最新人教版高中物理选修3-4第十四章《电磁振荡》温故知新
人教课标版高中物理选修3-4：《电磁振荡》教学案-新版
14.2 电磁振荡【教学目标】1、知识与技能：理解LC回路中产生振荡电流的过程掌握分析电磁振荡过程及变化的规律。
知道阻尼振荡和无阻尼振荡的区别2、过程与方法：了解物理过程的一般推理方法3、情感态度与价值观：体会动态和暂态的辨证关系【重点难点】1、重点：对振荡电路，振荡电流基本概念的理解和电磁振荡现象的认识电场能和磁场能的转化过程2、难点：LC回路产生电磁振荡是本章本单元的重点，也是难点。
【授课内容】引入新课引导学生见课本图示，参照此图认真阅读课本关于电磁振荡的叙述，以便在头脑中建立起形象的电磁振荡的物理图象。
进行新课一、电磁振荡现象概念总结1、像这样产生的大小和方向的电流，叫做振荡电流，能产生振荡电流的电路，叫振荡电路，上面的LC回路叫。
2、再将振荡电流信号取出接在示波器上观察波形，就会发现，LC回路里产生的振荡电流跟正弦式电流一样，也是按正弦规律变化的。
指出振荡电流实质上就是前边学过的交流电，它也是按变化的。
二、电磁振荡的产生过程①给电容充电，如图所示，电容器中储存一定的电场能(E电)②电容C放电，如图所示，电场能转化为磁场能③反向充电过程，是磁场能转化为电场能的过程④电容C再次反向放电过程像上述情况，电路中的电场能和磁场能(与之对应的电荷Q和电流i)做周期性交替变化的现象叫做电磁振荡现象。
三、无阻尼振荡和阻尼振荡(1)振荡电路中，若没有能量损耗，则振荡电流的振幅(Im)将不变，如图9所示，叫做无阻尼振荡(或等幅振荡)(2)阻尼振荡，任何振荡电路中，总存在能量损耗，使振荡电流i的振幅逐渐减小，如图10所示，这叫做阻尼振荡(或叫减幅振荡)，请同学们想一下，电路损耗的能量哪里去了？如果用振荡器周期性地给振荡电路补充能量，就可以保持等幅振荡，这类似于受迫振动。
四、电磁振荡的周期和频率T=f=【课堂训练】例1、当LC振荡电路中电流达到最大值时，下列叙述中正确的是（）。
A.磁感应强度和电场强度都达到最大值B.磁感应强度和电场强度都为零C.磁感应强度最大而电场强度为零D.磁感应强度是零而电场强度最大例2、下图为LC振荡电路中电容器板上的电量q随时间t变化的图线，由图可知（）。
人教版高中物理选修3-4课件14.2电磁振荡
物理 选修3-4
第十四章 电磁波
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
解析： 在一个周期内，电容器充电、放电各两次，每次充 电或放电所用的时间为振荡周期的14，所以 A 选项错；
电场能与电场强度的方向无关，磁场能与磁感应强度的方向 无关，因此在电磁振荡的一个周期内各出现两次最大值，即电场 能或磁场能的变化周期为 π LC，所以 B 选项错；
