4.1 振荡电路（导学案）（学生版） 高二物理同步高效课堂（人教版2019选择性必修第二册）.pdf

第1节电磁振荡

导学案

【学习目标】

1.通过实验，了解电磁振荡。知道LC振荡电路中电荷、电场、电流、磁场的动态变化情况及电场能与磁场

能的转化情况。知道电磁振荡的周期与频率。会用其分析、解释有关的简单问题。

2.经历从机械振动到电磁振荡的类比过程，体会类比推理的方法。经历分析电磁振荡周期

与L、C关系的过程，体会定性分析推理的方法。

3.经历实验观察电磁振荡中各物理量的变化过程，体会实验在物理观念形成过程中的作用。

【学习重难点】

1.教学重点：电磁振荡过程中电场能与磁场能的相互转化规律。

2.教学难点：LC回路振荡过程中电场强度和磁感应强度的相互转化规律。

【自主预习】

一、电磁振荡的产生电磁振荡中的能量变化

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：能够产生振荡电流的电路。

3．LC振荡电路：由电感线圈L和电容器C组成的电路，是最简单的振荡电路，称为

LC振荡电路。如图所示。

4．电磁振荡：在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量q，电路中的电流i，电容

器里面的电场强度E、线圈里的磁感应强度B，都在周期性地变化着。这种现象就是

电磁振荡。

5．电磁振荡中的能量变化

(1)能量转化：电容器放电过程中，电场能向磁场能转化。电容器充电过程中，磁场能向电场能转化。

(2)无能量损失时，振荡电路做等幅振荡。

(3)实际振荡电路中有能量损失，通过适时补充能量给振荡电路，可使振荡电路做等幅振荡。

二、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。

2．频率：周期的倒数，数值等于单位时间内完成的周期性变化的次数。

如果振荡电路没有能量损失，也不受其他外界影响，这时的周期和频率叫作振荡电路的固有周期和固

有频率。

1

3．LC电路的周期和频率公式：T＝2πLC，f＝。其中周期T、频率f、电感L、电容C的单位

2πLC

分别是秒(s)、赫兹(Hz)、亨利(H)、法拉(F)。

4．实际电路中的晶体振荡器：其工作原理与LC振荡电路的原理基本相同。

【课堂探究】

【新课引入】

在信息技术高速发展的今天，电磁波对我们越来越重要。如果有一天电磁波突然没有了，我们生活的世界

没有了电磁波会怎么样？

其实我们已经离不开电磁波了。水波是由机械振动形成的。一颗石子投入水面会激起一阵涟漪，但是要形

成持续的水波，则需要不断地击打水面。要产生持续的电磁波，需要持续变化的电流。怎样才能产生这样

的电流呢？

【新课教学】

任务一、振荡电路的产生

一、观察振荡电路中电压的波形

（一）观察振荡电路中电压的波形

把线圈、电容器、电源和单刀双掷开关按照图连成电路。把电压传感器（或示波器）的两端连在电容器

的两个极板上。

先把开关置于电源一侧，为电容器充电;稍后再把开关置于线圈一侧，使电容器通过线圈放电。观察电脑

显器显示的电压波形。

S

LCE

实验结果：

为什么会出现这样的变化波形图？

（二）电磁振荡的产生

【分析】

请同学们阅读课文，并回答振动电路的概念。

1.振荡电流：

①振荡电流：

②振荡电路：

③LC振荡电路：

S

LCE

2.振荡电路的工作原理

注意观察电荷量变化和电流大小及方向的变化情况

任务二、电磁振荡中的能量变化

（一）电磁振荡中的能量变化

（二）在电磁振荡中，能量是如何转化的?

（二）电磁振荡的特点

LC回路工作过程具有对称性和周期性,可归结为:

(1)两个物理过程：

(2)两个特殊状态：

（三）两个对应关系

在电磁振荡变化快慢与哪些因