高中物理電磁感應教案

高考物理第一輪復習學案：電磁場電磁波。

俗話說，磨刀不誤砍柴工。高中教師要準備好教案為之后的教學做準備。教案可以保證學生們在上課時能夠更好的聽課，幫助高中教師掌握上課時的教學節(jié)奏。高中教案的內容要寫些什么更好呢？下面是小編幫大家編輯的《高考物理第一輪復習學案：電磁場電磁波》，希望能為您提供更多的參考。

第十五章電磁場電磁波

1.本章內容較少，是以識記內容為主。在復習本章內容時要求學生能緊扣書本，熟讀課本，掌握最基本知識與內容。
2.本章的內容主要包括麥克斯韋電磁場理論，電磁波的產生與傳播，電磁波譜．
【教學要求】
1．了解麥克斯韋電磁場理論。
2．了解電視、雷達的工作原理等在現代科技中的一些應用。
3．電磁波譜的組成與產生。
【知識再現】
一、電磁波的發(fā)現
1．麥克斯韋電磁場理論
變化的磁場能夠在周圍空間產生，變化的電場能夠在周圍空間產生。
2．電磁場：變化的電場和變化的磁場相聯系的統(tǒng)一體叫電磁場。
3．電磁波
①電磁場的由近及遠的傳播形成電磁波。
②電磁波是波．電磁波的傳播介質。
③它在真空中傳播速度等于光速c=
④波速v、波長λ與頻率f的關系：
二、LC振蕩電路
1．振蕩電流：都做周期性迅速變化的電流。
2．振蕩電路：產生振蕩電流的電路叫振蕩電路。
3．振蕩周期：
三、電磁波的發(fā)射與接收
1．電磁波的發(fā)射
①要向外發(fā)射無線電波，振蕩電路必須具有如下特點：第一，要有的頻率；第二，采用電路．
②利用電磁波傳遞信號的特點，要求發(fā)射的電磁波隨待傳遞信號而改變．使電磁波隨各種信號而改變叫的技術叫．常用的調制方法有和兩種．
2．電磁波的接收
①當接收電路的固有頻率跟接收到的無線電波的頻率時，激起的振蕩電流，這就是現象．使接收電路產生電諧振的過程叫做．
②從經過調制的高頻振蕩中“檢”出調制信號的過程，叫做．檢波是的逆過程，也叫。
3．熟悉電視、雷達、移動電話、因特網等實際實例的工作原理。

四、電磁波譜
1．電磁波譜的組成：、、、
、、。
2．熟悉各組成的產生機理及用途。

知識點一麥克斯韋電磁場理論
1．變化的磁場能夠在周圍空間產生電場（這種電場叫感應電場或渦旋電場，與由電荷激發(fā)的靜電場不同．它的電場線是閉合的，它的存在與空向有無導體或閉合電路無關）。均勻變化的磁場產生穩(wěn)定的電場；不均勻變化的磁場產生變化的電場；振蕩的（即周期性變化的）磁場產生同頻率的振蕩電場。
2．變化的電場能夠在周圍空間產生磁場。均勻變化的電場產生恒定的磁場；不均勻變化的電場產生變化的磁場；振蕩的電場產生同頻率的振蕩磁場。
3．變化的電場和變化的磁場總是相互聯系著，形成一個不可分離的統(tǒng)一體，這就是電磁場．
【應用1】按照麥克斯韋的電磁場理論，以下說法正確的是（）
A．恒定的電場周圍產生恒定的磁場，恒定的磁場周圍產生恒定的電場
B．任何變化的電場周圍空間一定產生變化的磁場
C．均勻變化的電場周圍產生均勻變化的磁場，均勻變化的磁場周圍產生均勻變化的電場
D．均勻變化的電場周圍產生穩(wěn)定的磁場，均勻變化的磁場周圍產生穩(wěn)定的電場
導示:由麥克斯韋電磁場理論可知，不變的電場周圍不產生磁場，均勻變化的電場周圍產生穩(wěn)定的磁場，振蕩電場周圍產生振蕩磁場。
故D選項正確。