答案： AC
物理 选修3-4
第十四章 电磁波
学 期和频率
1．周期：电磁振荡完成一次周期性变化所需要的时间叫作周
期．
2．频率：单位时间内完成的周期性变化的次数叫作频率．
3．公式：T＝2π
LC，f＝2π
1 LC.
4．影响电磁振荡的周期和频率的因素
由电磁振荡的周期公式 T＝2π LC知，要改变电磁振荡的周期
物理 选修3-4
第十四章 电磁波
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
2．电磁振荡
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第十四章 电磁波
学 基础导学
讲 要点例析
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自学线索
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第十四章 电磁波
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学 基础导学
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第十四章 电磁波
学 基础导学
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解析： 电容器放电一次经历四分之一个周期，而周期 T＝ 2π LC，T 是由振荡电路的电容 C 和电感 L 决定的，与电荷量等 无关．
答案： D
物理 选修3-4
第十四章 电磁波
学 基础导学
讲 要点例析
练 随堂演练
3．某时刻 LC 振荡电路的状态如图所示，则此时刻( )
最新人教版高中物理选修3-4第十四章《电磁波》
第十四章电磁波知识建构专题应用专题一电磁振荡的三个“两”电磁振荡在近年来的高考中出现的频率较高。
学习中若能抓住三个“两”，就可把握好本章的知识要点，从而使知识系统化。
1．两类物理量考题大部分是围绕某些物理量在电磁振荡中的变化规律而设计的，因此，分析各物理量的变化规律就显得尤为重要。
这些物理量可分为两类：一类是电流(i)。
振荡电流i在电感线圈中形成磁场，因此，线圈中的磁感应强度B、磁通量Φ和磁场能E磁具有与之相同的变化规律。
另一类是电压(u)。
电容器极板上所带的电荷量q、两极板间的场强E、电场能E电、线圈的自感电动势E自的变化规律与u相同。
电流i和电压u的变化不同步，规律如图所示。
2．两个过程电磁振荡过程按电容器的电荷量变化可分为充、放电过程，当电容器的电荷量增加时为充电过程，这个过程中电路的电流减小；电荷量减少时为放电过程，这个过程中电路的电流增大，变化如图。
在任意两个过程的分界点对应的时刻，各物理量取特殊值(零或最大值)。
3．两类初始条件如图中的电路甲和乙，表示了电磁振荡的两类不同初始条件。
图甲中开关S从1合向2时，振荡的初始条件为电容器开始放电，图乙中开关S从1合向2时，振荡的初始条件为电容器开始充电，学习中应注意区分这两类初始条件，否则会得出相反的结论。
【专题训练1】 如图电路中，L 是电阻不计的电感器，C 是电容器，闭合开关S ，等电路达到稳定状态后，再断开开关S ，LC 电路中将产生电磁振荡，如果规定L 中的电流方向从a 到b 为正方向，断开开关时刻为t ＝0，那么四个图中能正确表示电感中的电流方向i 随时间t 变化规律的是( )。
专题二 电磁波的传播与应用电磁波的传播不需要介质，各种频率的电磁波在真空中的传播速度都相同，在介质中的传播速度与频率有关。
电磁波常用于无线电广播、电视的信号发送，还应用于雷达来执行多种任务。
理解电磁波的传播原理，将其等效为匀速直线运动是解决此类问题的基础。
【专题训练2】目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz 至1 000 MHz 的范围内，下列关于雷达和电磁波的说法不正确的是( )。
高中物理 第14章 第1、2节电磁波的发现电磁振荡课件 新人教版选修3-4
3．麦克斯韦电磁波理论的理解 (1)恒定的电场不产生磁场。 (2)恒定的磁场不产生电场。 (3)均匀变化的磁场在周围空间产生恒定的电场。 (4)均匀变化的电场在周围空间产生恒定的磁场。 (5)振荡电场产生同频率的振荡磁场。 (6)振荡磁场产生同频率的振荡电场。 4．电磁场 变化的电场和变化的磁场是相互联系着的，形成不可分割 的统一体，这就是电磁场。
赫兹的电火花
1886年，赫兹用实验证明了麦克斯韦预言的正确性，第一 次发现了电磁波。
1．赫兹的实验装置 如图所示
2．实验现象 当感应圈两个金属球间有__火__花_____跳过时，导线环两个 小球间也跳过___火__花____。 3．现象分析 当感应圈使得与它相连的两个金属球间产生电火花时，空 间出现了迅速变化的___电__磁__场____。这种电磁场以__电__磁__波___的 形式在空间传播。当___电__磁__波___到达导线环时，它在导线环中 激发出__感__应__电__动__势___，使得导线环的空隙中也产生了火花。
讨论：①如果用不导电的塑料线绕制线圈，线圈中还有 电流、电场吗？
②想像线圈不存在时，线圈所在处的空间还有电场吗？
二、电磁波 1．电磁波的特点 (1)电磁波是横波，在传播方向上的任一点E和B随时间做 正弦规律变化，E与B彼此垂直且与传播方向垂直。 (2)电磁波的传播不需要介质，在真空中的电磁波的传播速 度跟光速相同，即c＝3.00×108m/s。 (3)电磁波具有波的共性，能产生干涉、衍射等现象。电磁 波与物质相互作用时，能发生反射、吸收、折射等现象。
电磁振荡的产生
1．振荡电流 大小和方向都做___周__期__性___迅速变化的电流，叫做振荡电 流。 2．振荡电路 能产生振荡电流的电路叫做____振__荡__电__路____。
高中物理第十四章电磁波14.2电磁振荡课件新人教版选修3-4
三、电磁振荡的周期和频率 电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间叫周期，一秒内完成周 期性变化的次数叫频率．LC振荡电路的周期公式T＝2π LC ，频率公 1 式为f＝ . 2π LC
问题探索 ◆想一想 问题 在LC振荡电路中，电压u与电流i之间的关系及变化是否遵 循欧姆定律？为什么？
提示： 不遵循欧姆定律，因为LC振荡电路是非纯电阻电路，分析振荡 过程可知，当电容器两极电压最大时，回路中的电流反而为零.
