第四章　1　电磁振荡-物理人教版选择性必修第二册（解析版）.pdf

1电磁振荡

[学习目标]1.知道什么是振荡电流和振荡电路.2.知道LC振荡电路中振荡电流的产生过程，

知道电磁振荡过程中的能量转化情况.3.知道LC电路的周期和频率公式，并会进行相关的计

算．

一、电磁振荡的产生及能量变化

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：能产生振荡电流的电路．最简单的振荡电路为LC振荡电路．

3．LC振荡电路电容器的放电、充电过程

(1)电容器放电：由于线圈的自感作用，放电电流不会立刻达到最大值，而是由零逐渐增大，

同时电容器极板上的电荷逐渐减少．放电完毕时，极板上没有电荷，放电电流达到最大值．该

过程电容器的电场能全部转化为线圈的磁场能．

(2)电容器充电：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，电容器开始充电，极板上的电荷逐渐增多，电流减

小到零时，充电结束，极板上的电荷最多．该过程中线圈的磁场能又全部转化为电容器的电

场能．

4．电磁振荡的实质

在电磁振荡过程中，电路中的电流i、电容器极板上的电荷量q、电容器里的电场强度E、线

圈里的磁感应强度B，都在周期性地变化着，电场能和磁场能也随着发生周期性的转化．

二、电磁振荡的周期和频率

1．电磁振荡的周期T：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间．

2．电磁振荡的频率f：完成周期性变化的次数与所用时间之比，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耗，也不受其他外界条件影响，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＝.

2πLC

其中：周期T、频率f、电感L、电容C的单位分别是秒(s)、赫兹(Hz)、亨利(H)、法拉(F)．

判断下列说法的正误．

(1)LC振荡电路的电容器放电完毕时，回路中磁场能最小，电场能最大．(×)

(2)LC振荡电路的电容器极板上电荷量最多时，电场能最大．(√)

(3)LC振荡电路中电流增大时，电容器上的电荷一定减少．(√)

(4)LC振荡电路的电流为零时，线圈中的自感电动势最大．(√)

(5)LC振荡电路中，电容器的某一极板，从带最多的正电荷放电到这一极板带最多的负电荷

为止，这一段时间为一个周期．(×)

一、电磁振荡的产生及能量变化

导学探究

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.

(1)电容器通过线圈放电过程中，线圈中的电流怎样变化？电容器的电场能转化为什么形式的

能？

(2)在电容器反向充电过程中，线圈中的电流如何变化？电容器和线圈中的能量是如何转化

的？

(3)线圈中自感电动势的作用是什么？

答案(1)电容器放电过程中，线圈中的电流逐渐增大，电容器的电场能转化为线圈中的磁场

能．

(2)在电容器反向充电过程中，线圈中的电流逐渐减小，线圈中的磁场能转化为电容器的电场

能．

(3)线圈中电流变化时，产生的自感电动势阻碍电流的变化．

知识深化

1．各物理量随时间的变化图像：振荡过程中电流i、极板上的电荷量q之间的对应关系．(如

图)

2．相关量与电路状态的对应情况

电路状态abcde

TT3T

时刻t0T

424

电荷量q最多0最多0最多

电场能EE最大0最大0最大

电流i0正向最大0反向最大0

磁场能EB0最大