高中物理选修性必修 第二册4.1电磁振荡-教案-人教版(2019)
电磁振荡课件-高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册
无阻尼振荡和阻尼振荡 无阻尼振荡：没有能量损耗的振荡（等幅振荡） 阻尼振荡：有能量损耗的振荡（振幅减小）
频率、周期均不变
三、电磁振荡中的周期和频率
周期：电磁振荡完成一次周期性变化所需的时间。 T 2 LC
频率：一秒钟内完成周期变化的次数叫做频率。 f 1
2 LC LC回路的周期和频率：由回路本身的特性决定．所以振荡周期（或频率）
1、基本概念 ①振荡电流：大小和方向都做周期性迅速变化的电流 注：振荡电流实际上就是频率很高的交变电流 ②振荡电路：能够产生振荡电流的电路。
③LC振荡电路： 当开关置于线圈一侧时，由电感线圈L和电
容C组成的电路，就是最简单的振荡电路。
2.振荡电路的工作原理 注意观察:电荷量和电流大小及方向的变化情况
第四章 电磁振荡与电磁波
1、电磁振荡
目标
01 电磁振荡的产生 02 电磁振荡中的能量变化 03 电磁振动的周期和频率 04 典例分析
CONTENTS
一、电磁振荡的产生
水波是由机械振动形成的。一颗石子 投入水面会激起一阵涟漪，但是要形成持 续的水波，则需要不断地击打水面。电视、 广播接收的是电磁波，要产生持续的电磁 波，需要持续变化的电流。怎样才能产生 这样的电流呢？
A. 在时刻t1, 电路中的电流最大
B. 在时刻t2, 电路中的磁场能最大 C. 在时刻t2至t3, 电路中电场能不断增大 D. 在时刻t3至t4, 电容的带电量不断增大
U
O
tt
t tt
12 3 4
4.（多选）对振荡电路，下列说法正确的是（ CD ）
A.振荡电路中、电容器充电或放电一次所用的时间为 LC
叫做振荡电路的固有周期（固有频率），简称振荡电路的周期（或频率）．
人教版高中物理选择性必修第二册第4章1电磁振荡学案
1．电磁振荡1．通过实验，了解电磁振荡。
知道LC振荡电路中电荷、电场、电流、磁场的动态变化情况及电场能与磁场能的转化情况。
知道电磁振荡的周期与频率，会用其分析、解释有关的简单问题。
2．经历从机械振动到电磁振荡的类比过程，体会类比推理的方法。
经历分析电磁振荡周期与L、C关系的过程，体会定性分析推理的方法。
3．经历实验观察电磁振荡中各物理量的变化过程，体会实验在物理观念形成过程中的作用。
电磁振荡的产生和能量变化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：产生振荡电流的电路。
3．振荡过程：如图所示，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关S掷向2，电容器通过线圈放电。
(1)放电过程：电容器开始放电后，由于线圈的自感作用，放电电流不能立刻达到最大值，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，极板上的电荷为零，放电电流达到最大。
该过程电容器储存的电场能转化为线圈的磁场能。
(2)充电过程：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。
由于电流继续流动，电容器充电，电容器两极板带上与原来相反的电荷，极板上的电荷逐渐增加，当电流减小到零时，充电结束，极板上的电荷量达到最大。
该过程线圈中的磁场能又转化为电容器的电场能。
此后电容器再放电、再充电，周而复始，于是电路中就有了周期性变化的振荡电流。
(3)实际的LC振荡是阻尼振荡：电路中有电阻，振荡电流通过时会有内能产生，另外还会有一部分能量以电磁波的形式辐射出去。
如果要实现等幅振荡，必须有能量补充到电路中。
(1)在一个周期内，充电、放电各两次，振荡电流的方向改变两次；电场能(或磁场能)完成两次周期性变化。
(2)振荡电流的频率很高。
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，使电容器通过线圈放电。
问题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？提示：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磁场能。
1 电磁振荡-人教版高中物理选择性必修 第二册(2019版)教案