2．放电过程：由于线圈的自感作用，放电电流由零逐渐增大， 电容器板上的电荷逐渐减少，电容器里的电场逐渐减弱，线圈的磁场 逐渐增强．放电完毕，电流达到最大，电场能全部转化为磁场能． 3．充电过程：电容器放电完毕后，由于线圈的自感作用，电流 保持原来的方向逐渐减小，电容器将进行反向充电，线圈的磁场逐渐 减弱，电容器里的电场逐渐增强．充电完毕，电流为零，磁场能全部 转化为电场能． 4．反向放电、充电过程：以后电容器再放电再充电，这样不断 地循环，电路中出现振荡电流．
典例精析 (多选)如图所示，线圈的自感系数为L，其电阻不计，电 容器的电容为C，开关S是闭合的．现将S突然断开并开始计时，以下 说法中正确的是( ) π A．当t＝ LC时，由a到b流经线圈的电流最大 2 B．当t＝π LC时，由b到a流经线圈的电流最大 π C．当t＝2 LC时，电路中电场能最大 3π D．当t＝ 2 LC时，电容器左极板 带有正电荷最多
4．电磁振荡具有周期性变化的规律 (1)电磁振荡过程中回路中各物理量都做周期性变化，其中电容 器极板上电荷量q、板间电压U、电场强度E、以及电感线圈内的电流 i、磁感应强度B的周期均相同，设为T1，而电场能和磁场能周期相 同，设为T2，有T1＝2T2. (2)与振荡相关的各物理量变化的周期有区别．在一个周期内， 电场能与磁场能相互转化两次，电容器充、放电各两次，线圈中电流 方向改变两次． 特别提醒 在一个周期中，LC振荡电路充电两次，放电两次，电流方向改 变两次．
人教版高中物理选修3-4 第十四章 2 电磁振荡 名师公开课省级获奖课件(35张)
2. 在 LC 振荡电路中，电容器 C 带的电荷量 q 随时间 t 变化的图象如图 1 所
充电 填“充电”或“放电”) 示.1×10－6 s到2×10－6 s内，电容器处于_______(
1 200 m. 过程，由此产生的电磁波的波长为______
图1
答案
重点探究
一、电磁振荡的产生
[导学探究] 如图2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？ 答案 图2
第十四章 电磁波
2 电磁振荡
[学习目标] 1.知道什么是LC振荡电路和振荡电流.
2.知道LC回路中振荡电流的产生过程，知道电磁振荡过程中能量转化情况.
3.知道电磁振荡的周期与频率，会求LC电路的周期与频率.
内容索引
自主预习
预习新知 夯实基础
重点探究
启迪思维 探究重点
达标检测
检测评价 达标过关
自主预习
(2)电容器充电：电容器放电完毕时，线圈有 自感 作用，电流并不会立 刻减小为零，而会保持原来的方向继续流动，并逐渐减小，电容器开始 反向充电 ，极板上的电荷逐渐 增多 ，电流减小到零时，充电结束，极 板上的电荷量达到 最大值 .该过程中线圈的 磁场能 又全部转化为电容器 的 电场能 .
二、电磁振荡的周期和频率
一、电场振荡的产生 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. 3.LC振荡电路的放电、充电过程 (1)电容器放电：线圈有 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，极板上的电荷逐渐 减少 .放电完毕时，极板上的电荷量 为零，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 .
高中物理选修3-4电磁波的发现、电磁振荡课件
LC回路的固有周期和固有频率
3、LC回路的周期和频率公式
（1）式中各物理量T、L、C、f的单位分别是s、H、F、Hz．
（2）适当地选择电容器和线圈，可使振荡电路物周期和频率符合我们的需要．
第14章 电磁波
第一节 电磁波的发现 第二节 电磁振荡
人教版高中物理选修3-4
课堂导入
麦克斯韦是继法拉第之后，集电磁学大成的伟大科学家。他依
据库仑、高斯、欧姆、安培、毕奥、萨伐尔、法拉第等前人的
麦克斯韦 （J.C.Maxwell,1831—1879)
英国物理学家。
韦伯穿过一个又一个欧姆。 把回音带给我──“我是你 忠实而又真诚的法拉，充电 到一个伏特，表示对你的 爱。——麦克斯韦
电路中电 流
零
最大 (a→b)
零 最大(b→a) 零
电场能（E ）
磁场能（B ）
最大 零
零 最大
最大
零
零
最大
最大 零
LC振荡电路
电场能与磁场能交替转化 分析给出：理想的LC振荡电路：总能量守恒＝电场能＋磁场能＝恒量
LC振荡电路
3、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： 放电过程:电场能转化为磁场能，q↓→ i↑ 充电过程:磁场能转化为电场能，q↑ → i↓ (2)、两个特殊状态： 充电完毕状态:磁场能向电场能转化完毕,电场能最大,磁场能最小. 放电完毕状态:电场能向磁场能转化完毕,磁场能最大,电场能最小.
