資源簡介

第1節　電磁振蕩
學習目標　1.知道什么是振蕩電流和振蕩電路。2.知道LC振蕩電路中振蕩電流的產生過程，知道電磁振蕩過程中能量轉化情況。3.知道電磁振蕩的周期和頻率，知道LC電路的周期和頻率與哪些因素有關，并會進行相關的計算。
知識點一　電磁振蕩的產生及能量變化
　　　　　　　　　　　　　　
一、電磁振蕩的產生
1.要產生持續變化的電流，可以通過　　　　和　　　　組成的電路實現。
2.振蕩電流：　　　　和　　　　都做周期性迅速變化的電流。
3.振蕩電路：產生振蕩電流的電路。
4.LC振蕩電路：由電感線圈L和　　　　組成的電路，就是最簡單的振蕩電路。
5.電磁振蕩：在整個過程中，電路中的電流i、電容器極板上的電荷量q、電容器里的電場強度E、線圈里的磁感應強度B，都在　　　　地變化著。這種現象就是電磁振蕩。
二、電磁振蕩中的能量變化
1.能量變化過程
（1）電容器剛放電時：電場最強，電場能　　　　　　　　。
（2）開始放電后：電場能___________________________。
（3）放電完畢：電場能為零，磁場能______________________。
（4）反向充電：磁場能_____________________________。
（5）反向充電完畢：電場能______________________________。
2.等幅振蕩
振蕩電路中的能量會逐漸減小，振蕩電流的振幅也會逐漸減小，適時地把能量補充到振蕩電路中，以　　　　　　　能量損耗，就可以得到　　　　　　　　的等幅振蕩。
三、振蕩電流、極板帶電荷量隨時間的變化圖像（如圖所示）
四、板間電壓u、電場能EE、磁場能EB隨時間變化的圖像（如圖所示）
u、EE規律與qt圖像相對應；EB規律與it圖像相對應。
五、各物理量變化情況一覽表
時刻 （時間） 工作過程 q E i B 能量轉化
0～ 放電過程 ↓ ↓ ↑ ↑ E電→E磁
～ 充電過程 ↑ ↑ ↓ ↓ E磁→E電
～ 放電過程 ↓ ↓ ↑ ↑ E電→E磁
～T 充電過程 ↑ ↑ ↓ ↓ E磁→E電
總結　（1）在LC振蕩電路發生電磁振蕩的過程中，與電容器有關的物理量：電荷量q、電場強度E、電場能EE是同步變化的，即q↓→E↓→EE↓（或q↑→E↑→EE↑）。
與線圈有關的物理量：振蕩電流i、磁感應強度B、磁場能EB也是同步變化的，即i↓→B↓→EB↓（或i↑→B↑→EB↑）。
（2）在LC振蕩過程中，電容器上的三個物理量q、E、EE增大時，線圈中的三個物理量i、B、EB減小，即q、E、EE↑i、B、EB↓。
【思考】
如圖所示，將開關S擲向1，先給電容器充電，再將開關擲向2。
（1）電容器通過線圈放電過程中，線圈中的電流怎樣變化？電容器的電場能轉化為什么形式的能？
（2）在電容器反向充電過程中，線圈中的電流如何變化？電容器和線圈中的能量是如何轉化的？
（3）線圈中自感電動勢的作用是什么？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例1 （多選）如圖所示，LC振蕩電路中，已知某時刻電流i的方向指向A板，且正在增大，則（　　）
A.B板帶正電
B.A、B兩板間的電壓在減小
C.電容器C正在充電
D.電場能正在轉化為磁場能
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例2 （多選）（教材P88 A組T3改編）如圖所示，it圖像表示LC振蕩電路的電流隨時間變化的關系。LC振蕩電路中電流為逆時針方向表示電流為正，下列說法正確的是（　　）
A.t＝0時刻，M板帶負電，電容器的電場能最大
B.0～a時間內，電容器正在充電，磁場能轉化為電場能
C.a～b時間內，電容器正在充電，磁場能轉化為電場能
D.c時刻，電容器的帶電量為零，線圈中磁場能最大
