人教版 (2019)选择性必修 第二册电磁振荡教案设计

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题课
第四章 电磁振荡与电磁波 第一节 电磁振荡
课型
新
课时
1
教
学
目
标
1.通过实验了解电磁振荡。知道LC电路中电流、电荷、电场能和磁场能等相关物理量的变化情况。知道电磁振荡的周期和频率，会用其分析、解释有关的简单问题。
2.经历从声波到电磁波的类比过程，体会类比推理的方法。
3.经历实验观察电磁振荡中各物理量的变化过程，体会实验在物理观念形成过程中作用。知
学习重点
电磁振荡的中电流、电荷等相关物理量的变化情况，电磁振荡的周期和频率
学习难点
相关物理量的变化情况规律的总结
教 学 过 程
教学环节（含备注）
教 学 内 容
引入新课
进行新课
观察与探究

练习
讲
讨论与交流
学生根据预习指引和教材，回答基础知识
练与议
课堂总结
课后作业
（一）引入新课
观看嫦娥五号新闻片段，思考信息传递的载体是什么？比较声波的传播，猜想电磁波的产生是否也有振动？
（二）进行新课
1.介绍电磁振荡LC电路，观察演示实验和动画，填表分析得出各物理量的变化，
（先研究i和q的变化，然后是磁感应强度、磁场能、电压、电场强度、电场能，最后提出问题：自感电动势随电流怎样变化？）
2.总结变化规律：
第一类：电容器的电荷q、电压u、电场E、电场能E电、线圈的自感电动势e自
第二类：线圈的电流i、磁场B、磁场能E磁
A.两类量的变化规律相反. 即第一类增大时第二类减小; 第一类达最大时第二类为零.
B.进一步研究发现：是i和q按正弦规律变化．
学生练习画i-t和q-t曲线，强化认知。
3.提炼概念：
在LC电路里，i、q、E、B，都在周期性变化的现象，叫电磁振荡。
电磁振荡的特点：
LC回路工作过程具有对称性和周期性
(1)两个物理过程
放电过程:电场能转化为磁场能，q↓→ i↑
充电过程:磁场能转化为电场能，q↑ → i↓
(2)两个特殊状态：
充电完毕状态:磁场能向电场能转化完毕,电场能最大,磁场能最小.
放电完毕状态:电场能向磁场能转化完毕,磁场能最大,电场能最小.
4.机械振动与电磁振荡的区别
共性：都有周期性变化
区别：周期性变化的物理量不同
机械振动：位移、速度、加速度
电磁振荡：电流、电荷量、电场强度，磁场强度
例题1：如图所示，L是电阻不计的电感器，C是电容器，闭合开关S，待电路达到稳定状态后，再断开开关S，LC电路中将产生电磁振荡，如果规定电感器L中的电流方向从a到b为正，断开开关的时刻为t＝0，那么下列选项能正确表示电感器中的电流i随时间t变化规律的是( )
解析 S断开前，ab段短路，电流从b→a，电容器不带电；S断开时，ab中产生自感电动势，阻碍电流减小，给电容器C充电，此时电流负向最大；给电容器充电过程，电容器充电量最大时，ab中电流减为零；此后，LC回路发生电磁振荡形成交变电流。综上所述，选项C正确。答案 C
注意：本题容易因思维定势而出错，没有审清题意，以为断开开关时，电容器放电。
完成课堂练习1、2、3(题见学案，根据课堂进展选练)
课堂练习1：
解析 开关S由1扳到2，电容器开始放电，由于线圈的自感作用，电流不能立刻达到最大值，直到放电完毕时，电流才达到最大值；随着放电的过程电容器极板上的电荷量逐渐减少，电场强度也逐渐减小，所以正确选项为B。答案 B
课堂练习2解析 当电流逐渐增大时，电容器放电，电压减小，由电流方向可知电容器中电场方向向下，A选项错误，B选项正确。当电流减小时，是充电过程，线圈周围磁场减弱，电流方向指向下极板，电容器中电场强度方向向上，C选项错误，D选项正确。答案 BD
课堂练习3解析 t1时刻电容器两端电压最高，电路中振荡电流为零，t2时刻电容器两端电压为零，电路中振荡电流最大，磁场能最多，故选项A错误，B正确。在t2至t3的过程中，由题图可知，电容器两极板间电压增大，必有电场能增加，选项C正确。而在t3至t4的过程中，电容器两极板间电压减小，电容器带的电荷量不断减少，选项D错误。答案 BC
4、电磁振荡的周期和频率
（1）明确基本概念
周期和频率：电磁振荡完成一次周期性变化所需的时间叫做周期，电磁振荡完成一次周期性变化的次数与所用时间的比值叫作它的频率，数值等于单位时间内完成周期变化的次数。．
（2）实验演示相关因素。
LC回路的周期和频率：结果表明，LC回路的周期和频率只与电容C和自感L有关，跟电容器的带电多少和回路电流大小无关．
LC回路的周期和频率公式
式中各物理量T、L、C、f的单位分别是s、H、F、Hz
例题2：完成教材本节课后练习第4题和学案中课堂练习4、5(题见学案，根据教学进展选练)
课堂练习4解析 由题意可知，振荡的频率变为原来的2倍，则周期就变为原来的eq \f(1,2)，由T＝2πeq \r(LC)知，L不变，当C＝eq \f(1,4)C0时符合要求，其中C0为原电容，故正确选项为D。答案 D
课堂练习5解析 放电过程中，两极板间电压从峰值到零，一周期充放电各两次，故最小时间t＝eq \f(T,4)＝eq \f(π,2)eq \r(LC)。答案 D
总结：（详见板书）
1.LC振荡电路中的振荡电流I、电容器的电荷量q按正弦规律变化
2.LC振荡电路中电磁振荡的周期和频率公式。
学案闯关检测部分
板书设计
电磁振荡
1.LC振荡电路
2.电磁振荡
电流、电荷量、电场强度、磁感应强度周期性地变化。
3. 周期和频率
课后反思