第十九章 电磁场和电磁波
一、电磁振荡
教学目标:
一、知识目标
1、理解lc回路中产生振荡电流的过程.
2、会分析电磁振荡过程中,电容器上对应的电荷,线圈中对应的电流,以及与之联系的电场,磁场和能量变化的规律.
3、知道阻尼振荡和无阻尼振荡的区别.
二、能力目标
通过观察演示实验,概括出电磁振荡等概念,培养学生观察能力,类比推理能力,以及理解和概括能力.
三、情感目标
通过对振荡电流波形观察,发现图像的对称、曲线美,并让学生领会物理规律的美.
课时安排:1课时
教学用具:lc振荡电路演示仪,大屏幕示波器,自制模拟振荡过程动画软件.
师生互动活动设计:教师先演示给学生观察并讲解电磁振荡的基本概念.再利用投影幻灯片并类比单摆振动、讲解电磁振荡前半周期经历的过程,然后启发指导学生自己分析后半周期的振荡过程.
教学过程
1、演示电磁振荡的实验,学习有关概念.
以图示连接电路.
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.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.
2、电磁振荡的产生过程,(可结合投影幻灯法,启发思考进行分析讲解).
(1)、图(1)→图(2)过程的分析讲解:
由于c上带电量最多,两极间电压也应为最大,对应的电场能最大,当c上带电量减少时,即电容器放电时,两极间电压也应减小,同时电场能减少,因为电感线图l对电流的变化有“阻碍”作用,即对放电过程有“阻碍”作用,所以放电过程不是“瞬间”完成,而是“逐渐”完成的,也就是振荡电流是“逐渐”增大的,当c上带电量为零时,放电完毕,此时,电流达到最大值,同时磁场能达到最大值,要注意的是,电流取得最大值时,电压为零.
(2)、图(2)→图(3)过程的分析讲解:
图(2)是放电完毕的时刻,也是反向充电的开始的时刻,当电流达最大后要减小,同样因为线圈l产生自感电动势,将“阻碍”电流减小,所以电流“逐渐”减小,电容器两极带电量“逐渐”增加,磁场能“逐渐”转化为电场能,到图(3)状态时,电流为零,磁场能为零,带电量、自感电动势、电场能达到最大值,应注意,自感电动势跟电容器两极电压是相等的.
小结:
放电过程:
充电过程:
关于图(3)→图(4)和图(4)→图(5)的分析,可以让学
生自己结会阅读课本完成,并让学生明确电流的方向和哪一极带正电.【例】如图(甲)、(乙)所示
(1)(甲)图正处充电过程还是放电过程?自感电动势如何变化?
(2)(乙)图是处充电过程,则电容器上极带正电还是负电?
分析:从电路角度来认识:当电容器为电源时,就是放电过程,当电感线圈为电源时,就为充电过程,再根据电流应从电源正极流出、负极流进的特征,较容易判定.
(1)假设(甲)图中l为电源,应有以下等效电路(图甲)电容器上极应带正电,但注意到电容器上极带负电.
不符题设,则应是电容器为电源,所以(甲)图应是放电过程.共2页,当前第1页12