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（1）判斷電容器是充電還是放電，一般依據電流的方向，電流由正極板流出為放電，向正極板流入為充電。
（2）判斷電場能和磁場能的轉化要依據電流的增減或極板上電荷量的增減。
訓練 在理想LC振蕩電路中，某時刻電容器C兩極板間的電場強度E的方向如圖所示，M是電路中的一點。若此時刻電容器正在充電，則（　　）
A.電路中的磁場能在增大
B.電容器所帶的電荷量在減小
C.電容器兩極板間的電壓在增大
D.流過M點的電流方向向右
知識點二　電磁振蕩的周期和頻率
如圖所示的電路。
（1）如果僅更換電感L更大的線圈，將開關S擲向1，先給電容器充電，再將開關擲向2，電容器通過線圈放電，線圈因自感現象產生的自感電動勢是否更大？“阻礙”作用是否也更大？由于延緩了振蕩電流的變化，振蕩周期T會怎樣變化？
（2）如果僅更換電容C更大的電容器，將開關S擲向1，先給電容器充電，電容器的帶電荷量是否增大？再將開關擲向2，電容器通過線圈放電，放電時間是否相應地變長？振蕩周期T是否變長？
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1.周期：電磁振蕩完成一次　　　　變化需要的時間。
2.頻率：電磁振蕩完成周期性變化的　　　　　　與所用時間之比叫作它的頻率，數值上等于　　　　　　　　內完成的周期性變化的次數。
3.LC電路的周期和頻率公式：T＝_____________________________________，
f＝　　　　　　。
說明：（1）LC電路的周期、頻率都由電路本身的特性（L和C的值）決定，與電容器極板上電荷量的多少、板間電壓的高低、是否接入電路中等因素無關。
（2）電路中的電流i、線圈中的磁感應強度B、電容器極板間的電場強度E的變化周期就是LC電路的振蕩周期T＝2π，在一個周期內上述各量方向改變兩次；電容器極板上所帶的電荷量，其變化周期也是振蕩周期T＝2π；而電場能、磁場能變化周期是振蕩周期的一半，即T′＝＝π。
例3 為了增大LC振蕩電路的固有頻率，下列辦法可采取的是（　　）
A.增大電容器兩極板的正對面積并在線圈中放入鐵芯
B.減小電容器兩極板的距離并增加線圈的匝數
C.減小電容器兩極板的距離并在線圈中放入鐵芯
D.減小電容器兩極板的正對面積并減少線圈的匝數
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
例4 （2024·河南平頂山高二期末）如圖所示的電路，理想變壓器的右側線圈充當LC振蕩電路的電感線圈，其電感為L＝0.25 H，電容器的電容C＝4 μF，電源電動勢E＝3 V，內阻忽略不計。變壓器的右側線圈的匝數為左側線圈匝數的2倍，把單刀雙擲開關置于a，讓電容器充電，等到電容器充滿之后，再把單刀雙擲開關置于b，于是在LC電路里就產生了振蕩電流，下面說法正確的是（　　）
A.c、d兩端電壓最大值為6 V
B.c、d兩端電壓變化周期為π×10－3 s
C.電容器C極板電荷為零時，c、d兩端電壓最大
D.電容器C極板電荷為零時，c、d兩端電壓為零
聽課筆記　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
隨堂對點自測
　　　　　　　　　　　　　　
1.（電磁振蕩的產生及變化規律）關于LC振蕩電路中的振蕩電流，下列說法正確的是（　　）
A.振蕩電流最大時，電容器兩極板間的電場強度最大
B.振蕩電流為零時，線圈中自感電動勢為零
C.振蕩電流增大的過程中，線圈中的磁場能轉化為電場能
D.振蕩電流減小的過程中，線圈中的磁場能轉化為電場能
2.（電磁振蕩的周期和頻率）（多選）如圖所示，要增大振蕩電路的頻率，下列說法正確的是（　　）
A.減少電容器所帶電荷量
B.將開關S從“1”位置撥到“2”位置
