第2节 电磁振荡
1．知道什么是LC振荡电路和振荡电流。
2．知道LC振荡电路中电磁振荡的产生过程，知道电磁振荡过程中能量转化情况。 3．知道电磁振荡的周期和频率，知道LC电路的周期和频率与哪些因素有关，并会进行相关的计算。
一、电磁振荡的产生 1．振荡电流和振荡电路
01方向都做周期性迅速变化的电流。 (1)振荡电流：大小和□02振荡电流的电路。最简单的振荡电路为LC振荡电路。 (2)振荡电路：产生□2．电磁振荡的过程
03逐渐放电过程：由于线圈的自感作用，放电电流由零逐渐增大，电容器极板上的电荷□04磁场能，振荡减少，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□电流逐渐增大，放电完毕，电流达到最大，电场能全部转化为磁场能。
05原来的方向逐渐减小，充电过程：电容器放电完毕后，由于线圈的自感作用，电流保持□06反向充电，线圈的磁场逐渐减弱，电容器里的电场逐渐增强，磁场能逐渐转电容器将进行□化为电场能，振荡电流逐渐减小，充电完毕，电流减小为零，磁场能全部转化为电场能。
此后，这样充电和放电的过程反复进行下去。 3．电磁振荡的实质
在电磁振荡过程中，电容器极板上的电荷量，电路中的电流，与振荡电流相联系的电场07周期性变化，电场能和磁场能也随着做周期性的□08转化。 和磁场都在□二、电磁振荡的周期和频率
01周期性变化需要的时间。 1．电磁振荡的周期T：电磁振荡完成一次□02次数。 2．电磁振荡的频率f：1 s内完成周期性变化的□3．LC电路的周期(频率)公式
031，其中：周期T、频率f、自感系数L、电周期、频率公式：T＝2πLC，f＝□
2πLC容C的单位分别是秒(s)、赫兹(Hz)、亨利(H)、法拉(F)。
判一判
(1)电磁振荡的周期和频率是由电容器和线圈(电感)共同决定的。( ) (2)通过减小电容器的电容可以使电磁振荡的频率减小。( ) 提示：(1)√ (2)× 想一想
(1)振荡电流实际上就是交流电，对吗？
提示：对。振荡电流实际上就是交流电，由于频率很高，习惯上称之为振荡电流。 (2)如何理解电磁振荡中的“电”和“磁”？
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提示：电磁振荡中的“电”不仅指电容器两极板上的电荷，也指该电荷产生的电场(电场强度、电势差、电场能)；“磁”不仅指线圈中的电流，也指该电流产生的磁场(磁场能、磁感应强度)。电磁振荡是指这些电荷、电场、电流、磁场都随时间做周期性变化的现象。
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课堂任务
电磁振荡的产生
1．振荡电流和振荡电路
(1)振荡电流：大小和方向都做周期性迅速变化的电流。
(2)振荡电路：产生振荡电流的电路。基本的振荡电路为LC振荡电路。 2．电磁振荡过程中各物理量的变化
设q为电容器上极板的电荷量，电流以顺时针方向为正，则i-t、q-t图象：
时刻 工作过程 放电瞬间 放电过程 放电结束 充电过程 充电结束 q qm qm→0 0 0→qm E Em Em→0 0 0→Em i 0 0→im B 0 0→Bm 能量 t＝0 0～ 4E电最大 E磁最小 E电→E磁 E电最小 E磁最大 E磁→E电 E电最大 E磁最小 TT44 im im→0 0 Bm Bm→0 0 TT～ 2T2 qm Em www.bbom.net——教学信息分享网
T3T2～43T 4 放电过程 放电结束 充电过程 充电结束 qm→0 0 0→qm Em→0 0 0→Em 0→im 0→Bm E电→E磁 E电最小 E磁最大 E磁→E电 E电最大 E磁最小 磁
im im→0 0 Bm Bm→0 0 3T～T 4T qm Em 其中qm、Em、im、Bm分别表示电荷量、电场强度、电流和磁感应强度的最大值，E电、E分别表示电场能、磁场能。
3．LC回路中各量间的变化规律及对应关系 (1)同步变化关系
在LC回路发生电磁振荡的过程中，电容器上的物理量：电荷量q、电场强度E、电场能
EE是同步变化的，即：
q↓—E↓—EE↓(或q↑—E↑—EE↑)。
振荡线圈上的物理量：振荡电流i、磁感应强度B、磁场能EB也是同步变化的，即：
i↓—B↓—EB↓(或i↑—B↑—EB↑)。
(2)异步变化关系
在LC回路产生电磁振荡的过程中，电容器上的三个物理量q、E、EE与线圈中的三个物理量i、B、EB是异步变化的，即q、E、EE减小时，i、B、EB增大，也即：
异步变化
q、E、EE↑――→i、B、EB↓。
(3)物理量的等式关系
ΔqΔi线圈上的振荡电流i＝，自感电动势e＝L·。
ΔtΔt(4)极值、图象的对应关系
如图所示，i＝0时，q最大，E最大，EE最大，e(e为自感电动势)最大。
q＝0时，i最大，B最大，EB最大，e＝0。
(5)自感电动势e与i-t图象的关系
ΔiΔiΔi由e＝L·知，e∝，而是i-t图象上某点处曲线切线的斜率k的绝对值。所以，
ΔtΔtΔt利用图象可分析自感电动势随时间的变化和极值。
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例1 (多选)LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，则( )
A．若磁场正在减弱，则电容器正在充电，电流由b向a B．若磁场正在减弱，则电场能正在增大，电容器上极板带负电 C．若磁场正在增强，则电场能正在减少，电容器上极板带正电 D．若磁场正在增强，则电容器正在充电，电流方向由a向b
(1)振荡电流的方向与磁场的方向由什么确定？
提示：由安培定则确定。
(2)磁场正在减弱，LC回路正在充电还是放电？
提示：磁场正在减弱，说明振荡电流在减小，是充电过程。
[规范解答] 若磁场正在减弱，则电流在减小，是充电过程，根据安培定则可确定电流由b向a，电场能增大，上极板带负电，A、B正确；若磁场正在增强，则电流在增大，是放电过程，电场能正在减小，根据安培定则，可判断电流由b向a，上极板带正电，C正确，D错误。
[完美答案] ABC
判断LC回路处于放电过程还是充电过程的方法
电流流向带正电的极板，电荷量增加，磁场能向电场能转化，电场能增加，电流减小，磁场能减少，处于充电过程；电流流出带正电的极板，电荷量减少，电场能向磁场能转化，电场能减少，电流增大，磁场能增加，处于放电过程。
[变式训练1] (多选)如图甲为LC振荡电路，其中图乙描绘的是流过电路中M点的电流随时间变化规律的图线，假设回路中电流顺时针方向为正。则下列说法正确的是( )
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新人教版高中物理选修3-4第十四章电磁波第2节电磁振荡学案
