第3章 第1節(jié) 電磁振蕩

1、.第一節(jié)電磁振蕩12分關(guān)于振動(dòng)與波的關(guān)系，以下說法正確的選項(xiàng)是A有振動(dòng)必有波，有波必有振動(dòng)B振源的振動(dòng)速度與波速是一樣的C假如波源的振動(dòng)停頓，在介質(zhì)中的波就停頓D質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向與波傳播的方向可能平行【解析】A中應(yīng)明確波產(chǎn)生的條件：振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播，那么A錯(cuò)誤；B中振動(dòng)速度是變化的，而波速在同種介質(zhì)中傳播速度恒定，那么B錯(cuò)誤；當(dāng)振動(dòng)停頓時(shí)，在介質(zhì)中傳播的波還要繼續(xù)傳播一段間隔 ，那么C錯(cuò)誤；D正確【答案】D22分以下關(guān)于機(jī)械波的說法正確的選項(xiàng)是A要產(chǎn)活力械波，必須同時(shí)具有波源和傳播振動(dòng)的介質(zhì)B波動(dòng)的過程是振源質(zhì)點(diǎn)由近及遠(yuǎn)挪動(dòng)的過程C波是振動(dòng)形式的傳播，介質(zhì)本身沒有沿波的傳播方向遷移D介質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)

2、每完成一次全振動(dòng)即一個(gè)周期，波就向前傳播一個(gè)波長的間隔 【解析】波的產(chǎn)生條件：波源和介質(zhì)，A對(duì)；質(zhì)點(diǎn)不隨波挪動(dòng)，B錯(cuò)誤；C正確；D正確【答案】ACD33分一列波由波源處向周圍擴(kuò)展開去，由此可知A介質(zhì)中各質(zhì)點(diǎn)由近及遠(yuǎn)地傳播開去B介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)形式由近及遠(yuǎn)地傳播開去C介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的能量由近及遠(yuǎn)地傳播開去D介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)只是振動(dòng)而沒有遷移【解析】波動(dòng)過程是振動(dòng)形式和振動(dòng)能量的傳遞過程，介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)并不隨波遷移【答案】BCD43分關(guān)于機(jī)械波，以下說法中正確的選項(xiàng)是A質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向總是垂直于波的傳播的方向B簡諧波沿長繩傳播，繩上相距半個(gè)波長的兩質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)位移的大小相等C任一振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)每經(jīng)過一個(gè)周期沿波的傳播方

3、向挪動(dòng)一個(gè)波長D相隔一個(gè)周期的兩時(shí)刻，簡諧波的圖象一樣【解析】波有縱波和橫波之分，對(duì)橫波，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向與波的傳播方向垂直；對(duì)縱波，質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向與波傳播的方向沿同一直線認(rèn)為質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向總是垂直于波的傳播方向的看法是錯(cuò)誤的，應(yīng)選項(xiàng)A錯(cuò)誤當(dāng)簡諧波沿長繩傳播時(shí)，從任一時(shí)刻的波形圖上都可以看出，相距為半個(gè)波長的任意兩質(zhì)點(diǎn)分開平衡位置的間隔 即振動(dòng)位移的大小都一樣，但位移的方向相反，應(yīng)選項(xiàng)B是正確的波是振動(dòng)狀態(tài)的傳播，而不是振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的傳播，每一個(gè)振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)都在各自的平衡位置附近振動(dòng)，并未沿波的傳播方向傳播沿波傳播方向傳播的是質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)狀態(tài)，應(yīng)選項(xiàng)C是錯(cuò)誤的波的圖象給出的是某一給定時(shí)刻各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)位移的

4、大小和方向?qū)τ诤喼C波，每個(gè)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)位移都按正弦或余弦的規(guī)律隨時(shí)間變化，每一質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的位移與經(jīng)過一個(gè)周期后的振動(dòng)位移一樣，故相隔一個(gè)周期的兩時(shí)刻，簡諧波的圖象一樣，選項(xiàng)D正確所以，此題的正確選項(xiàng)是B、D.【答案】BD課 標(biāo) 導(dǎo) 思1.知道什么是LC振蕩電路和振蕩電流.2.知道LC回路中振蕩電流的產(chǎn)生過程.3.知道產(chǎn)生電磁振蕩過程中，LC振蕩電路中的能量轉(zhuǎn)換情況，知道振蕩電路中能量損失的途徑以及得到等幅振蕩的方法.4.知道什么是電磁振蕩的周期和頻率，理解LC回路的周期和頻率公式. 學(xué)生P32一、電磁振蕩電路的演變與構(gòu)成1電磁振蕩電路的演變與構(gòu)成如圖311甲所示，一個(gè)電流計(jì)與一個(gè)閉合線圈連接，一條