C.在線圈中插入鐵芯
D.將電容器的動片旋出些
第1節　電磁振蕩
知識點一
一、1.線圈　電容器　2.大小　方向　4.電容C　5.周期性
二、1.(1)最大　(2)磁場能　(3)最大　(4)電場能　(5)最大
2.補償　振幅不變
[思考] 提示　(1)電容器放電過程中，由于線圈的自感作用，放電電流不能立刻達到最大值，而是由零逐漸增大，電容器的電場能轉化為線圈中的磁場能。
(2)在電容器反向充電過程中，線圈中的電流逐漸減小，線圈中的磁場能轉化為電容器的電場能。
(3)線圈中電流變化時，產生的自感電動勢阻礙電流的變化。
例1 ABD　[電流i正在增大，磁場能增大，電容器正在放電，電場能減小，電場能轉化為磁場能，選項C錯誤，D正確；由題圖中i方向可知B板帶正電，選項A正確；由于電容器放電，電荷量減少，兩板間的電壓在減小，選項B正確。]
例2 CD　[根據電流為逆時針方向表示電流為正，則t＝0時刻，M板帶正電并開始放電，此時電容器的電場能最大，A錯誤；0～a時間內，電流增大，說明電容器正在放電，電場能轉化為磁場能，B錯誤；a～b時間內，電流減小，磁場能減小，磁場能轉化為電場能，電容器正在充電，C正確；c時刻，電流最大，磁場能最大，電容器放電結束，電容器的帶電量為零，D正確。]
訓練 C　[題中已知此時刻電容器正在充電，則電路中的磁場能逐漸減小，上極板帶正電，所以流過M點的電流方向向左，電容器所帶的電荷量增大，根據C＝，可知電容器兩極板間的電壓在增大，故C正確。]
知識點二
導學　提示　(1)自感電動勢更大，“阻礙”作用更大，周期變長。
(2)帶電荷量增大，放電時間變長，周期變長。
知識梳理
1.周期性　2.次數　單位時間　3.2π　
例3 D　[LC振蕩電路的頻率公式f＝，由此式可知增大固有頻率f的方法是減小L或減小C或同時減小L和C。另外由電容器電容公式C＝可知，若電容器兩極板的正對面積增大，則C增大，正對面積減小，則C減小；若電容器兩極板間的距離減小，則C增大，距離增大，則C減小。在線圈中放入鐵芯或增加線圈的匝數，則L增大，減小線圈的匝數，則L減小。綜上可知只有D項正確。]
例4 D　[單刀雙擲開關置于b，電容器兩端最大電壓為3 V，變壓器的右側線圈的匝數為左側線圈匝數的2倍，則c、d兩端電壓最大值為1.5 V，故A錯誤；c、d兩端電壓變化周期為T＝2π＝2π×10－3 s，故B錯誤；電容器C極板電荷為零時，電流最大，電流變化率為零，c、d兩端電壓為零，故C錯誤，D正確。]
隨堂對點自測
1.D　[振蕩電流最大時為電容器放電結束瞬間，電場強度為零，選項A錯誤；振蕩電流為零時，其要改變方向，這時電流變化最快，電流變化率最大，線圈中的自感電動勢最大，選項B錯誤；振蕩電流增大時，線圈中的電場能轉化為磁場能，選項C錯誤；振蕩電流減小時，線圈中的磁場能轉化為電場能，選項D正確。]
2.BD　[根據公式f＝可知，要增大f，必須減小L和C二者之積。C跟電容器所帶電荷量無關，由C＝知，減小兩極板的正對面積、增大兩極板間的距離、從兩極板間抽出電介質都可減小電容C，故A錯誤，D正確；將開關S從“1”位置撥到“2”位置，線圈匝數變少或在線圈中抽出鐵芯，L變小，f增大，故B正確，C錯誤。]第四章　第1節　電磁振蕩
(分值：100分)
選擇題1～10題，每小題9分，共90分，11題10分，合計100分。
基礎對點練
題組一　電磁振蕩的產生及能量變化
1.(2024·河北唐山高二期末)某時刻，LC振蕩電路的狀態如圖所示(電流流向電容器帶正電的極板)，則下列判斷中正確的是(　　)
振蕩電流在減小
線圈中的磁場在增強
電容器極板上的電荷在減少
電場能在向磁場能轉化
2.(2024·廣東東莞高二期末)如圖所示為LC振蕩電路某時刻的情況，以下說法中錯誤的是(　　)
電路中電流方向從電容器正極通過線圈流向負極
電感線圈中的電流正在減小
