1、新课引入新知初感悟第四章 电磁振荡与电磁波第一节第一节 电磁振荡电磁振荡第一节|电磁振荡核心素养点击物理观念通过类比推理，了解振荡电路中能量转换的情况，知道能量损失的途径和形成等幅振荡的方法；知道振荡电路的周期、频率和振荡电路的周期、频率公式，认识科学的本质科学思维通过过程模拟，使学生体会振荡电路中产生振荡电流的过程科学探究探究振荡电流、振荡电路及振荡电路的概念，了解振荡电路中振荡电流的产生过程科学态度与责任体会科学研究方法，增强科学思维能力，明确物理学科的本质，提高科学思维、实验探究、科学态度与责任的物理学科核心素养思维导图电磁波到底是什么？为什么它就有那么大的威力？它又是怎么产生的呢？它有
2、哪些性质？是否具有波的共同特性？怎样利用它来传递各种信号？这节课我们就来学习电磁波是如何产生的。引入新课电磁波一、振荡电路 我们已经学习了机械波，例如水波、声波等。那么，机械波的产生需要什么条件呢？形成机械波要有机械振动作为波源，并且在传播的过程中还要有介质的作用。水波就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。机械振动形成了机械波，而电视、广播等通信技术中所用的电磁波是由电磁振荡产生的。学习电磁波先要从学习电磁振荡开始。【演示】 介绍电磁振荡示教板：把线圈、灵敏电流表、电容器、电源和单刀双掷开关按照下图连成电路。 实验一：先把开关置于电源
3、一侧，为电容器充电；稍后再把开关置于线圈了侧，使电容器通过线圈放电。观察实验。现象：灵敏电流表的指针左右摆动，且摆动的角度越来越小。 灵敏电流表的指针为什么会摆动？这样的变化说明电流有什么样的特点？电流的方向交替变化。由于存在能量损失，电路中的电流逐渐减小，所以灵敏电流表指针的摆角越来越小。 实验二：把电压传感器（或示波器）的两端连在电容器的两个极板上，重复上面的实验，观察计算机显示器。 观察到的电压的波形如图所示： 说明电容器两端的电压也在减小，但是电压的变化具有周期性。二、电磁振荡的产生 从演示实验中我们可以看出，振荡电流的变化经过几个过程后就开始重复。从电容器刚开始放电说起，电流的大小和
4、方向经历了几个过程后就完成一个周期呢？可以把演示实验中看到的现象与黑板上的电路图结合起来考虑。 电容器充电后，两极板上的电荷最多，电压最大，储存的电场能最大。电容器和电感线圈组成闭合电路，请同学们讨论、分析电荷在电容器和电感线圈之间的运动及其他物理量的变化。小组讨论【总结】 1、两个特殊的过程：（1）放电过程中，电容器极板上的电荷量q逐渐减小到0，线圈中的磁感应强度B由0逐渐增大到最大值。此过程中是电容器中的电场能转化为线圈中的磁场能。（2）充电过程中，线圈中的磁感应强度B逐渐减小到0，电容器极板上的电荷量q由0逐渐增大到最大值。此过程中是线圈中的磁场能转化为电容器中的电场能。【典例一】三、电
5、磁振荡中的能量变化 在电磁振荡的过程中，电场能和磁场能会发生周期性的转化。电场能和磁场能的总和保持不变。 电磁振荡与简谐运动的比较： 电磁振荡简谐运动模型LC振荡电路 弹簧振子 对应的物理量电容C、电感L、电荷量q、电流i、电场能、磁场能弹簧劲度系数k、振子质量m、位移x、振子速度v、势能、动能规律两极板间电势差随时间按正弦规律变化振子的位移随时间按正弦规律变化能量转化电场能与磁场能相互转化，总能量守恒动能与势能相互转化，总能量守恒本质区别振荡电路中自由电子的电磁运动振子的机械运动四、电磁振荡的周期和频率 电磁振荡和简谐运动一样都具有周期性，电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间叫作周期，电磁振
6、荡完成周期性变化的次数与所用时间之比叫作它的频率，数值等于单位时间内完成的周期性变化的次数。那发生电磁振荡的电路的周期和频率会与哪些物理量有关呢？ 振荡电路的周期和频率：由电路本身的特性决定。这种由振荡电路本身特性所决定的振荡周期(或频率)叫作振荡电路的固有周期(或固有频率)，简称振荡电路的周期(或频率)。【思考与讨论】电容较大时，电容器充、放电的时间会长些还是短些？线圈的自感系数较大时，电容器充、放电的时间会长些还是短些？根据讨论结果，定性分析LC振荡电路的周期（频率）与电容C、电感L的关系。【总结】【典例二】解题思路：由安培定则可知，电流方向由b到a；若磁场正在减弱，可知电容器处于充电状态
7、，电场能正在增大，电流方向由b到a，所以电容器下极板带正电，上极板带负电，故A错误，B正确；若磁场正在增强，可知电容器处于放电状态，电场能正在减小，电流方向由b到a，所以电容器上极板带正电，故C、D错误.答案：B【基础练习】 1、在LC回路产生电磁振荡的过程中，下列说法中错误的是( )A.电容器放电完毕时刻，回路中电流最小B.回路中电流值最大时刻，回路中磁场能最大C.电容器极板上所带电荷量最大时，电场能最大D.回路中电流值最小的时刻，电容器带电荷量最大 答案： A 解析：电容器放电完毕时，带电荷量为零，电场能为零，电路中的电流最大，磁场能最大，A错误，B正确；电容器充电完毕时，带电荷量最大，电场能达到最大，C正确；回路中电流值最小的时刻，磁场能最小，电场能最大，电容器带电荷量最大，D正确.A符合题意.