知識點二對電磁波的理解
電磁波的特點：
1．電磁波是橫波。在電磁波中，每處的電場強度和磁感應強度方向總是互相垂直的，并且都跟那里的電磁波的傳播方向垂直。
2．電磁波的速度（在真空中等于光速）
v=3.00×108m/s。
3．電磁波傳播不一定需要介質。
4．電磁波有波的一切特點：能發(fā)生反射、折射現
象；能產生干涉、衍射等現象．
5．電磁波向外傳播的是電磁能。
思考：機械波與電磁波有哪些異同？

【應用2】關于電磁場和電磁波，下列說法正確的是（）
A．電磁波是橫波
B．電磁波的傳播需要介質
C．電磁波能產生干涉和衍射現象
D．電磁波中電場和磁場的方向處處相互垂直
導示:由電磁波的傳播特點可知：電磁波是橫波，電場方向與磁場方向垂直且與波的傳播方向垂直，電磁波本身就是一種物質，傳播時不需要其它介質，電磁波具有波的一切特性，能產生干涉、衍射。
故選ACD

知識點三電磁波譜
電磁波按波長由大到小的順序為：無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、丫射線，其產生機理、性質差別、用途等可概括為下表：
【應用3】在應用電磁波的特性時，下列符合實際的是（）
A．醫(yī)院常用x射線對病房和手術室進行消毒
B．醫(yī)院常用紫外線對病房和手術室進行消毒
C．人造衛(wèi)星對地球拍攝是因為紫外線照相有較好的分辨能力
D．人造衛(wèi)星對地球拍攝是因為紅外線照相有較好的穿透能力
導示:紫外線的殺菌消毒作用比較顯著，醫(yī)院常用紫外線來進行消毒；紅外線有較強的穿透本領，能穿云霧，可用于高空拍攝。
故選BD

類型一麥克斯韋電磁理論的應用
【例1】如圖所示，半徑為r且水平放置的光滑絕緣的環(huán)形管道內，有一個電荷量為e，質量為m的電子。此裝置放在勻強磁場中，其磁感應強度隨時間變化的關系式為B=B0+kt（k0）。根據麥克斯韋電磁場理論，均勻變化的磁場將產生穩(wěn)定的電場，該感應電場對電子將有沿圓環(huán)切線方向的作用力，使其得到加速。設t=0時刻電子的初速度大小為v0，方向順時針，從此開始后運動一周后的磁感應強度為B1，則此時電子的速度大小為（）
A．B．
C．D．
導示:感應電動勢為E=kπr2，電場方向逆時針，電場力對電子做正功。在轉動一圈過程中對電子用動能定理：kπr2e=mv2-mv02，得答案B。
感生電場的電場線是閉合的，運動電荷繞行一周，電場力做功不為零。

類型二電磁波的應用——雷達
【例2】某防空雷達發(fā)射的電磁波頻率為f=3×103MHZ，屏幕上尖形波顯示，從發(fā)射到接受經歷時間Δt=0.4ms，那么被監(jiān)視的目標到雷達的距離為______km。該雷達發(fā)出的電磁波的波長為______m。
導示:由s=cΔt=1.2×105m=120km。這是電磁波往返的路程，所以目標到雷達的距離為60km。
由c=fλ可得λ=0.1m
（l）雷達發(fā)出的微波直線性能好，反射能力強，在真空中的傳播速度為光速；
（2）電磁波所走的路程是障礙物到雷達距離的兩倍。

1．（07年1月海淀區(qū)期末練習）關于電磁場和電磁波，下列說法正確的是（）
A．變化的電場和變化的磁場由近及遠向外傳播，形成電磁波
B．電磁場是一種物質，不能在真空中傳播
C．電磁波由真空進入介質中，傳播速度變小，頻率不變
D．電磁波的傳播過程就是能量傳播的過程