5、形磁鐵不斷地插入和拔出線圈時(shí)，電流計(jì)的指針會(huì)不斷地?cái)[動(dòng)，這說明電路中產(chǎn)生了大小和方向都不斷變化的電流假如將電流計(jì)拿走，如圖311乙所示，當(dāng)條形磁鐵不斷地插入和拔出線圈時(shí)，電路中似乎不再有電流，但電路斷開處的A、B兩點(diǎn)間仍存在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，即A、B兩點(diǎn)間仍存在變化的電勢(shì)差圖311振蕩電路的演變：假如在A、B兩點(diǎn)間接一個(gè)平行板電容器，如圖311丙所示，當(dāng)條形磁鐵不斷地插入和拔出線圈時(shí)，在兩板之間的空間內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生大小和方向不斷變化的電場(chǎng)，即電容器在不斷地進(jìn)展充電、放電2振蕩電流1振蕩電流：上述實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的大小和方向都做周期性變化的電流2振蕩電路；可以產(chǎn)生振蕩電流的電路3LC振蕩電路：自感線圈L和電容器

6、C組成的電路，LC振蕩電路是一種最簡單的振蕩電路3振蕩電流的變化規(guī)律LC回路產(chǎn)生的振蕩電流是按正弦或余弦規(guī)律變化的二、電磁振蕩過程中電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能的轉(zhuǎn)化在振蕩電路產(chǎn)生振蕩電流過程中，電容器極板上電荷、兩極板間電壓、電路中電流以及跟電荷有關(guān)的電場(chǎng)、與電流有關(guān)的磁場(chǎng)都發(fā)生周期性變化的現(xiàn)象叫電磁振蕩現(xiàn)象在電磁振蕩過程電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能同時(shí)發(fā)生周期性變化三、電磁振蕩的周期和頻率1電磁振蕩的周期T電磁振蕩完成一次周期性變化需要的時(shí)間2電磁振蕩的頻率f1 s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)3LC電路的周期頻率公式周期、頻率公式：T2，f，其中：周期T、頻率f、自感系數(shù)L、電容C的單位分別是秒s、赫茲Hz、亨利H、法拉F

7、 學(xué)生P32一、電磁振蕩中的電流i，極板間的電壓u，極板上的電量q、電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系1用圖象對(duì)應(yīng)分析i、q的變化關(guān)系，如圖312所示圖312圖3132板間電壓u、電場(chǎng)能EE、磁場(chǎng)能EB隨時(shí)間變化的圖象，如圖314所示圖314u、EE規(guī)律與q-t圖象相對(duì)應(yīng)；EB規(guī)律與i-t圖象相對(duì)應(yīng)3分類分析1同步關(guān)系在LC振蕩回路發(fā)生電磁振蕩的過程中，電容器上的物理量：電量q、電場(chǎng)強(qiáng)度E、電場(chǎng)能EE是同步變化的，即：qEEE或qEEE振蕩線圈上的物理量：振蕩電流i、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁場(chǎng)能EB也是同步變化的，即：iBEB或iBEB2同步異變關(guān)系在LC振蕩過程中，電容器上的三個(gè)物理量q、E、EE與線圈中

8、的三個(gè)物理量i、B、EB是同步異向變化的，即q、E、EE同時(shí)減小時(shí)，i、B、EB同時(shí)增大，且它們的變化是同步的，也即：q、E、EEi、B、EB.注意：自感電動(dòng)勢(shì)E的變化規(guī)律與q-t圖象相對(duì)應(yīng)二、關(guān)于電磁振蕩的周期和頻率1LC振蕩電路的周期T和頻率f只與自感系數(shù)L和電容C有關(guān)，與其他因素?zé)o關(guān)T2，f.2C與正對(duì)面積S，板間間隔 d及介電常數(shù)r有關(guān)，即根據(jù)C判斷，L與線圈匝數(shù)、粗細(xì)、有無鐵芯、長度等因素有關(guān)3改變回路中電容器的電容和線圈的自感系數(shù)到達(dá)我們需要的振蕩頻率【特別提醒】周期T、頻率f叫做LC回路的固有周期和固有頻率；電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能的變化周期是電磁振蕩周期的一半，即T，頻率那么是電磁振蕩頻