電感線圈中的電流正在增大
電感線圈中的磁感應強度正在增大
3.(多選)(2024·四川雅安高二期末)無線話筒是LC振蕩電路的典型應用。如圖所示為某振蕩電路中平行板電容器所帶的電荷量q隨時間t的變化規律。則下列說法正確的是(　　)
t2時刻，線圈產生的磁場最強
t4時刻，兩極板之間的電場能最少
0～t1時間內，電路中的電流正在增加
t2～t3時間內，電場能正向磁場能轉化
4.在如圖甲所示的振蕩電路中，電容器極板間電壓隨時間變化的規律如圖乙所示，規定電路中振蕩電流逆時針方向為正方向，則電路中振蕩電流隨時間變化的圖像是(　　)
A B
C D
題組二　電磁振蕩的周期和頻率
5.在LC振蕩電路中，用以下的哪種辦法可以使振蕩頻率增大一倍(　　)
自感L和電容C都增大一倍
自感L增大一倍，電容C減小一半
自感L減小一半，電容C增大一倍
自感L和電容C都減小一半
6.如圖所示，LC振蕩電路的L不變，C可調，要使振蕩頻率從700 Hz 變為1 400 Hz。則可以采用的辦法有 (　　)
把電容增大到原來的4倍
把電容增大到原來的2倍
把電容減小到原來的
把電容減小到原來的
7.(多選)電子鐘是利用LC振蕩電路來工作計時的，現發現電子鐘每天要慢30 s，造成這一現象的原因可能是(　　)
電池用久了
振蕩電路中電容器的電容大了
振蕩電路中線圈的電感大了
振蕩電路中電容器的電容小了
綜合提升練
8.如圖甲所示為LC振蕩電路，不計回路電阻及電磁輻射，從0時刻開始，電容器極板間電壓Uab與時間t的圖像如圖乙所示，已知線圈的自感系數L＝10－5 H，取π2＝10，下列說法正確的是(　　)
1×10－8～2×10－8 s時間內，電路中的電場能轉化為磁場能
電容器的電容為4×10－12 F
2×10－8 s時刻穿過線圈的磁通量最大
3×10－8 s時刻穿過線圈的磁通量變化率最大
9.(多選)(2024·河北承德高二期末)在如圖所示的電路中，C是平行板電容器，L是直流電阻可以忽略的電感線圈，閉合開關S，電路穩定后突然斷開開關S，下列說法正確的是(　　)
當A板上所帶的正電荷逐漸增多時，LC振蕩電路中的電流在增加
當B板上所帶的正電荷逐漸增多時，LC振蕩電路中的電流在減小
僅減小電容器兩極板間的距離，LC振蕩電路的周期將變大
減小電容器兩極板間的距離，同時增加電感線圈的匝數，LC振蕩電路的周期可能不變
10.(2024·江蘇淮安高二期末)如圖甲所示，線圈L的直流電阻不計，閉合開關S，待電路達到穩定狀態后斷開開關S，LC回路中將產生電磁振蕩。從開關S斷開計時，線圈中的磁場能EB隨時間t的變化規律如圖乙所示。下列說法中不正確的是(　　)
LC電路振蕩周期為2×10－3 s
在1×10－3 s時，電容器右極板帶正電
電容器中最大的電場能為2.5×10－2 J
0～1×10－3 s時間內與1×10－3～2×10－3 s時間內回路中的電流方向相反
培優加強練
11.(2024·江蘇徐州高二期末)如圖所示，L是自感系數為0.1 H的線圈，其電阻不計，C是電容為40 μF的電容器。閉合開關S，待電路達到穩定狀態后斷開S。如果規定線圈中的電流方向從a到b為正，斷開S的時刻t＝0，則(　　)
t＝0時電容器兩極板間的電場方向水平向右
t＝π×10－3 s時電容器的電荷量為零
t＝2π×10－3 s時線圈的自感電動勢為零
t＝3π×10－3 s時線圈中的電流方向為正
第1節　電磁振蕩
1.A　[由于電流流向電容器帶正電的極板上，電容器處于充電狀態，極板所帶電荷量增大，磁場能轉化為電場能，則振蕩電流在減小，線圈中的磁場在減弱，故A正確，B、C、D錯誤。]
2.B　[圖中磁場方向向上，根據右手螺旋定則可知電流正從電容器正極通過線圈流向負極，A正確；此時電容器正在放電，電感線圈中的電流在增大，B錯誤，C正確；線圈中的磁感應強度隨著電流的增大而增強，D正確。]