2．下列關于紫外線的幾種說法中，正確的是（）
A.紫外線是一種紫色的可見光
B.紫外線的頻率比紅外線的頻率低
C.紫外線可使鈔票上的熒光物質發(fā)光
D.利用紫外線可以進行電視機等電器的遙控

3、關于電磁波傳播速度表達式v=λf，下述結論中正確的是：
A、波長越大，傳播速度就越快；
B、頻率越高，傳播速度就越快；
C、發(fā)射能量越大，傳播速度就越快；
D、電磁波的傳播速度與傳播介質有關。
4．如圖，正離子在垂直于勻強磁場的固定光滑軌道內做勻速圓周運動，當磁場均勻增大時，離子動能將________，周期將________.

5．關于電磁波的發(fā)射與接收，下列正確的有（）
A.發(fā)射的LC電路是開放的
B.電信號頻率低，不能直接用來發(fā)射
C.調諧是調制的逆過程
D.接收電路也是一個LC振蕩電路

6．關于電視屏幕上的圖像，下列正確的有（）
A.是一整幅一整幅畫面出現的
B.是由一條一條快速掃描的亮度彩色不同的線條組成的
C.每秒鐘出現一個畫面
D.每秒鐘出現60個畫面

7．（南京一中2008屆高三第一次月考）雷達是利用電磁波來測定物體的位置和速度的設備，它可以向一定方向發(fā)射不連續(xù)的電磁波，當遇到障礙物時要發(fā)生反射．雷達在發(fā)射和接收電磁波時，在熒光屏上分別呈現出一個尖形波．現在雷達正在跟蹤一個勻速移動的目標，某時刻在雷達監(jiān)視屏上顯示的雷達波形如圖甲所示，30s后在同一方向上監(jiān)視屏顯示的雷達波形如圖乙所示．已知雷達監(jiān)視屏上相鄰刻線間表示的時間間隔為10－4s，電磁波在空氣中的傳播速度為3×108m/s，則被監(jiān)視目標的移動速度最接近（）
A．1200m/sB．900m/sC．500m/sD．300m/s
答案：1.ACD2.C3.D4.減小、增大5.ABD
6.B7．C

相關知識

高考物理知識點匯總：電磁場和電磁波

作為杰出的教學工作者，能夠保證教課的順利開展，作為教師就需要提前準備好適合自己的教案。教案可以讓學生能夠在課堂積極的參與互動，幫助教師有計劃有步驟有質量的完成教學任務。教案的內容要寫些什么更好呢？為滿足您的需求，小編特地編輯了“高考物理知識點匯總：電磁場和電磁波”，歡迎閱讀，希望您能閱讀并收藏。

高考物理知識點匯總：電磁場和電磁波

xx高中頻道為各位同學整理了高三物理知識點之電磁場和電磁波，供大家參考學習。更多內容請關注xx高中頻道。

1.麥克斯韋的電磁場理論

(1)變化的磁場能夠在周圍空間產生電場，變化的電場能夠在周圍空間產生磁場。

(2)隨時間均勻變化的磁場產生穩(wěn)定電場。隨時間不均勻變化的磁場產生變化的電場。隨時間均勻變化的電場產生穩(wěn)定磁場，隨時間不均勻變化的電場產生變化的磁場。

(3)變化的電場和變化的磁場總是相互關系著，形成一個不可分割的統(tǒng)一體，這就是電磁場。

2.電磁波

(1)周期性變化的電場和磁場總是互相轉化，互相激勵，交替產生，由發(fā)生區(qū)域向周圍空間傳播，形成電磁波。

(2)電磁波是橫波(3)電磁波可以在真空中傳播，電磁波從一種介質進入另一介質，頻率不變、波速和波長均發(fā)生變化，電磁波傳播速度v等于波長λ和頻率f的乘積，即v=λf，任何頻率的電磁波在真空中的傳播速度都等于真空中的光速c=3。00×108m/s。

