路的周期T 、频率f 与自感系数L 、电容C 的有什么关系？ 反馈练习1．和都随时间做周期性变化的电流叫振荡电流，能够产生这种电流的电路叫__________。
班级______＿__姓名________＿第＿_＿＿＿__组１4.2《电磁振荡导学案》审核：高二物理组编写人：朱栋栋寄语:为了明天好好学习吧学习目标：1、知道什么是LC振荡电路和振荡电流2、理解振荡电流的产生过程，掌握振荡电路中电流、电荷、电场能、磁场能的变化3、理解振荡电路的周期公式学习重点和难点:理解振荡电流的产生过程，掌握振荡电路中电流、电荷、电场能、磁场能的变化学习过程：一、电磁振荡的产生：１、振荡电流：都做变化的电流.振荡电流是一种频率交变电流，它只能在振荡电路中产生。
2、LC回路：由和组成的最简单的。
3、振荡电流产生过程分析如图1,给电容器C充电完毕的瞬间,电路里没有电流,电容器两极板上的电荷，极板间场强，电容器储存的电场能图1 图2 图3 图4图5如图２，电容器放电完毕瞬间，电容器极板上没有电荷,电路中电流，电感线圈的磁场，电感线圈中储存的磁场能。
如图3，电感线圈对电容器反向充电完毕,电容器极板上电荷，电路中电流为０。
此后电容器再充电再放电（如图4，５)，这样不断地充电和放电，电路中就出现了振荡电流4、电磁振荡的定义：5、思考总结：A、描述电磁振荡的各物理量可分成两类，一是与电容器有关的电容类：___＿___＿＿＿＿_＿__＿_＿＿____＿___＿＿____＿_______＿___＿______，二是与电感线圈有关的电感类:＿_＿__＿＿＿____＿__＿_＿_＿__＿____________________＿_＿。
B放电过程的特点：__＿__＿＿_＿＿___＿＿＿均减小，＿_____＿______＿_＿_＿＿_＿均增大。
充电过程的特点：＿＿_＿＿_＿_＿_＿_＿__均增大，_＿＿____＿__＿__＿＿_＿＿__均减小。
二、电磁振荡的周期和频率:1、电磁振荡完成一次________________＿_＿变化所需要的时间叫做_＿__＿＿__,1S内完成周期性变化的_____叫做，＿_____。
14.2 电磁振荡的教学设计教材分析及处理：1教材的地位及作用：电磁振荡知识是前面所学的电磁学，机械振动，机械波等知识的继续；又是后面学习电磁波，电视，雷达等知识的基础，因此，电磁振荡知识在教材中的地位就相当于一座承上启下的桥梁。
2教材的加工处理：本节课是电磁振荡的第二课时，重点是电磁振荡周期频率概念的理解和LC回路周期频率决定因素的探究及应用两大方面知识。
对于电磁振荡周期频率的概念教材是直接给出的，不利于学生接受理解，因此，对于这一问题我采用多媒体手段动态模拟电磁振荡过程，并引导学生观察i、q、E、B各物理量的变化特点，发现周期性变化这一特点，从而得出电磁振荡的周期频率的概念；对于第二个问题，教材是通过实验得出的，我则采用由学生讨论探究方案，大家论证，然后实际探究这样的程序解决。
但是，因为条件的限制，不能由学生亲自动手实验，而改用给出科学实验数据，学生由分析数据的方式解决问题。
教学目标及重、难点：1学情分析：学生在学习圆周运动，机械运动，交流电等知识时就对周期频率的概念有了较好的理解，这是对电磁振荡周期频率概念理解的基础。
对于“控制变量法”，学生在前面研究加速度，单摆振动周期决定因素，电阻定律等问题时都运用了这一研究问题的科学方法，因此，学生对“如何探究LC回路周期频率决定因素”这一问题会有一个比较清晰的思路。
学生头脑中的物理情景往往是静止的，不连续的，因此，学生对电磁振荡这一动态变化过程的理解分析会有一定的片面性。
2确定教学目标及重、难点：教学目标：知识与技能目标：a知道电磁振荡周期频率的概念。
b会用LC回路周期频率公式进行相关计算。
过程与方法目标：学生通过问题的探究，加深对“控制变量法”的理解。
情感、态度、价值观目标：学生通过对LC回路周期频率决定因素的探究，体验科学探究的乐趣，养成实事求是的科学态度。
2）教学重点：“LC回路周期频率由哪些因素决定”的探究。
3）教学难点：电磁振荡过程中i、q、E、B变化特点的分析。
2■电磁振荡基础巩固• l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解析：由题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中而电流和线圈中磁场能处于增加过程中，由楞次定律可知，线圈中感应电动势正阻碍电流的增大。
答案：BCD< 2关于LC振荡电路中电容器两极板上的电荷量，下列说法正确的是（）A. 电荷量最大时，线圈中振荡电流也最大B. 电荷量为零时，线圈中振荡电流最大C. 电荷量增大的过程中，电路中的磁场能转化为电场能D. 电荷量减小的过程中，电路中的磁场能转化为电场能解析：电容器电荷量最大时，振荡电流为零,A错;电荷量为零时，放电结束，振荡电流最大,B对；电荷量增大时，磁场能转化为电场能,C对;同理可判断D错。