电磁振荡-人教版高中物理选择性必修第二册（2019版）教案一、教学内容本教案主要针对人教版高中物理选择性必修第二册（2019版）中的《第一章电磁振荡》进行讲解。
本章节的教学内容主要包括以下几个方面：1.电磁波的基本概念和性质；2.电磁波的产生与传播；3.电磁波的谱；4.电磁波的应用。
二、教学目标1.理解电磁波的基本概念和性质，了解电磁波在空气中的传播速度；2.掌握基本的电磁波公式，包括频率、波长、波速等；3.理解电磁波的谱和种类，并了解各种电磁波在生活中的应用；4.学会使用电磁波谐振现象制作简单的电路实验。
三、教学重点和难点1.难点：学生对于电磁波产生和传播的基本原理的理解；2.重点：电磁波的谱和种类，以及电磁波在生活中的应用。
四、教学方法1.讲述：通过讲解教师将各种概念和公式传达给学生；2.实验：教师通过实验帮助学生加深对电磁波的了解和认识；3.互动：教师与学生之间的互动对于理解电磁波的原理和应用至关重要。
五、教学过程1. 电磁波的基本概念和性质1.通过物理图解等形式介绍电磁波的产生原理，并解释电磁波的基本性质；2.让学生了解电磁波在空气中的传播速度，以及电磁波的基本特征。
2. 电磁波的产生和传播1.介绍电磁波的产生方式，包括电磁感应产生电磁波和振荡电路产生电磁波；2.介绍电磁波的传播特点，包括电磁波的传播方向、传播速度和衰减等情况。
3. 电磁波的谱1.介绍电磁波的谱和种类，包括射电波、微波、红外线、可见光线、紫外线、X射线和伽马射线；2.介绍各种电磁波在生活中的应用，包括通信、遥控、照明、医学等方面。
4. 电磁波的应用1.通过实验展示电磁波的谐振现象，并介绍电磁波在谐振电路中的应用；2.让学生通过自己动手实际操作，体验电磁波的应用。
六、教学反思通过本次教学，学生们对电磁波的产生、传播、谱和应用都有了更深入的了解。
在教学过程中，我注重让学生动手操作，体验电磁波的应用，并通过互动让学生更好地理解和掌握了电磁波的相关知识。
【课件】第四章+电磁振荡与电磁波++课件高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册
(3)周期和频率关系：T＝ 。
振荡电路里发生无阻尼振荡时的周期和频率分别叫做固有周期、固有频率。
2．LC的周期与频率
=
=
1
同步练习册72页例题
1.如图所示，LC振荡电路正在发生电磁振荡现象，某时刻线圈产生的磁场方向和
伟大的预言
1、变化的磁场产生电场
在变化的磁场中，闭合回路里将会产生感应电流。
①均匀变化的磁场产生稳定的电场
E
B
O
t
O
t
伟大的预言
1、变化的磁场产生电场
②振荡磁场产生振荡电场
B
O
振荡磁场
t
正弦曲线
E
O
振荡电场
t
E与B频率相同
伟大的预言
2、变化的电场产生磁场
①均匀变化的电场产生稳定的磁场
B
E
O
t
O
4.1
电磁振荡
高考导航
1.基本考察点： 振荡电路、振荡电流随时间变化的规律.
2.难点：
振荡电路中电场能和磁度场能的变化规律；
3.高考热点：
振荡电路,固有周期公式应用；
4 .题型及难度：以选择题为主,难度中等偏易。
一、电场振荡的产生
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变化的电流．
即 v真空 = c ＝ 3.0×108 m/s。
光是一种电磁波
二、电磁波的产生机理
②电磁波是横波，在空间传播时任一位置上（或任一时刻）E、B、v三矢量相互垂直
且E和B随时间做正弦规律变化。
4.1电磁振荡教学设计-2023-2024学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第二册
设计实践活动或实验，让学生在实践中体验电磁振荡知识的应用，提高实践能力。
在电磁振荡新课呈现结束后，对知识点进行梳理和总结。
强调电磁振荡的重点和难点，帮助学生形成完整的知识体系。
（四）巩固练习（预计用时：5分钟）
随堂练习：
随堂练习题，让学生在课堂上完成，检查学生对电磁振荡知识的掌握情况。
鼓励学生相互讨论、互相帮助，共同解决电磁振荡问题。
3.信息处理能力：培养学生从文本、实验数据等多渠道获取信息，并进行处理和运用，以解决实际问题的能力。
4.团队合作能力：在小组讨论和实验过程中，培养学生与他人合作、交流、分享，共同解决问题的能力。