3.CD　[根據電流定義式有q＝It，可知q－t圖像的斜率表示電流，t2時刻斜率最小，電流最小，線圈產生的磁場最弱，故A錯誤；0～t1時間內，斜率逐漸增大，電路中的電流正在增加，故C正確；t4時刻，極板所帶的電荷量最大，兩極板之間的電場能最大，故B錯誤；t2～t3時間內，極板所帶電荷量在減少，電場能正向磁場能轉化，故D正確。]
4.D　[電容器極板間電壓U＝，隨電容器極板上電荷量的增大而增大，隨電荷量的減小而減小。從題圖乙可以看出，在0～這段時間內是充電過程，且UAB>0，即φA>φB，A板應帶正電，只有順時針方向的電流才能使A板被充電后帶正電，同時考慮到t＝0時刻電壓為零，電容器極板上的電荷量為零，電流最大，即t＝0時刻，電流為負向最大，D正確。]
5.D　[根據LC振蕩電路頻率公式f＝可知，當L、C都減小一半時，f增大一倍，故選項D正確。]
6.D　[由f＝知，頻率變為原來的2倍時，L不變，則C應減小到原來的，故選項D正確。]
7.BC　[電子鐘變慢，說明LC電路的振蕩周期變大，根據公式T＝2π可知，振蕩電路中電容器的電容變大或線圈的電感變大都會導致振蕩電路的周期變大，故B、C正確，A、D錯誤。]
8.B　[由題圖乙知1×10－8～2×10－8 s時間內，電容器兩極板間的電壓增大，是充電過程，電路中的磁場能轉化成電場能，故A錯誤；由T＝2π可得，電容C＝＝ F＝4×10－12 F，故B正確；2×10－8s時，電容器兩極板間的電壓最大，是充電剛結束的時刻，此時電流為零，穿過線圈的磁通量為零，故C錯誤；3×10－8s時，電容器兩極板間的電壓為零，是放電剛結束的時刻，此時電流最大，磁通量最大，穿過線圈的磁通量的變化率最小，故D錯誤。]
9.BC　[當A板上所帶的正電荷逐漸增多時，電容器中電場能增加，則線圈中磁場能減小，LC振蕩電路中的電流在減小，故A錯誤；當B板上所帶的正電荷逐漸增多時，電容器中電場能增加，則線圈中磁場能減小，LC振蕩電路中的電流在減小，故B正確；僅減小電容器兩極板間的距離，根據C＝和T＝2π，可知電容器電容變大，LC振蕩電路的周期將變大，故C正確；減小電容器兩極板間的距離，同時增加電感線圈的匝數，根據C＝和T＝2π，可知電容器電容變大，電感線圈自感系數變大，則LC振蕩電路的周期將變大，故D錯誤。]
10.A　[t＝0時刻斷開開關S，電感線圈與電容器構成振蕩回路，由題圖乙可知，LC電路振蕩周期為4×10－3 s，故A錯誤；當斷開開關時，開始給電容器充電，經過個周期充電電流減小到最小，此時電容器所帶的電荷量最多，左板帶負電，右板帶正電，故B正確；由能量守恒知電容器中最大的電場能為2.5×10－2 J，故C正確；相鄰的充、放電時間內，電荷的運動方向相反，電流方向相反，故D正確。]
11.C　[由題意，電路達到穩定狀態后斷開S，電容器與電感線圈組成振蕩電路，t＝0時線圈開始對電容器充電，電容器極板上所帶電荷量為零，則兩極板間的電場為零，故A錯誤；該振蕩電路的周期T＝2π＝2π s＝4π×10－3 s，在t＝π×10－3 s＝T時，線圈對電容器充電完畢，電容器上的電荷量達到最大，故B錯誤；在t＝2π×10－3 s＝T時，電容器放電完畢，電容器兩端電壓為0，放電電流達最大，但回路中電流的變化率為零，則線圈的自感電動勢為零，故C正確；在t＝3π×10－3 s＝T時，線圈對電容器反向充電，線圈中的電流方向為b→a，為負，故D錯誤。](共47張PPT)
第1節　電磁振蕩
第四章　電磁振蕩與電磁波
1.知道什么是振蕩電流和振蕩電路。
2.知道LC振蕩電路中振蕩電流的產生過程，知道電磁振蕩過程中能量轉化情況。
3.知道電磁振蕩的周期和頻率，知道LC電路的周期和頻率與哪些因素有關，并會進行相關的計算。
學習目標
目 錄
CONTENTS
知識點
01
隨堂對點自測
02
課后鞏固訓練
03
知識點
1
知識點二　電磁振蕩的周期和頻率
