* 例题分类分析 课堂点对点练习 2 电磁振荡 理解振荡电流、振荡电路、LC电路的概念，了解LC电路中产生振荡电流的过程。 理解电磁振荡的周期和频率，能计算LC电路的周期和频率。 1. 2. （1）振荡电流：大小和_____迅速、周期性变化的电流。 （2）振荡电路：产生振荡的电路。 最简单的振荡电路是LC振荡电路。 放电过程：由于线圈的自感物理资源网，放电电流从零逐渐增大，电容器极板上的电荷，电容器内的电场逐渐减弱，线圈的磁场逐渐增大，电场能逐渐转换成_____ ___，振荡电流逐渐增大，放电完成，电流达最大值，电场能全部转换成磁场能。1. 电磁振荡的产生 振荡电流与振荡电路 电磁振荡的过程 振荡电流方向逐渐减小 磁场能量 充电过程：电容器放电后，由于线圈自感的原因，电流不断减小，电容器将进行充电，线圈磁场逐渐减弱，电容器内的电场逐渐增大，磁场能量逐渐转换成电场能，振荡电流逐渐减小，充电完成，电流减小为零，磁场能量完全转换成电场能。 以后，重复充电、放电过程。 电磁振荡过程中，电容器极板上的电荷量，电路中的电流，与振荡电流伴随的电场、磁场都是存在的，电场能量和磁场能量也呈周期性变化。 电磁振荡的本质是反向充电周期变化的原方向转换电磁振荡的周期T：电磁振荡完成一次所需时间。 电磁振荡的频率f：1s内完成周期变化的_____。 LC电路的周期（频率）公式 周期与频率公式为：T=2π，f=，式中：周期T、频率f、自感系数L、电容量C的单位分别为秒（s）、赫兹（Hz）、亨利（H）、法拉（F）。 2、电磁振荡的周期与频率 周期变化数如图14-2-1所示。 1、电磁振荡中的对应变化关系 用对应图分析i、q的变化关系 图14-1-1 相关量与电路状态的对应情况 LC电路在电磁振荡过程中，电容上的物理量：电量q、电场强度E、电场能量EE同时同向变化，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、磁场能量EB也同步同向变化，即：i↑—B↑—EB↑（或i↓—B↓—EB↓）。 2、LC电路中各量的变化规律及对应关系 同步同变化关系 同步异变化关系 物理量的方程关系 思考与讨论（教材P80） 提示 电容越大、电感量越大，周期越长，放电时间也越长。这是因为，在电容器两极板之间电压一定的情况下，电容越大，储存的电荷越多，充放电所需时间越长，周期越长；电感量L越大，产生的自感电动势越大，对电流变化的阻力越大，因而充放电时间越长，周期越长。 教材数据分析 【例1】在LC振荡电路中，某一时刻磁场的方向如图14-2-2所示，则（）。 A.若磁场在减弱，电容器在充电，电流从b流向a B.若磁场在减弱，电场能量在增加，电容器上极板带负电 C.若磁场在加强，电场能量在减小，电容器上极板带正电 D.若磁场在增大，电容器在充电，电流方向从a流向b。 电磁振荡过程分析 若磁场在减小，电流在减小，属于充电过程，根据安培定律可以判定电流从b流向a，电场可以增大，上极板带负电，故选项A、B正确； 若磁场在增大，电流在增大，属于放电过程，电场可以减小，根据安培定律可以判定电流从b流向a，上极板带正电，故选项C正确，D错误。 答案ABC 图14-2-2 利用题目展开电磁振荡中各种物理量的变化。要熟悉各种物理量变化的特点，特别是关键量电流。当电流增大时，电场强度和电场能量增大；当电流减小时，磁感应强度和磁场能量减小。题目中我们先根据右手螺旋定则（即安培定律）找出电流的方向，判断是充电还是放电，由电流的变化等量即可推导出来。如图14-2-3所示，LC振荡电路中振荡电流的周期为2×10-2 s，当振荡电流沿逆时针方向达到最大值时开始计时，此时t=3。
在4×10－2 s时，电容器处于状态（填【变形一】图14－2－3“充电中”、“放电中”、“充电完成”或“放电完成”），电容器上极板为（填“带正电”、“带负电”或“不带电”）。 分析 根据问题，画出如图所示的此LC电路振荡电流的变化图像。 结合图像得t＝3。 取4×10－2 s时刻为图中P点，此时电路正处于反向电流减小过程中，因此电容器处于反向充电状态，上极板带正电。 答：带正电充电 为了提高LC振荡电路的固有频率，可采用下列方法（）。 A.增大电容器两极板相对的面积，在线圈里放一个铁芯 B.减小电容器两极板间的距离，增加线圈的匝数 C.减小电容器两极板间的距离，在线圈里放一个铁芯 D.减小电容器两极板相对的面积，减少线圈的匝数 LC振荡电路周期与频率公式的理解与应用 【例2】 答案D 在LC振荡电路中，下列哪种方法可以使振荡频率加倍（）？ A.自感L和电容C都增加一倍 B.自感L增加一倍，电容C减小一半 C.自感L减小一半，电容C增加一倍 D.自感L和电容C都减小一半 【变形二】 答案D 在LC振荡电路中，某一时刻磁场的方向如图14-2-4所示。 下列哪项表述是正确的？ A.若磁场在减弱，则电容器上极板带正电。 电磁振荡过程分析1.
图14-2-4 B.若电容器在充电，则电容器下极板带正电 C.若电容器上极板带正电，则线圈中的电流在增大 D.若电容器在放电，则自感电动势在阻碍电流的增大 分析 振荡电流的方向可以由电流磁场的方向和安培定律来判断。由于题目没有指出电容器两个极板的电荷，所以可以分两种情况来讨论。 （1）如果此时电容器上极板带正电，可知电容器处于放电阶段，电流在增大，因此C正确，A错误； （2）如果此时电容器下极板带正电，可知电容器处于充电状态振荡电路高中物理，电流在减小，因此B正确；根据楞次定律，可判定D正确。 答案 BCD 在LC电路中，电容两端电压与时间t的关系如图14-2-5所示，则（）。 A.在t1时刻，电路中电流最大 B.在t2时刻，电路中磁场最大 2.图14-2-5 C.从t2到t3时刻，电路中电场继续增大 D.从t3到t4时刻，电容器上的电荷不断增加。 分析：电磁振荡中的物理量可分为两组： ①电容器电荷q、板极电压u、电场强度E和电场能量为一组。 ②自感线圈中的电流i、磁感应强度B和磁场能量为一组。 同一组内量的大小变化规律一致，一起增大，一起减小，且为最大值或零值。不同组内量的大小变化规律相反； 如果q、E、u等量按正弦定律变化，那么i、B等量也必然按余弦定律变化。根据以上分析振荡电路高中物理，结合题中图，可知本题正确选项为A、D。
答案 AD 3.如图14-2-6所示，振荡电路中某一时刻电容的充电状态与电感器中的磁通线方向。从图中可以看出，当电容充电时，电感器中的电流为（填“增加”、“减少”或“不变”）。设振荡电流的周期为π×10－4s，电容为C＝250μF，则自感系数L＝H。理解LC振荡电路的周期与频率公式 图14-2-6