答案：BC• 3下图为LC振荡电路中电流随时间变化的图象，则（）A. O~t i时间内，磁场能在增加B. t l~t2时间内，电容器处于放电状态C. t2~t3时间内，电容器两板间电压在减小D. t3~t4时间内，线圈中电流变化率在增大答案：B匕4关于LC振荡电路中的振荡电流，下列说法正确的是（）A. 振荡电流最大的瞬间，自感电动势为零B. 振荡电流为零时，自感电动势最大C. 振荡电流减小的过程中，自感电动势方向与电流同方向D. 振荡电流增大的过程中，磁场能转化为电场能解析：振荡电流最大的瞬间，电流的变化率为零，因此自感电动势为零,A项正确;振荡电流为零时，电流的变化率最大，线圈对电流变化的阻碍作用最大，因此电动势最大,B项正确;振荡电流减小的过程中，自感电动势的作用就是阻碍电流的减小，应与其同向,C项正确;振荡电流增大的过程是磁场能增加的过程，电场能转化为磁场能，D项错误。
高三物理选修3-4第十四章电磁波第2节电磁振荡导学案【教学目标】1．通过对电磁振荡的实验观察，体会LC电路中电荷、电场、电流、磁场的动态变化过程及电磁波的产生过程。
2．了解LC振荡电流及其相关物理量的变化情况。
3．了解固有周期和固有频率的公式，了解实际生产生活中调节振荡电路的频率的基本方法。
【教学重点】电磁振荡动态变化过程，定性分析在各个阶段，电场能、电荷量、电压、电流、磁感应强度和磁场能的变化规律【教学难点】电磁振荡动态变化过程，定性分析在各个阶段，电场能、电荷量、电压、电流、磁感应强度和磁场能的变化规律【自主学习】一、电磁振荡的产生1演示实验：（1）把线圈、电容器、电流表、电源和单刀双掷开关按照如图所示连成电路。
（2）先把开关置于电源一边，为电容器充电；稍后再把开关置于线圈一边，使电容器通过线圈放电。
观察电流表指针的变化。
2．大小和方向都做周期性迅速变化的电流，叫做，产生振荡电流的电路叫做。
3．如图所示，当开关置于线圈一侧时，由和组成的电路，就是最简单的振荡电路，称为LC振荡电路。
4．当开关掷向线圈的一瞬间如图所示，也就是电容器刚要放电的瞬间，电路里没有电流，电容器两极板上的电荷最多。
从场的观点来看，此时电容器里的电场最强，电路里的能量全部储存在电容器的电场中。
5．电容器开始放电后，由于线圈的自感作用，放电电流不能立刻达到最大值，而是由零逐渐增大，同时电容器极板上的电荷逐渐减少。
到放电完毕时，电容器极板上没有电荷，放电电流达到最大值如图所示。
在这个过程中，电容器里的电场逐渐减弱，线圈的磁场逐渐增强，电场能逐渐转化为磁场能。
在放电完毕的瞬间，电场能全部转化为磁场能。
6．电容器放电完毕时，由于线圈的自感作用，电流并不会立即减小为零，而要保持原来的方向继续流动，并逐渐减小。
由于电流在继续流动，电容器在与原来相反的方向重新充电，电容器两极板带上相反的电荷，并且电荷逐渐增多。
到反方向充电完毕的瞬间，电流减小为零，电容器极板上的电荷量达到最大值如图所示。
电磁振荡基础知识基本技能1．电磁振荡的过程(1)振荡电流：大小和方向都做周期性变化的电流叫振荡电流，振荡电流的频率很高，是高频正弦交流。
(2)振荡电路：能够产生振荡电流的电路叫振荡电路，LC回路是一种简单的振荡电路。
(3)过程分析：从电容器放电瞬间开始，LC回路在振荡过程中，电容器的带电荷量和极板间场强、自感线圈中的电流和磁感应强度的变化规律：析规律：分析清楚该过程为充电过程还是放电过程，一般依据电流由正极板流出为放电，向正极板流入为充电的方法来判断。
然后再根据放电过程，电流逐渐增大，磁场逐渐增强，极板上的电荷量逐渐减少，电场逐渐减弱；而充电过程，电流逐渐减小，磁场逐渐减弱，极板上的电荷量逐渐增多，电场逐渐增强来判断各物理量的变化。
同时还应注意自感电动势的作用是阻碍电流的增大还是阻碍电流的减小，可依据放电电流不断增大，充电电流不断减小来判断。
【例1】如图是电路某时刻的情况，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负电极板流动，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。
答案：BCD2．电磁振荡的规律振荡电路中的电荷、电流、电场和磁感应强度都发生周期性变化的现象叫电磁振荡，在电磁振荡过程中，电场能和磁场能同时发生周期性变化。
电磁振荡的规律：(1)充电完毕(放电开始)：电场能达到最大，磁场能为零，回路中感应电流i＝0；(2)放电完毕(充电开始)：电场能为零，磁场能达到最大，回路中感应电流达到最大；(3)充电过程：电场能在增加，磁场能在减小，回路中电流在减小，电容器上电荷量在增加，从能量看：磁场能在向电场能转化；(4)放电过程：电场能在减少，磁场能在增加，回路中电流在增加，电容器上的电荷量在减少，从能量看：电场能在向磁场能转化。