9、率的2倍，即f.一、電磁振蕩過程分析如圖315所示，某瞬間回路中電流方向如箭頭所示，且此時(shí)電容器的極板A帶正電荷，那么該瞬間圖315A電流i正在增大，線圈L中的磁場(chǎng)也正在增大B電容器兩極板間電壓正在增大C電容器帶電荷量正在減小D線圈中電流產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度正在增強(qiáng)【導(dǎo)析】將圖中電流的方向與電容器極板上的帶電情況相結(jié)合，即可分析、判斷出該振蕩電路的振動(dòng)狀態(tài)【解析】圖中標(biāo)明電流方向?yàn)轫槙r(shí)針方向，且電容器上極板帶正電，說明電容器正處于充電狀態(tài)，電容器充電過程中，回路中電流減少，磁場(chǎng)能減少，電場(chǎng)能增多，電容器帶電荷量正在增大，電壓正在增大，線圈中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度正在減弱，故只有B正確【答案】B

10、此題易錯(cuò)選A、C、D，易把LC回路與電阻電路相混，誤認(rèn)為有電流就會(huì)做功，電場(chǎng)能減少，再由能量守恒定律可得磁場(chǎng)能增加. 1關(guān)于LC振蕩電路中的振蕩電流，以下說法中正確的選項(xiàng)是A振蕩電流最大時(shí)，電容器兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度最大B振蕩電流為零時(shí)，線圈中自感電動(dòng)勢(shì)為零C振蕩電流增大的過程中，線圈中的磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化成電場(chǎng)能D振蕩電流減小的過程中，線圈中的磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能【解析】振蕩電流最大時(shí)，處于電容器放電完畢瞬間，場(chǎng)強(qiáng)為零，A錯(cuò)；振蕩電流為零時(shí)，LC回路振蕩電流改變方向，這時(shí)的電流變化最快，電流的變化率最大，線圈中自感電動(dòng)勢(shì)最大，B錯(cuò)；振蕩電流增大時(shí)，線圈中電場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能，C錯(cuò)；振蕩電流減小時(shí)，線圈中磁

11、場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能，D對(duì)【答案】D二、電磁振蕩的圖象問題如圖316所示是一個(gè)振蕩電路中的電流的變化圖線，根據(jù)圖線可判斷圖316At1時(shí)刻電感線圈兩端電壓最大Bt2時(shí)刻電容器兩極板間電壓為零Ct1時(shí)刻電路中只有電場(chǎng)能Dt1時(shí)刻電容器帶電荷量為零【導(dǎo)析】看清縱坐標(biāo)所代表的物理量，根據(jù)電磁振蕩過程中物理量的“同步同向變化規(guī)律或“同步異向變化規(guī)律進(jìn)展分析【解析】由圖象可知，計(jì)時(shí)開場(chǎng)時(shí)，電容器兩極板帶電荷量最大，電流為零，電容器放電開場(chǎng)，根據(jù)電流隨時(shí)間變化規(guī)律，可以在圖中畫出qt圖如圖虛線表示，由圖象分析可知：t1時(shí)刻，電容器上電荷量為零，電勢(shì)差為零，電場(chǎng)能為零，故D對(duì)，A、C錯(cuò)；t2時(shí)刻電容器電荷量最大

12、，兩板間電勢(shì)差最大，B錯(cuò)應(yīng)選D.【答案】D分析it圖象時(shí)，畫出對(duì)應(yīng)的qt圖象，并注意到i與B、EB變化規(guī)律一致，q與E、EE、U變化規(guī)律一致，可起到事半功倍的效果. 2如圖317所示電路中，L是電阻不計(jì)的電感器，C是電容器，閉合開關(guān)S，待電路到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)后，再翻開開關(guān)S，LC電路中將產(chǎn)生電磁振蕩假如規(guī)定電感L中的電流方向從a到b為正，翻開開關(guān)的時(shí)刻為t0時(shí)刻，那么圖317中能正確表示電感中的電流i隨時(shí)間t變化規(guī)律的是圖317【解析】此題應(yīng)從下面幾個(gè)方面考慮：1S斷開前，ab段短路，電容器不帶電2S斷開時(shí)，ab中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙電流減小，同時(shí)，電容器C充電，此時(shí)電流正向最大3給電容器C充電的