5.物理观念：使学生形成对电磁振荡现象的理性认识，建立电磁振荡与电流、电容器之间的联系，形成系统的物理观念。
5.教学工具：准备多媒体教学设备，如投影仪、计算机等，以便进行PPT演示和多媒体资源的播放。
6.网络资源：确保教室能够连接互联网，以便查找和分享相关的网络资源，如在线实验模拟、科学文章等。
7.教学指导材料：准备教师用的教学指导书或备课笔记，以便教师在教学过程中参考和指导学生。
8.安全指导：准备实验安全指导书或注意事项，确保学生在实验过程中能够注意安全，避免意外发生。
6.应用实践能力：将所学的电磁振荡知识运用到实际问题中，如无线电通信、电磁波的传播等，提高学生运用知识解决实际问题的能力。
学情分析
考虑到本节课的内容为电磁振荡，我们主要针对的是2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）选择性必修第二册的学生群体。在知识、能力、素质方面，学生已具备以下基础：
核心素养目标分析
本节课的核心素养目标主要围绕物理学科的核心素养进行设计，具体包括：
1.科学探究能力：通过观察和分析电磁振荡的现象，培养学生提出问题、猜想与假设、设计实验、收集证据、分析与论证的科学探究能力。
4.1电磁振荡教学设计-2023-2024学年高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册
感谢同学们的认真听讲和积极参与。希望通过本节课的学习，大家能够对电磁振荡有更深入的了解。如果在学习过程中有任何问题，请随时向我提问，我会尽力帮助大家解答。下节课再见！
六、知识点梳理
1. 电磁振荡的定义：电磁振荡是指在电磁场中，电荷粒子在电场力作用下做周期性的运动，从而产生周期性的电磁场变化。
七、课堂
1. 课堂评价
2. 作业评价
对学生的作业进行认真批改和点评，及时反馈学生的学习效果，鼓励学生继续努力。在布置作业时，我会设计一些相关的填空题、选择题和计算题，让学生在课后巩固所学知识。在批改作业时，我会仔细检查学生的解答，给出具体的评分和反馈，指出他们的错误和不足之处，并鼓励他们在下次作业中改进。同时，我还会挑选一些学生的作业进行展示和点评，以激励其他学生努力学习。
2. 电磁振荡的产生条件：电磁振荡的产生需要两个条件，一是有电荷粒子在电磁场中运动，二是有变化的电磁场。
3. 电磁振荡的类型：根据电荷粒子的运动状态，可以将电磁振荡分为电容式振荡和电感式振荡两种类型。
4. 电磁振荡的特性：电磁振荡具有周期性、稳定性、能量传递等特点。
5. 电磁振荡的应用：电磁振荡在通信技术、无线电技术、电力系统等领域有广泛的应用。
针对学生的具体情况，教师在教学过程中需要注重启发式教学，通过生动有趣的实例和实验，激发学生的学习兴趣，引导学生主动参与课堂讨论。同时，加强数学知识的引导和训练，帮助学生克服在理论推导和计算方面的困难。此外，鼓励学生进行实际问题的探究和讨论，提高他们将理论知识应用到实际问题中的能力。
四、教学方法与手段
4. 例题四：电磁振荡的应用
题目：电磁振荡在通信技术中有广泛的应用。请问，电磁振荡在通信技术中是如何应用的？
4-1电磁振荡 (教学课件)-高中物理人教版(2019)选择性必修第二册
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能
量转化情况. 3.知道电磁振荡的周期和频率，知道LC电路的周期和频率与哪些因
素有关，并会进行相关的计算.
水波是由机械振动形成的。一颗 石子投入水面会激起一阵涟漪， 但是要形成未续的水波，则需要 不断地击打水面。电视广播接收 的是电磁波，要产生持续的电波， 需要持续变化的电流。怎样才能 产这样的电流呢?
甲、电磁振荡过程
乙、振荡电路电流的周期性变化
丙、电容器极板上电荷量的周期性变化
• 在振荡电路产生振荡电流的过程中,电路中的电流、电容器极板上 的电荷量,以及电容器里的电场强度、线圈里的磁感应强度都在发 生周期性的变化,这种现象就是电磁振荡。
二、电磁震荡中的能量变化
电磁振荡与机械振动虽然有着本质的不同，但它们还是具有 一些共同的特点。在机械振动中，例如在单摆的振动中，位 移x、速度v、加速度a这几个物理量周期性地变化。在电磁 振荡中，电荷量q、电流i、电场强度E、磁感应强度B这几个 物理量也在周期性地变化。在机械振动中，动能与势能周期 性地相互转化。那么，在电磁振荡中，能量是如何转化的?