以上就是小編為大家整理的高三物理知識點之電磁場和電磁波。

高考物理學習要點：電磁場和電磁波

作為優(yōu)秀的教學工作者，在教學時能夠胸有成竹，作為高中教師就要精心準備好合適的教案。教案可以讓學生更容易聽懂所講的內容，幫助高中教師能夠更輕松的上課教學。關于好的高中教案要怎么樣去寫呢？小編收集并整理了“高考物理學習要點：電磁場和電磁波”，歡迎大家閱讀，希望對大家有所幫助。

高考物理學習要點：電磁場和電磁波

1.麥克斯韋的電磁場理論

(1)變化的磁場能夠在周圍空間產生電場，變化的電場能夠在周圍空間產生磁場。

(2)隨時間均勻變化的磁場產生穩(wěn)定電場。隨時間不均勻變化的磁場產生變化的電場。隨時間均勻變化的電場產生穩(wěn)定磁場，隨時間不均勻變化的電場產生變化的磁場。

(3)變化的電場和變化的磁場總是相互關系著，形成一個不可分割的統(tǒng)一體，這就是電磁場。

2.電磁波

(1)周期性變化的電場和磁場總是互相轉化，互相激勵，交替產生，由發(fā)生區(qū)域向周圍空間傳播，形成電磁波。(2)電磁波是橫波(3)電磁波可以在真空中傳播，電磁波從一種介質進入另一介質，頻率不變、波速和波長均發(fā)生變化，電磁波傳播速度v等于波長λ和頻率f的乘積，即v=λf，任何頻率的電磁波在真空中的傳播速度都等于真空中的光速c=3。00×108m/s。

實驗題的做題技巧

(1)實驗題一般采用填空題或作圖題的形式出現。

作為填空題：數值、單位、方向或正負號都應填全面;

作為作圖題：

①對函數圖像應注明縱、橫軸表示的物理量、單位、標度及坐標原點。

②對電學實物圖，則電表量程、正負極性，電流表內、外接法，變阻器接法，滑動觸頭位置都應考慮周全。

③對光路圖不能漏箭頭，要正確使用虛、實線，各種儀器、儀表的讀數一定要注意有效數字和單位;實物連接圖一定要先畫出電路圖(儀器位置要對應);各種作圖及連線要先用鉛筆(有利于修改)，最后用黑色簽字筆涂黑。

切記：游標卡尺、螺旋測微器、多用電表的讀數歷來都是考察的重點。

切記：選擇題有8-10分是送你的，但你可能拿不到(單位、有效數字、小數點后保留幾位、坐標原點等)。

(2)常規(guī)實驗題：主要考查課本實驗，幾年來考查比較多的是試驗器材、原理、步驟、讀數、注意問題、數據處理和誤差分析，解答常規(guī)實驗題時，這種題目考得比較細，要在細、實、全上下足功夫。

(3)設計型實驗重在考查實驗的原理。要求同學們能審清題意，明確實驗目的，應用遷移能力，聯想相關實驗原理。在設計電學實驗時，要把安全性【所謂的安全不是對人來說，而是對儀器來說的】放在第一位，同時還要盡可能減小實驗的誤差【誤差從偶然和系統(tǒng)兩個方面考慮，系統(tǒng)免不了，偶然可減小】，避免出現大量程測量小數值的情況。