知識點一　電磁振蕩的產生及能量變化
知識點一　電磁振蕩的產生及能量變化
一、電磁振蕩的產生
1.要產生持續變化的電流，可以通過______和________組成的電路實現。
2.振蕩電流：______和______都做周期性迅速變化的電流。
3.振蕩電路：產生振蕩電流的電路。
4.LC振蕩電路：由電感線圈L和_______組成的電路，就是最簡單的振蕩電路。
5.電磁振蕩：在整個過程中，電路中的電流i、電容器極板上的電荷量q、電容器里的電場強度E、線圈里的磁感應強度B，都在_______地變化著。這種現象就是電磁振蕩。
線圈
電容器
大小
方向
電容C
周期性
二、電磁振蕩中的能量變化
1.能量變化過程
(1)電容器剛放電時：電場最強，電場能______。
最大
磁場能
最大
電場能
最大
2.等幅振蕩
振蕩電路中的能量會逐漸減小，振蕩電流的振幅也會逐漸減小，適時地把能量補充到振蕩電路中，以______能量損耗，就可以得到___________的等幅振蕩。
補償
振幅不變
三、振蕩電流、極板帶電荷量隨時間的變化圖像(如圖所示)
四、板間電壓u、電場能EE、磁場能EB隨時間變化的圖像(如圖所示)
u、EE規律與q－t圖像相對應；EB規律與i－t圖像相對應。
五、各物理量變化情況一覽表
【思考】
如圖所示，將開關S擲向1，先給電容器充電，再將開關擲向2。
(1)電容器通過線圈放電過程中，線圈中的電流怎樣變化？電容器的電場能轉化為什么形式的能？
(2)在電容器反向充電過程中，線圈中的電流如何變化？電容器和線圈中的能量是如何轉化的？
(3)線圈中自感電動勢的作用是什么？
提示　(1)電容器放電過程中，由于線圈的自感作用，放電電流不能立刻達到最大值，而是由零逐漸增大，電容器的電場能轉化為線圈中的磁場能。
(2)在電容器反向充電過程中，線圈中的電流逐漸減小，線圈中的磁場能轉化為電容器的電場能。
(3)線圈中電流變化時，產生的自感電動勢阻礙電流的變化。
ABD
例1 (多選)如圖所示，LC振蕩電路中，已知某時刻電流i的方向指向A板，且正在增大，則(　 　)
A.B板帶正電
B.A、B兩板間的電壓在減小
C.電容器C正在充電
D.電場能正在轉化為磁場能
解析　電流i正在增大，磁場能增大，電容器正在放電，電場能減小，電場能轉化為磁場能，選項C錯誤，D正確；由題圖中i方向可知B板帶正電，選項A正確；由于電容器放電，電荷量減少，兩板間的電壓在減小，選項B正確。
例2 (多選)(教材P88 A組T3改編)如圖所示，
i－t圖像表示LC振蕩電路的電流隨時間變化的關系。LC振蕩電路中電流為逆時針方向表示電流為正，下列說法正確的是(　　)
A.t＝0時刻，M板帶負電，電容器的電場能最大
B.0～a時間內，電容器正在充電，磁場能轉化為電場能
C.a～b時間內，電容器正在充電，磁場能轉化為電場能
D.c時刻，電容器的帶電量為零，線圈中磁場能最大
CD
解析　根據電流為逆時針方向表示電流為正，則t＝0時刻，M板帶正電并開始放電，此時電容器的電場能最大，A錯誤；0～a時間內，電流增大，說明電容器正在放電，電場能轉化為磁場能，B錯誤；a～b時間內，電流減小，磁場能減小，磁場能轉化為電場能，電容器正在充電，C正確；c時刻，電流最大，磁場能最大，電容器放電結束，電容器的帶電量為零，D正確。
(1)判斷電容器是充電還是放電，一般依據電流的方向，電流由正極板流出為放電，向正極板流入為充電。
(2)判斷電場能和磁場能的轉化要依據電流的增減或極板上電荷量的增減。
C
訓練 在理想LC振蕩電路中，某時刻電容器C兩極板間的電場強度E的方向如圖所示，M是電路中的一點。若此時刻電容器正在充電，則(　　)
A.電路中的磁場能在增大 B.電容器所帶的電荷量在減小
C.電容器兩極板間的電壓在增大 D.流過M點的電流方向向右
知識點二　電磁振蕩的周期和頻率
如圖所示的電路。