如果能够适时地把能量补充
到振荡电路中，以补偿能量
损耗，就可以得到振幅不变 的等幅振荡(图4.1-3)。实际 电路中由电源通过电子器件 为LC电路补充能量。
三、电磁震荡的周期和频率
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：周期的倒数，数值等于单位时间内完成的_周__期__性__变_化
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1.振荡电流和振荡电路 (1)振荡电流:大小和① 方向 都做周期性迅速变化的电流。 (2)振荡电路:产生② 振荡电流 的电路。最简单的振荡电路为LC振荡电路。 2.电磁振荡的过程 电容器放电过程:电容器刚要放电时,电容器里的电场最强,电路里的能量全部储存 在电容器的电场中;电容器开始放电后,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逐渐③ 减少 ,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④ 磁场能 ,放电完毕时,放电电流达到最大值,电场能 全部转化为磁场能。
电磁振荡讲义-高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第二册
课题：电磁振荡【教材分析】本节课程是本章的重难点内容，要理解好振荡电路的产生过程为下面的电磁波的产生和传播做铺垫。
本节课要知道在电磁振荡过程中回路中的由流变化规律及申量变化规律，要知道在整个振荡周期内，能量的转化过程，为进一步认识由磁波的产生奠定基础。
【教学目标】（1）理解电磁振荡的概念，体会物理观念产生的过程。
（2）通过振荡电路的分析，体会物理模型在探索自然规律中的作用。
（3）培养学生实验探求知识的意识，增强求知欲望。
（4）通过结合生活中各种相应现象及常识，理解电磁振荡在人们生活中的地位。
【教学重点】振荡电路中能量的转化和守恒。
【教学难点】振荡电路的变化过程中电流、电量、能量的变化规律。
【教学过程】教学过程(表格描述)时间安排教学环节主要教学活动设计意图3分钟核心问题的引入展示活动：周末作业：寻找生活中能够利用电磁波的设备和应用场景。
教师分类展示周末作业。
教师总结：这说明电磁波在我们生产生活中占有十分重要的地位，老师也同样展示一个应用电磁波的例子——旅行者一号是目前人类发射最远的探测器。
在60亿千米外给地球照了一张照片，用利用电磁波传回了地球。
既然电磁波如此重要，问题1：那么如何持续产生电磁波呢？通过周末作业让学生寻找生活中应用电磁波的例子，体会电磁波在生活中的广泛应用，同时给予认真上交作业同学的一个正向反馈。
7分钟核心问题的逻辑推演类比学习：教师引导：初中我们学过声音的产生条件，声音就是就是我们所说的声波，一切发声的物体都在振动。
说明声波是由声源振动形成的。
敲动音叉，音叉发生振动，就会产生一个向外传播的声波，要持续产生声波，则需要不断地敲击音叉。
请你通过类比，想一想如何持续产生电磁波呢？学生类比思考：可能会猜到类似于声源振动一类的回答。
但是应无法答出变化电磁场概念。
由于目前学生还没有学习机械波和机械振动相关概念，学生无法类比这部分知识学习这部分内容。
所以想通过声音的产生，类比电磁波产生。
符合学生认知，引导学生认识电磁振荡的重要地位。
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电磁振荡
【教学目标】
1．理解振荡电路和振荡电流的定义。
2．知道等幅振荡和减幅振荡概念。
3．会分析振荡电流变化过程中，电场能和磁场能的相互转化的规律，并会分析振荡电流在一个周期变化过程中，电容器上电荷的变化情况及电感线圈中电流大小和方向的变化情况。
4．理解振荡电流产生的原因及本质。
【教学重难点】
1．通过实验总结概念：振荡电路、振荡电流、减幅振荡以及等幅振荡等。
2．分析LC回路中振荡电流的产生过程是本节的重点和难点，电磁振荡产生的物理过程较为抽象，所以重点放在电路中电场能和磁场能的相互转化规律。