高考物理電磁場在實際中的應用第一輪復習學案

第五課時電磁場在實際中的應用

【教學要求】
1．了解回旋加速器、磁流體發(fā)電機、速度選擇器、電磁流量計、霍耳效應磁喲計、質譜儀等。
2．學會分析實際應用問題的解決方案。
知識點一帶電粒子速度選擇器
如圖是一種質譜儀的示意圖，其中MN板的左方是帶電粒子速度選擇器．選擇器內有正交的勻強電場E和勻強磁場B，一束有不同速率的正離子水平地由小孔S進入場區(qū)，路徑不發(fā)生偏轉的離子的條件是_____________，即能通過速度選擇器的帶電粒子必是速度為v＝_______的粒子，與它帶多少電和電性，質量為多少都無關。
【應用1】如圖所示不同元素的二價離子經加速后豎直向下射入由正交的勻強電場和勻強磁場組成的粒子速度選擇器，恰好都能沿直線穿過，然后垂直于磁感線進入速度選擇器下方另一個勻強磁場，偏轉半周后分別打在熒屏上的M、N兩點．下列說法中不正確的有（）
A．這兩種二價離子一定都是負離子
B．速度選擇器中的勻強磁場方向垂直于紙面向里
C．打在M、N兩點的離子的質量之比為OM：ON
D．打在M、N兩點的離子在下面的磁場中經歷的時間相等
導示:由左手定則知，這兩種二價離子都是負離子，速度選擇器中的勻強磁場方向垂直于紙面向里AB對。二價離子垂直于磁感線進入下方勻強磁場后由于速度、電量、磁感應強度都相等，打在M、N兩點的離子的質量之比為OM：ON，C對。但打在M、N兩點的離子在下面的磁場中經歷的路程不等，所以經過的時間也不等，D錯。故選D。
知識點二回旋加速器
回旋加速器是利用電場對電荷的加速作用和磁場對運動電荷的偏轉作用來獲得高能粒子的裝置，由于帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的周期T＝與速率和半徑無關，所以只要交變電場的變化周期等于粒子運動的周期，就可以使粒子每次通過電場時都能得到加速；粒子通過D形金屬扁盒時，由于金屬盒的靜電屏蔽作用，盒內空間的電場極弱．所以粒子只受洛倫茲力作用而做勻速圓周運動，設D盒的半徑為r，則粒子獲得的最大動能為：。
【應用2】如圖所示為一回旋加速器的示意圖，已知D形盒的半徑為R，中心O處放有質量為m、帶電量為q的正離子源，若磁感應強度大小為B，求：
（1）加在D形盒間的高頻電源的頻率。（2）離子加速后的最大能量；（3）離子在第n次通過窄縫前后的速度和半徑之比。
導示:（1）加在D形盒間的高頻電源的頻率與正離子做圓周運動的頻率相等。
（2）離子加速后的最大能量由D形盒半徑決定，
，
（3）第n次通過窄縫后的速度
，同理，
所以
知識點三質譜儀
如圖所示的是一種質譜儀的示意圖，其中MN板的左方是帶電粒子速度選擇器，選擇器內有正交的勻強磁場和勻強電場，一束有不同速率的正離子水平地由小孔進入場區(qū)．經過速度選擇器后的相同速率的不同離子在右側的偏轉磁場中做勻速圓周運動，不同比荷的離子不同．P位置為照相底片記錄。
【應用2】質譜儀是一種測定帶電粒子質量和分析同位素的重要工具，它的構造原理如圖所示．離子源S產生的帶電量為q的某種正離子，離子產生出來時速度很小，可以看做是靜止的．離子產生出來后經過電壓U加速后形成離子束流，然后垂直于磁場方向、進人磁感應強度為B的勻強磁場，沿著半圓周運動而達到記錄它的照相底片P上．實驗測得：它在P上的位置到入口處a的距離為l，離子束流的電流強度為I．求（1）t秒內射到照相底片P上的離子的數目。（2）單位時間穿過入口處S1離子束流的能量。（3）試證明這種離子的質量為m=qB2a2/8U
導示:（1）根據電流求電量：，
根據電量求離子數目：
（2）單位時間內離子能量為：
（3）加速過程：
由牛頓第二定律得：，
可求得：m=qB2a2/8U
知識點三磁流體發(fā)電機
如圖是磁流體發(fā)電機，其原理是：等離子氣體噴入磁場，正、負離子在洛侖茲力作用下發(fā)生上、下偏轉而聚集到A、B板上，產生電勢差．設A、B平行金屬板的面積為S，相距l(xiāng)，等離子氣體的電阻率為ρ，噴入氣體速度為v，板間磁場的磁感強度為B，板外電阻為R，當等離子氣體勻速通過AB板間時，A、B板上聚集的電荷最多，板間電勢差最大，即為電源電動勢．電動勢E=。R中電流I=。
【應用2】如圖所示為磁流體發(fā)電機示意圖．其中兩極板間距d＝20cm，磁場的磁感應強度B=5T，若接入額定功率P＝100W的燈泡，燈泡正好正常發(fā)光，燈泡正常發(fā)光時的電阻R＝400Ω．不計發(fā)電機內阻，求：
