《2025年金版教程高中新课程创新导学案高中物理选择性必修第二册人教版》

1. 判一判
（1）LC振荡电路中电流增大时，电容器极板上的电荷一定减少。（ ）
（2）LC振荡电路的电容器极板上电荷量最多时，电场能最大。（ ）
（3）LC振荡电路的电容器放电完毕时，回路中磁场能最小，电场能最大。（ ）
（4）LC振荡电路中，电容器的某一极板，从带最多的正电荷放电到这一极板带最多的负电荷为止，这一段时间为一个周期。（ ）
（5）电磁振荡的周期和频率是由电容器和电感线圈共同决定的。（ ）
（6）通过减小电容器的电容可以使电磁振荡的频率减小。（ ）

答案： 提示：
(1)√
(2)√
(3)×
(4)×
(5)√
(6)×

2. 想一想
（1）振荡电流实际上就是交变电流吗？
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（2）如何理解电磁振荡中的“电”和“磁”？
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答案：
(1)提示：是的。振荡电流实际上就是交变电流，不过习惯上指频率很高的交变电流。
(2)提示：电磁振荡中的“电”不仅指电容器两极板上的电荷，也指该电荷产生的电场(电场强度、电势差、电场能)、电路中的电流；“磁”不仅指线圈中的电流产生的磁场，也指线圈中的磁场能、磁感应强度。电磁振荡是指这些电荷、电场、电流、磁场都随时间做周期性变化的现象。

探究1 电磁振荡的产生及能量变化
仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。



师生互动
活动1：如图甲，水波是由机械振动形成的，要形成持续的水波，则需要不断击打水面。电视、广播接收的是电磁波，要产生持续的电磁波，需要什么样的电流？
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活动2：如图乙所示的电路可产生上述电流。先把开关置于电源一侧，为电容器充电；稍后再把开关置于线圈一侧，使电容器通过线圈放电。试用电磁感应的知识分析：开关掷向线圈一侧瞬间，电流是否立即达到最大？
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活动3：电流达到最大值之后如何变化？电容器极板上的电荷如何变化？
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活动4：根据以上活动总结，电路中的电流如何变化？
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活动5：电容器里的电场强度E、线圈里的磁感应强度B的变化有什么特点？
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活动6：上述物理量发生周期性变化的现象就是电磁振荡。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？
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活动7：从能量的角度分析，为什么图丙振荡电路的电压的振幅会逐渐减小到0？类比机械振动中的阻尼振动与受迫振动，怎样才能使电路中形成振幅不变的等幅振荡(图丁)？
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答案： 活动1:提示:需要持续变化的电流。活动2:提示:在开关掷向线圈一侧的瞬间，也就是电容器刚要放电的瞬间，电路里没有电流，电容器两极板上的电荷最多。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0逐渐增大，同时电容器极板上的电荷逐渐减少。放电完毕时，放电电流达到最大值，电容器极板上没有电荷。活动3:提示:当电流达到最大值时，电容器放电完毕，由于线圈的自感作用，电流并不会立即减小为0，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，并且电荷逐渐增多。充电完毕的瞬间，电流减小为0，电容器极板上的电荷最多。活动4:提示:当电容器反向充电完毕后，接着电容器再放电、再充电。这样不断地充电和放电，电路中就出现了大小、方向都在变化的电流。活动5:提示:在整个过程中，电路中的电流i、电容器极板上的电荷量q都在周期性变化，所以电容器里的电场强度E、线圈里的磁感应强度B，也都在周期性地变化着。活动6:提示:由前面课程的学习我们知道，电容器可以将能量储存在电场中，电感线圈可以将能量储存在磁场中。当电容器里的电场强度E、线圈里的磁感应强度B做周期性变化时，相应地，电场能和磁场能也会发生周期性的转化。活动7:提示:如果没有能量损失，振荡可以永远持续下去，振荡电流的振幅保持不变。但是，任何电路都有电阻，电路中总会有一部分能量会转化为内能。另外，还会有一部分能量以电磁波的形式辐射出去。这样，振荡电路中的能量就会逐渐减少，振荡电流的振幅也就逐渐减小，直到最后停止振荡。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。