还必须明确回路电流与电容器板上电荷的变化情况恰好相反，电流增大，电荷减少；电流最大，电荷最小（为零），以及回路中各个物理量之间的变化规律。
3．理解振荡电流产生的原因及本质。
【教学方法】
举例、提问、小组实验、多媒体课件、讨论等。
【实验器材】
电容C、电感L、电流表G、电池组、导线、开关等
【教学过程】
（1）新课引入
日常生活中打电话是通过什么传播实现信息交互？利用电磁波。
简单举例生活中电磁波的应用，提出电磁波到底如何产生的？类比机械波，电磁波和机械波一样，产生需要一个波源。
那么这个“波源”究竟是什么呢？复习回顾麦克斯韦电磁场理论：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场。
要产生电磁波，空间需要一个周期性变化的电场或磁场。
那么如何才能产生这样一个周期性变化的电场或磁场呢？这就是今天我们学习的内容：电磁振荡。
（2）新课教学
1．小组实验：
介绍仪器：电容C、电感L、电流表G、电池组E
、晶体管振荡器、示波器。
c
实验过程：接入LC 电路，接着把开关扳到电池组一边，给电容器充电，稍后再把开关扳到线圈端，让电容器放电。
（提醒学生注意观察电流表指针的变化）
现象和分析：
现象：电流表指针左右摆动。
表明：电路中产生大小和方向做周期性变化的电流。
引出概念：
振荡电流——大小和方向交替变化的电流。
振荡电路——能产生振荡电流的电路。
（LC 振荡电路） 传感器中的I-t 图像显示（进行能量补充后观察示波器波形）
减幅振荡和等幅振荡
1．任何振荡电路中，总存在能量损耗，使振荡电流的振幅逐渐减少，叫做减幅振荡。
（1）电阻热效应，部分能量转化为内能。
（2）电磁辐射，部分能量以电磁波的形式辐射。
2．振荡电路中，若没有能量损耗，则振荡电流的振幅将不变，叫做等幅振荡。
（1）回路电阻可忽略 （2）电磁辐射可不计
现象：若理想LC 回路，则产生的振荡电流按正弦规律周期性变化。
表明：振荡电流实质就是高频的交流电。
2．分析振荡电流的产生过程
（1）电场能与电容器上的电荷有关，q ↑、电场能E 电↑，q ↓、电场能E 电↓ （2）磁场能与流过线圈的电流有关，i ↑、磁场能E 磁↑，i ↓、磁场能E 磁↓ （3）q ↑、i ↓，q ↓、i ↑
（4）放电过程是电场能转换磁场能的过程。
图1－1 0 t i 0 t
i
图1－2
（5）充电过程是磁场能转换电场能的过程。
在理想的LC振荡电路中，在任何时刻，电场能和磁场能的总和不变。
q-t以及I-t图像描述：
电磁振荡的周期和频率：
周期：电磁振荡完成一次周期性变化的时间。
频率：一秒内完成周期性变化的次数。
电磁振荡的变化规律本质：电场能与磁场能交替转化
一个周期内振荡电流的方向变化两次，电场能（磁场能）
完成两次周期性变化（充放电各2次）。
思考与讨论：
电容较大时，电容器充电、放电的时间长些还是短些？线圈的自感系数较大时，电容器充电、放电时间长些还是短些？
根据上面的讨论结果，定性地讲，LC电路的周期（频率）与电容C、电感L的大小有什么关系？
理论分析及图像分析：LC电路的周期（频率）
（1）T、f 、L、C的单位分别是s、Hz、H、F。
（2）周期（频率）仅由L、C决定。
课堂小结：
1．理想LC振荡电路中的振荡电流按正弦规律变化。
2．电磁振荡分减幅振荡和等幅振荡。
3．电磁振荡的原因和本质。
4．LC振荡电路中电磁振荡的固有周期
5．LC振荡电路中电磁振荡的频率
课堂练习：
1．在LC振荡电路中，当电容器上电量最大（充电完毕）的瞬间：（）A．电场能正在向磁场能转化；
B．磁场能正在向电场能转化；
C．电场能向磁场能转化刚好完毕；
D．磁场能向电场能转化刚好完毕。
2．LC回路中电容器两端电压u随时间t的变化关系如图所示，则（）A．在时刻t
1
电路中电流最大；
B．在时刻t
2
电路中的磁场能最大；
C．从时刻t
2至t
3
，电路中的电场能不断增大；
D．从时刻t
3至t
4
，电容器的带电量不断增大。
LC
Tπ2
=
f=。