LC振荡电路
4、电磁振荡的定义：
在振荡电路产生振荡电流的过程中，电容器极板上的电荷、通过线圈的电流，以及跟电荷 和电流相联系的电场和磁场都发生周期性的变化，这种现象叫电磁振荡。
人教版高中物理选修3-4课件 14 电磁振荡课件1
【解析】 在t1时刻，LC回路中电容器两板间的电压最 大，电场能最大，磁场能为零，对应电流为零，A错误；在t2 时刻，电压为零，电场能最小，磁场能最大，B错误；在t2～t3 时间内，电容器电压增大，电场能不断增大，C正确；在t3～t4 时间内，电压变小，电容器的带电量不断减小，D错误．
【解析】 本题考查的是电磁振荡产生的过程，振荡电流 最大时，线圈中磁场能最大，电容器中电场能为零，场强为 零，A选项是错误的．振荡电流为零的时刻，LC回路中振荡电 流改变方向，这时电流的变化最快，即电流的变化率最大，线 圈中产生的自感电动势最大，故B选项错误．振荡电流增大的 过程，线圈中磁感应强度和磁场能也随着增大，这一过程是电 场能向磁场能转化的过程，是电容器的放电过程，故C选项错 误．振荡电流减小的过程，是磁场能转化为电场能的过程，也
二、LC振荡电路的周期和频率 1．周期：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间，用 T表示． 2．频率：一秒钟内电磁振荡完成周期性变化的次数，用f 表示． 3．影响周期或频率的因素：电容或电感增加时，周期变 长，频率变低；电容或电感减小时，周期变短，频率变高．
4．公式T＝2π
LC，f＝2π
1 LC
教材知识梳理
感受自主学习 收获成果
一、电磁振荡的产生 1．振荡电流和振荡电路 (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：产生振荡电流的电路．基本的振荡电路为 LC振荡电路．
2．电磁振荡的过程 放电过程：由于线圈的自感作用，放电电流由零逐渐增 大，电容器极板上的电荷量逐渐变小，电容器里的电场逐渐减 弱．线圈的磁场逐渐增强，电场能逐渐转化为磁场能，振荡电 流逐渐增大，放电完毕，电流达到最大，电场能全部转化为磁 场能．
高中物理选修3-4《电磁振荡》说课稿
《电磁振荡》说课稿一．说教材本节内容是人教版普通高中课程标准实验教科书物理（选修3—4）第十四章第二节，该节内容是本章的重点内容，综合运用了电场和磁场的性质，电磁感应现象，跟实际生活联系紧密。
学习本章不仅是前面所学过的电磁学知识的联系和发展，也为认识电磁波的发射和接收作好知识准备。
二．说学情所面对的学生是高二年级的学生，他们在高二上学期已经学习了电场和磁场的一些的性质，也学习过电磁感应现象，但是所学知识放置很久，所以在这里首先要求我们首先要复习以前的知识；另外作为高二年级的理科班的学生他们已经有了一定程度的分析问题的能力，但是对知识点的总结能力还需加强，所以我们不仅要继续训练他们的分析问题的能力，还需要指导学生该如何总结知识点。
三．说教法、学法重在指导学生根据所学的知识总结知识的能力，所以在教学中采取了类比教学的方法，另外也很重视对引导学生对知识的总结，采用了明显的列表总结的方法。
在教学中也采用了实验的方法来引导学生从实验中得出结论。
同时学生在学习的过程中自主地根据实验股权安插到的实验现象得出结论，且在学习新知识点时也注意新旧知识间的相互联系，学会自主构建知识结构，培养了学生观察和总结知识的能力.四．教学目标知识与技能：1．知道电容器的充、放电作用及电感阻碍电流变化作用2．会分析振荡电流变化过程过程与方法方面：通过观察演示实验，概括出电磁振荡等概念，培养学生的观察能力类比推理能力，以及理解和概括能力．情感态度与价值观：通过教师设置情景和热情引导，鼓励学生敢于探索、敢于提问、勇于创新。