(1)如果僅更換電感L更大的線圈，將開關S擲向1，先給
電容器充電，再將開關擲向2，電容器通過線圈放電，
線圈因自感現象產生的自感電動勢是否更大？“阻礙”作用是否也更大？由于延緩了振蕩電流的變化，振蕩周期T會怎樣變化？
(2)如果僅更換電容C更大的電容器，將開關S擲向1，先給電容器充電，電容器的帶電荷量是否增大？再將開關擲向2，電容器通過線圈放電，放電時間是否相應地變長？振蕩周期T是否變長？
提示　(1)自感電動勢更大，“阻礙”作用更大，周期變長。
(2)帶電荷量增大，放電時間變長，周期變長。
1.周期：電磁振蕩完成一次_________變化需要的時間。
2.頻率：電磁振蕩完成周期性變化的______與所用時間之比叫作它的頻率，數值上等于__________內完成的周期性變化的次數。
周期性
次數
單位時間
D
例3 為了增大LC振蕩電路的固有頻率，下列辦法可采取的是(　　)
A.增大電容器兩極板的正對面積并在線圈中放入鐵芯
B.減小電容器兩極板的距離并增加線圈的匝數
C.減小電容器兩極板的距離并在線圈中放入鐵芯
D.減小電容器兩極板的正對面積并減少線圈的匝數
例4 (2024·河南平頂山高二期末)如圖所示的電路，理想變壓器的右側線圈充當LC振蕩電路的電感線圈，其電感為L＝0.25 H，電容器的電容C＝4 μF，電源電動勢E＝3 V，內阻忽略不計。變壓器的右側線圈的匝數為左側線圈匝數的2倍，把單刀雙擲開關置于a，讓電容器充電，等到電容器充滿之后，再把單刀雙擲開關置于b，于是在LC電路里就產生了振蕩電流，下面說法正確的是(　　)
D
A.c、d兩端電壓最大值為6 V
B.c、d兩端電壓變化周期為π×10－3 s
C.電容器C極板電荷為零時，c、d兩端電壓最大
D.電容器C極板電荷為零時，c、d兩端電壓為零
隨堂對點自測
2
D
1.(電磁振蕩的產生及變化規律)關于LC振蕩電路中的振蕩電流，下列說法正確的是(　　)
A.振蕩電流最大時，電容器兩極板間的電場強度最大
B.振蕩電流為零時，線圈中自感電動勢為零
C.振蕩電流增大的過程中，線圈中的磁場能轉化為電場能
D.振蕩電流減小的過程中，線圈中的磁場能轉化為電場能
解析　振蕩電流最大時為電容器放電結束瞬間，電場強度為零，選項A錯誤；振蕩電流為零時，其要改變方向，這時電流變化最快，電流變化率最大，線圈中的自感電動勢最大，選項B錯誤；振蕩電流增大時，線圈中的電場能轉化為磁場能，選項C錯誤；振蕩電流減小時，線圈中的磁場能轉化為電場能，選項D正確。
BD
2.(電磁振蕩的周期和頻率)(多選)如圖所示，要增大振蕩電路的頻率，下列說法正確的是(　　)
A.減少電容器所帶電荷量
B.將開關S從“1”位置撥到“2”位置
C.在線圈中插入鐵芯
D.將電容器的動片旋出些
課后鞏固訓練
3
A
題組一　電磁振蕩的產生及能量變化
1.(2024·河北唐山高二期末)某時刻，LC振蕩電路的狀態如圖所示(電流流向電容器帶正電的極板)，則下列判斷中正確的是(　　)
基礎對點練
A.振蕩電流在減小 B.線圈中的磁場在增強
C.電容器極板上的電荷在減少 D.電場能在向磁場能轉化
解析　由于電流流向電容器帶正電的極板上，電容器處于充電狀態，極板所帶電荷量增大，磁場能轉化為電場能，則振蕩電流在減小，線圈中的磁場在減弱，故A正確，B、C、D錯誤。
B
2.(2024·廣東東莞高二期末)如圖所示為LC振蕩電路某時刻的情況，以下說法中錯誤的是(　　)
A.電路中電流方向從電容器正極通過線圈流向負極
B.電感線圈中的電流正在減小
C.電感線圈中的電流正在增大
D.電感線圈中的磁感應強度正在增大
解析　圖中磁場方向向上，根據右手螺旋定則可知電流正從電容器正極通過線圈流向負極，A正確；此時電容器正在放電，電感線圈中的電流在增大，B錯誤，C正確；線圈中的磁感應強度隨著電流的增大而增強，D正確。
CD
