(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。
[总结扩展]
1.电磁振荡抽象,过程复杂,难以理解,要抓住问题的本质、关键,即电场能和磁场能交替转化,为便于接受,可借助于以前学过的简谐振动和电磁感应的相关知识,类比分析加深对新知识的准确理论。它们的对应关系见下面表格
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
C上带电量,电场能(电压)逐渐减小(降低),电路中的电流、磁场能则逐渐增大,请同学们想一下这样转化的条件是什么?为什么是“逐渐”的?随后指出这是由于电容器的放电作用(两极板上正、负电荷的吸引作用)和电感L中电流变化时产生的自感电动势的“阻碍”作用所至,当C放电完了时,如图所示(电场能为0,0=0,U=0),磁场能达到最大(与之对应的振荡电流也达到最大Im).
③反向充电过程,如图所示,是磁场能转化为电场能的过程,C放电完了时,由于L的自感作用,电路中移动的电荷不能立即停止运动,仍保持原方向流动,C反向充电,同理则有i减小,ε磁减小,而ε电增大(Qc,Uc也随之增大),直到ε磁(i)减为零,ε电(Qc,Uc)增为最大,如图5所示。
④电容C再次反向放电过程--如图7所示,同理可知ε电(Qc,Uc)减小,直到为零,ε磁(i)增大,直到最大(Im)如图8所示,如此下去,回路中就产生了振荡电流。
[归纳总结]
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。
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,它也是按正弦规律变化的。
1、像这样产生的大小和方向交替变化的电流,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LC振荡电路。
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
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]
2、过程与方法:了解物理过程的一般推理方法
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
4、右图中,内壁光滑、水平放置的玻璃圆环内,有一直径略小于环口径的带正电的小球,正以速率v0沿逆时针方向匀速转动。若在此空间突然加上竖直向上、磁感应强度B随时间成正比例增加的变化磁场,设小球运动过程中的电量不变,那么
A.小球对玻璃环的压力不断增大 B.小球受到的磁场力不断增大
C.小球先沿逆时针方向做减速运动,过一段时间后,沿顺时针方向做加速运动
D.磁场力一直对小球不做功
[教后反思]
§14.2 电磁振荡
[教学目标]
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