五．教学重难点1．先通过观察演示实验，总结得到几个基本概念：振荡电路，振荡电流，电磁振荡现象等．这部分知识，基本概念很抽象，研究对象多是看不见摸不着的电磁场及其运动，理解起来也较为困难，所以做好演示实验是关键，再辅以类比推理和生动的比喻、描述，能增强可接受性．2．LC回路产生电磁振荡是本章本单元的重点，也是难点．电磁振荡产生的物理过程较为抽象，所以重点应放在电路中电场能和磁场能的相互转化上；分析指出何时电场能转化为磁场能，何时磁场能转化为电场能；何时电场能最大，何时磁场能最大．与之对应的也要指出电路里电流何时最大，何时为零．其次还要明确电场能和磁场能相互转化的条件是电感线圈的自感电动势的作用和电容器的充放电作用．为了增强可理解性，此处可借助于单摆或弹簧振子的简谐运动来类比、形容电磁振荡过程中能量的转化情况．六．教学准备LC振荡电路演示仪、学生电源、灵敏电流计、导线若干七．教学过程（一）、引入新课：电磁波与现代的科技以及人类的生活密切关系。
高中物理选修3-4 14.2电磁振荡(人教版)物理课件PPT
结果表明，LC回路的周期和频率只与电容 C和自感L有关，跟电容器的带电多少和回路电 流大小无关。
定性解释： 电容越大，电容器容纳电荷就越多， 充电和放电所需的时间就越长，因此周期 越长，频率越低；自感越大，线圈阻碍电 流变化的作用就越大，使电流的变化越缓 慢，因此周期越长，频率越低。
导入新课
要产生持续的电磁波，需要 变化的电磁场，怎样产生变化的 电磁场，就是我们今天要研究的 内容。
第十四章 电磁波
教学目标
一、知识与能力 1.认识LC回路产生电磁振荡的现象。 2.了解LC回路工作电流、电量变化的规律。 3.知道振荡电路的周期和频率。
二、过程与方法 通过电磁振荡的观察和分析，培
的场强___增__大_____,线圈中的磁场__减__小_____.在此过程 中磁__场_____能转化为电__场___能.电容器充电完毕时，电量
__最__大____电流最__少___。
3.如图所示为振荡电路在某一时刻的电容器情况 和电感线圈中的磁感线方向情况，由图可知，以 下说法正确得是 (A C)
LC回路的周期和频率公式
T 2 LC
f 1
2 LC
（1）式中各物理量T、L、C、f的单位分别 是s、H、F、Hz． （2）适当地选择电容器和线圈，可使振荡
电路物周期和频率符合我们的需要。
例： 对振荡电路，下列说法正确的是（ ）
A．振荡电路中、电容器充电或放电一次所用的
时间为 LC B．振荡电路中，电场能与磁场能的转化周期为 2 LC
1、LC振荡电路的构成 (1)电路构成:
(2)实验现象
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2 电磁振荡
温故知新
新知预习
1.几个基本概念：大小和方向都随时间做___________的电流叫振荡电流，能够产生振荡电流的电路叫___________.在LC回路产生振荡电流的过程中，电容器极板上的电荷、通过线圈的电流，以及跟电荷和电流相联系的电场和磁场都发生周期性变化的现象叫___________.
2.LC回路中产生的电磁振荡：（1）LC回路中的振荡电流是由于电容器通过自感线圈（可产生自感电动势，阻碍通过线圈的电流的变化）不断充、放电产生的，按___________规律作周期性变化.
（2）在LC回路产生振荡电流的过程中，磁场能（由通过线圈中的电流产生）和电场能（由电容器极板上的电荷产生）之间不断地相互转化着，电容器放电阶段，___________能转化为___________，放电完毕瞬间，电场能为___________，振荡电流及磁场能达到___________；然后电容器被反向充电，在此阶段，___________能转化为___________，振荡电流___________瞬间，磁场能为零，电容器极板上的电荷量及电场能达___________.
3.LC振荡电路的周期只取决于___________和___________，即由LC回路本身的性质决定，和电容器所带电荷量q，极板间的电压u，线圈中的电流i均无关.
知识回顾
LC振荡电路产生的振荡电流实际上就是高频交流电，而交流电的产生又和电路中的磁场变化相联系.根据法拉第电磁感应定律，变化的磁场产生电场，即给电容器充电，充电的电容器又放电，形成周期性变化的振荡电流.那么振荡电流有怎样的变化规律呢？我们可以对比单摆的摆动：。