（1）等離子體的流速多大？
（2）若等離子體均為一價離子，則每秒鐘有多少個什么性質的離子打在下極板．
導示:（1）設板間電壓為U，對最終射出的等離子：，燈泡功率：
代入數據，求得v=200m/s。
（2）打在下極板上是正離子。
離子數目為：。
知識點四電磁流量計
電磁流量計原理可解釋為：如圖所示，一圓形導管直徑為d，用非磁性材料制成，其中有可以導電的液體向左流動．導電液體中的自由電荷（正、負離子）在洛侖茲力作用下橫向偏轉，a、b間出現電勢差．當自由電荷所受電場力和洛侖茲力平衡時，a、b間的電勢差就保持穩(wěn)定．流量Q=。
【應用2】一種測量血管中血流速度儀器的原理如圖所示，在動脈血管左右兩側加有勻強磁場，上下兩側安裝電極并連接電壓表，設血管直徑是2.0mm，磁場的磁感應強度為0.080T，電壓表測出的電壓為0.10mV，則血流速度大小為______m/s.（取兩位有效數字）
導示:對血液中的離子，在磁場的作用下發(fā)生偏轉，使血管上下產生電勢差，平衡時，
所以，
知識點五霍耳效應、磁強計
如圖所示，厚度為h，寬度為d的導體板放在垂直于它的磁感強度為B的均勻磁場中，當電流通過導體板時，在導體板的上側面A和下側面A’之間會產生電勢差，這種現象稱為霍爾效應，實驗表明，當磁場不太強時，電勢差U、電流I和B的關系為U=kIB/d．式中的比例系數k稱為霍爾系數．
【應用2】(08淮陰中學月考)如圖所示，一厚為d、寬為b、長為L的載流導體薄板放在磁感應強度為B的磁場中，電流強度為I，薄板中單位體積內自由電荷的數目為n，自由電荷的電量為-e，如果磁場與薄板前后表面垂直，則板的上下兩表面AA間會出現電勢差，這一現象叫霍爾效應，AA′間的電勢差叫霍爾電勢差UH（或霍爾電壓），
（1）試判斷上下兩表面的電勢高低情況；
（2）試說明霍爾電勢差UH與題述中的哪些物理量有關，并推證出關系式。
導示:（1）A面電勢高。
（2）UH與I、B、n、e、d有關。
證明：載流子在磁場中定向運動，受洛倫茲力向上，形成從下向上的電場，穩(wěn)定時，Bev=eE,E=Bv；
由導體中電流的表達式I=nevs，
可得：I=nevbd；
AA兩面電勢差：UH=Eb=Bvb，。
1．(08淮陰中學月考)一回旋加速器，可把α粒子加速到最大速率v，其加速電場的變化頻率為f，在保持磁感強度不變的條件下，若用這一回旋加速器對質子進行加速，則加速電場的變化頻率應為，質子能加速到的最大速率為。
2．（07佛山教學質量檢測）回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心部分是分別與高頻交流電兩極相連接的兩個D形金屬盒，兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的勻強電場（其頻率為f），使粒子在通過狹縫時都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底面的勻強磁場中，如圖6所示，設勻強磁場的磁感應強度為B，D形金屬盒的半徑為R，狹縫間的距離為d，勻強電場間的加速電壓為U。則下列說法中正確的是()
A．增大勻強電場間的加速電壓，被加速粒子最終獲得的動能將增大；
B.增大磁場的磁感應強度，被加速粒子最終獲得的動能將增大；
C.被加速粒子最終速度大小不超2πfR；
D.增大勻強電場間的加速電壓，被加速粒子在加速器中運動的圈數將減少。
3．（07廣東卷）帶電粒子的荷質比q/m是一個重要的物理量。某中學物理興趣小組設計了一個實驗，探究電場和磁場對電子運動軌跡的影響，以求得電子的荷質比，實驗裝置如圖所示。
①他們的主要實驗步驟如下：
A．首先在兩極板M1M2之間不加任何電場、磁場，開啟陰極射線管電源，發(fā)射的電子從兩極板中央通過，在熒幕的正中心處觀察到一個亮點；
B．在M1M2兩極板間加合適的電場：加極性如圖所示的電壓，并逐步調節(jié)增大，使熒幕上的亮點逐漸向熒幕下方偏移，直到熒幕上恰好看不見亮點為止，記下此時外加電壓為U。請問本步驟目的是什么？
C．保持步驟B中的電壓U不變，對M1M2區(qū)域加一個大小、方向合適的磁場B，使熒幕正中心重現亮點，試問外加磁場的方向如何？
②根據上述實驗步驟，同學們正確推算出電子的荷質比與外加電場、磁場及其他相關量的關系為。一位同學說，這表明電子的荷質比將由外加電壓決定，外加電壓越大則電子的荷質比越大，你認為他的說法正確嗎？為什么？