3.(多選)(2024·四川雅安高二期末)無線話筒是LC振蕩電路的典型應用。如圖所示為某振蕩電路中平行板電容器所帶的電荷量q隨時間t的變化規律。則下列說法正確的是(　　)
A.t2時刻，線圈產生的磁場最強
B.t4時刻，兩極板之間的電場能最少
C.0～t1時間內，電路中的電流正在增加
D.t2～t3時間內，電場能正向磁場能轉化
解析　根據電流定義式有q＝It，可知q－t圖像的斜率表示電流，t2時刻斜率最小，電流最小，線圈產生的磁場最弱，故A錯誤；0～t1時間內，斜率逐漸增大，電路中的電流正在增加，故C正確；t4時刻，極板所帶的電荷量最大，兩極板之間的電場能最大，故B錯誤；t2～t3時間內，極板所帶電荷量在減少，電場能正向磁場能轉化，故D正確。
D
4.在如圖甲所示的振蕩電路中，電容器極板間電壓隨時間變化的規律如圖乙所示，規定電路中振蕩電流逆時針方向為正方向，則電路中振蕩電流隨時間變化的圖像是(　　)
D
題組二　電磁振蕩的周期和頻率
5.在LC振蕩電路中，用以下的哪種辦法可以使振蕩頻率增大一倍(　　)
A.自感L和電容C都增大一倍 B.自感L增大一倍，電容C減小一半
C.自感L減小一半，電容C增大一倍 D.自感L和電容C都減小一半
D
6.如圖所示，LC振蕩電路的L不變，C可調，要使振蕩頻率從700 Hz 變為1 400 Hz。則可以采用的辦法有 (　　)
BC
7.(多選)電子鐘是利用LC振蕩電路來工作計時的，現發現電子鐘每天要慢30 s，造成這一現象的原因可能是(　　)
A.電池用久了 B.振蕩電路中電容器的電容大了
C.振蕩電路中線圈的電感大了 D.振蕩電路中電容器的電容小了
B
綜合提升練
8.如圖甲所示為LC振蕩電路，不計回路電阻及電磁輻射，從0時刻開始，電容器極板間電壓Uab與時間t的圖像如圖乙所示，已知線圈的自感系數L＝10－5 H，取π2＝10，下列說法正確的是(　　)
A.1×10－8～2×10－8 s時間內，電路中的電場能轉化為磁場能
B.電容器的電容為4×10－12 F
C.2×10－8 s時刻穿過線圈的磁通量最大
D.3×10－8 s時刻穿過線圈的磁通量變化率最大
BC
9.(多選)(2024·河北承德高二期末)在如圖所示的電路中，C是平行板電容器，L是直流電阻可以忽略的電感線圈，閉合開關S，電路穩定后突然斷開開關S，下列說法正確的是(　　)
A.當A板上所帶的正電荷逐漸增多時，LC振蕩電路中的電流在增加
B.當B板上所帶的正電荷逐漸增多時，LC振蕩電路中的電流在減小
C.僅減小電容器兩極板間的距離，LC振蕩電路的周期將變大
D.減小電容器兩極板間的距離，同時增加電感線圈的匝數，LC振蕩電路的周期可能不變
A
10.(2024·江蘇淮安高二期末)如圖甲所示，線圈L的直流電阻不計，閉合開關S，待電路達到穩定狀態后斷開開關S，LC回路中將產生電磁振蕩。從開關S斷開計時，線圈中的磁場能EB隨時間t的變化規律如圖乙所示。下列說法中不正確的是(　　)
A.LC電路振蕩周期為2×10－3 s
B.在1×10－3 s時，電容器右極板帶正電
C.電容器中最大的電場能為2.5×10－2 J
D.0～1×10－3 s時間內與1×10－3～2×10－3 s時間內回路中的電流方向相反
C
培優加強練
11.(2024·江蘇徐州高二期末)如圖所示，L是自感系數為0.1 H的線圈，其電阻不計，C是電容為40 μF的電容器。閉合開關S，待電路達到穩定狀態后斷開S。如果規定線圈中的電流方向從a到b為正，斷開S的時刻t＝0，則(　　)
A.t＝0時電容器兩極板間的電場方向水平向右
B.t＝π×10－3 s時電容器的電荷量為零
C.t＝2π×10－3 s時線圈的自感電動勢為零
D.t＝3π×10－3 s時線圈中的電流方向為正

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