13、過程中，電容器的電荷量最大時(shí)，ab中電流減為零，此后LC發(fā)生電磁振蕩，形成交變電流【答案】C三、電磁振蕩的周期，頻率公式的應(yīng)用在LC回路中，電容器充電后向線圈放電發(fā)生電磁振蕩時(shí)，假設(shè)將電容器兩板間間隔 增大，那么振蕩過程中A電容器兩板間最大電壓變大B振蕩電流的最大值變大C振蕩電流的頻率變大D電容器所帶電荷量最大值變大【導(dǎo)析】直接利用周期或頻率公式分析、判斷【解析】在LC回路中，電容器充電后向線圈放電發(fā)生電磁振蕩時(shí)，假設(shè)將電容器兩板間間隔 增大，那么其電容減小，由電磁振蕩周期公式T2 得頻率為f，振蕩電流的頻率變大，電容器極板上所帶的最大電荷量總是等于充電時(shí)的電荷量，保持不變，根據(jù)U知，電容減小

14、時(shí)，兩極板上的最大電壓Um變大因?yàn)長C回路的振蕩頻率增大，振蕩周期變小，而極板上所帶最大電荷量不變，所以在T內(nèi)振蕩電流的平均值增大，因?yàn)檎沂浇蛔冸娏髯畲箅娏骱推骄娏饔写_定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，所以振蕩電流的最大值也變大，故A、B、C選項(xiàng)正確、D錯(cuò)誤應(yīng)選ABC.【答案】ABC熟記電磁振蕩的周期或頻率公式，知道影響電感L和電容C的諸多因素. 1LC振蕩電路中，某時(shí)刻磁場(chǎng)方向如圖318所示，那么以下說法正確的選項(xiàng)是圖318A假設(shè)磁場(chǎng)正在減弱，那么電容器上極板帶正電B假設(shè)電容器正在充電，那么電容器下極板帶正電C假設(shè)電容器上極板帶正電，那么線圈中電流正在增大D假設(shè)電容器正在放電，那么自感電動(dòng)勢(shì)正在阻礙電流增大

15、【解析】該題考察各物理量發(fā)生變化的判斷方法由電流的磁場(chǎng)方向和安培定那么可判斷振蕩電流方向，由于題目中未標(biāo)明電容器兩極板帶電情況，可分兩種情況討論：1假設(shè)該時(shí)刻電容器上極板帶正電，那么可知電容器處于放電階段，電流增大，那么C對(duì)A錯(cuò)；2假設(shè)該時(shí)刻電容器下極板帶正電，可知電容器處于充電狀態(tài)，電流在減小，那么B對(duì)，由愣次定律可斷定D對(duì)【答案】BCD2如圖319所示，L是電阻不計(jì)的電感線圈，開關(guān)S閉合后電路中有穩(wěn)定的電流，假設(shè)t0時(shí)刻翻開S切斷電源，那么電容器A板所帶電荷Q隨時(shí)間變化的圖線應(yīng)是圖中的哪一個(gè)圖319【解析】該題考察對(duì)LC振蕩電路中電量隨時(shí)間變化規(guī)律的理解開關(guān)S閉合時(shí)線圈L中有電源提供的向下

16、的電流，其電阻為零，故兩端無電壓，與其并接的電容器未被充電，斷開開關(guān)S，線圈與電源及電阻器斷開而與電容器C構(gòu)成LC回路，線圈上原來的電源電流被切斷，但由于自感，線圈上的電流不會(huì)立即減弱為零，而要保持原來方向繼續(xù)流動(dòng)，并對(duì)電容器充電，這就使電容器A板帶上負(fù)電荷并逐漸增多，當(dāng)充電電流減為零時(shí)，電容器A板上的負(fù)電荷到達(dá)最大值此后電容器放電，B板上正電荷通過線圈移至A板，放電完畢后，電荷減為零，接著又開場(chǎng)反方向的充電過程，A板上正電荷逐漸增多直至達(dá)最大，再放電電路中形成電磁振蕩因此，電容器A板上電荷量隨時(shí)間變化的圖線是C.【答案】C3要想增大LC振蕩電路中產(chǎn)生的振蕩電流的頻率，可采用的方法是A增大電容器兩極板的間距B升高電容器的充電電壓C增加線圈的匝數(shù)D在線圈中插入鐵芯【解析】該題考察決定振蕩頻率的因素振蕩電流的頻率由LC回路本身的特性決定，f.增大電容器兩板間距，電容減小