參考答案
1．2f，2v
2．BCD
3．①B．使電子剛好落在正極板的近熒光屏端邊緣，利用已知量表達q/m.
C．垂直電場方向向外（垂直紙面向外）
②說法不正確，電子的荷質比是電子的固有參數.

第十九章 電磁場和電磁波

第十九章電磁場和電磁波

一、電磁振蕩

教學目標：

一、知識目標

1、理解LC回路中產生振蕩電流的過程．

2、會分析電磁振蕩過程中，電容器上對應的電荷，線圈中對應的電流，以及與之聯系的電場，磁場和能量變化的規(guī)律．

3、知道阻尼振蕩和無阻尼振蕩的區(qū)別．

二、能力目標

通過觀察演示實驗，概括出電磁振蕩等概念，培養(yǎng)學生觀察能力，類比推理能力，以及理解和概括能力．

三、情感目標

通過對振蕩電流波形觀察，發(fā)現圖像的對稱、曲線美，并讓學生領會物理規(guī)律的美．

課時安排：1課時

教學用具：LC振蕩電路演示儀，大屏幕示波器，自制模擬振蕩過程動畫軟件．

師生互動活動設計：教師先演示給學生觀察并講解電磁振蕩的基本概念．再利用投影幻燈片并類比單擺振動、講解電磁振蕩前半周期經歷的過程，然后啟發(fā)指導學生自己分析后半周期的振蕩過程．

教學過程

1、演示電磁振蕩的實驗，學習有關概念．

以圖示連接電路．

像這樣產生的大小和方向交替變化的電流，叫做振蕩電流，能產生振蕩電流的

再將振蕩電流信號取出接在示波器上觀察波形，就會發(fā)現，LC回路里產生的振蕩電流跟正弦式電流一樣，也是按正弦規(guī)律變化的．指出振蕩電流實質上就是前邊學過的交流電，它也是按正弦規(guī)律變化的．

2、電磁振蕩的產生過程，（可結合投影幻燈法，啟發(fā)思考進行分析講解）．

（1）、圖（1）→圖（2）過程的分析講解：

由于C上帶電量最多，兩極間電壓也應為最大，對應的電場能最大，當C上帶電量減少時，即電容器放電時，兩極間電壓也應減小，同時電場能減少，因為電感線圖L對電流的變化有“阻礙”作用，即對放電過程有“阻礙”作用，所以放電過程不是“瞬間”完成，而是“逐漸”完成的，也就是振蕩電流是“逐漸”增大的，當C上帶電量為零時，放電完畢，此時，電流達到最大值，同時磁場能達到最大值，要注意的是，電流取得最大值時，電壓為零．

（2）、圖（2）→圖（3）過程的分析講解：

圖（2）是放電完畢的時刻，也是反向充電的開始的時刻，當電流達最大后要減小，同樣因為線圈L產生自感電動勢，將“阻礙”電流減小，所以電流“逐漸”減小，電容器兩極帶電量“逐漸”增加，磁場能“逐漸”轉化為電場能，到圖（3）狀態(tài)時，電流為零，磁場能為零，帶電量、自感電動勢、電場能達到最大值，應注意，自感電動勢跟電容器兩極電壓是相等的．

小結：

放電過程：

充電過程：

關于圖（3）→圖（4）和圖（4）→圖（5）的分析，可以讓學

【例】如圖（甲）、（乙）所示

（1）（甲）圖正處充電過程還是放電過程？自感電動勢如何變化？

（2）（乙）圖是處充電過程，則電容器上極帶正電還是負電？

分析：從電路角度來認識：當電容器為電源時，就是放電過程，當電感線圈為電源時，就為充電過程，再根據電流應從電源正極流出、負極流進的特征，較容易判定．

（1）假設（甲）圖中L為電源，應有以下等效電路（圖甲）電容器上極應帶正電，但注意到電容器上極帶負電．

不符題設，則應是電容器為電源，所以（甲）圖應是放電過程．

（2）因為是充電過程，其等效電路應為圖乙，電容器為用電器，電感應為電源，接電源正極的上板帶正電．

總結指出：電磁振蕩是一種周期性變化的現象，一周期內、充放電各兩次．

3、無阻尼振蕩和阻尼振蕩．

（1）振蕩電路中，若沒有能量損耗，則振蕩電流的振幅（）將不變，如圖所示，叫做無阻尼振蕩（或等幅振蕩）．

（2）阻尼振蕩，任何振蕩電路中，總存在能量損耗，使振蕩電流i的振幅逐漸減小，如圖所示，這叫做阻尼振蕩（或叫減幅振

如果用振蕩器周期性地給振蕩電路補充能量，就可以保持等幅振蕩，這類似于受迫振動．

4、總結、擴展

（1）電磁振蕩抽象，過程復雜，難以理解，要抓住問題的本質、關鍵，即電場能和磁場能交替轉化，為便于接受，可借助于以前學過的簡諧振動和電磁感應的相關知識，類比分析加深對新知識的準確理解．它們的對應關系見下面表格：

LC回路中

簡諧振動

①給電容器充電

②電容C

③電感L（相當于慣性）

④電荷Q

⑤電流i

⑥電場能

⑦磁場能

①外力把m拉離平衡位置做功

②勁度系數k（或單搖的l）

③振動質量m（慣性）

④位移x

⑤速度v

⑥勢能

⑦動能

（2）同學容易產生誤解的地方是：電容（兩極板帶等量異種電荷，當它放電時正、負電行正好中和，就沒有電荷在電路里往復運動了，哪里還有振蕩電流！對于這類問題除強調能量的轉化和C、L的作用外，還應從電磁感應的知識，根據圖像進行分析．

當電容C中儲存電場能最大時（帶電量、場強值最大、電壓最高），電路中電流為零．磁場能為零．隨著電容C逐漸放電，電場能（帶電量Q，電壓U）逐漸減小，而磁場能（電流i）將逐漸增大．

5、布置作業(yè)

6、板書設計

一、電磁振蕩

1、實驗

2、產生過程

3、概念

二、無阻尼振蕩和阻尼振蕩

三、電磁振蕩和單擺類比對應關系