电磁振荡的周期和频率.docVIP

电磁振荡的周期和频率 教材简析: 本节课在回忆机械振动的周期和频率的基础上类比定义了电磁振荡的周期和频率；然后通过猜想和实验验证的方法得出了电磁振荡的周期和频率的公式，并给出了公式中各物理量应取的单位和换算关系、提出了电磁振荡周期的固有性及频率的高值性。 教学目标: 1．知识目标： （1）知道什么叫电磁振荡的周期和频率？ （2）明确电磁振荡的周期和频率与哪些因素有关及周期和频率公式。 （3）了解式中各物理量的单位，理解电磁振荡的周期和频率的固有性、知道电磁振荡的频率一般在多少赫兹。 2．能力目标： 培养学生应用公式解决实际问题的能力。 3．情感目标： 培养学生类比归纳能力和控制变量研究问题的方法。 教学重点: LC振荡电路的周期和频率公式的理解和应用 教学难点: LC振荡电路的周期和频率公式的应用 教学方法: 类比归纳法、实验验证法 教 具: 教学课时: 教学过程: [导入新课] [导] 上一节课我们学习了电磁振荡，同学们回忆一下什么叫电磁振荡？电磁振荡是怎样产生的？ 在LC回路中，电容器极板上的电荷q，以及跟电荷q相联系的电场，通过线圈的电流i，以及跟电流i相联系的磁场都发生周期性变化的现象叫电磁振荡。电磁振荡利用振荡电路产生，最简单、最基础的振荡电路就是由自感线圈和电容器组成的LC振荡电路。要使振荡电路产生电磁振荡，必须给电路提供能量。可以先给电容器充电，充电完毕后的电容器就会放电，充电，再反向放电，充电，不断的重复这样的过程，于是在LC回路中产生了振荡电流，伴随着振荡电流的产生，电场和磁场便发生周期性的变化，这就是电磁振荡． 本节课我们来学习电磁振荡的描述——电磁振荡的周期和频率。 [新课教学] [出示学习目标] ①知道什么叫电磁振荡的周期和频率？ ②明确电磁振荡的周期和频率与哪些因素有关，周期和频率公式是什么？ ③了解式中各物理量的单位是什么？理解电磁振荡的周期和频率的固有性？知道电磁振荡的频率一般在多少赫兹？ [导] 通过上一节课的学习我们知道，电磁振荡的最大特点就是产生的振荡电流具有周期性，所以要描述电磁振荡，就需要把它的周期性反映出来，物理学中我们采用物理量描述，即用周期和频率来描述电磁振荡。 [自学指导] 请同学们阅读教材实验及相关内容，回答下列问题： ①什么是电磁振荡的周期和频率？你能猜想它与什么因素有关系吗？ ②实验中的自感线圈为什么引出好几个接头？电容器为什么选用可变电容器？电路中连接一个示波器有什么好处？ ③实验中是采用什么办法探究电磁振荡的周期与L、C的关系的？具体怎样操作？ ④电磁振荡周期和频率的公式是什么？ ⑤式中各物理量的单位是什么？怎样理解电磁振荡的周期和频率的固有性？电磁振荡的频率一般在多少赫兹？ [师生活动] 一、电磁振荡的周期和频率的定义 [导] 那么，什么叫电磁振荡的周期和频率呢？我们可以采用内比的方法来给电磁振荡的周期和频率下一个定义。在以前我们学习了机械振动的周期和频率，我们把振动质点完成一次全振动所用的时间叫做机械振动的周期；把一秒钟内完成全振动的的次数叫做机械振动频率。类似的，在电磁振荡中，我们把振荡电路完成正向放电、反向充电、再反向放电、正向充电这样一个过程所用的时间，叫做电磁振荡的周期；把单位时间内完成这样的过程的次数叫做电磁振荡的频率。即： 1、周期：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间叫做周期。单位：s 2、频率：电磁振荡一秒钟内完成周期性变化的次数叫做频率。单位：Hz [导] 了解了电磁振荡的周期和频率的定义之后，下面我们来探究LC振荡电路的周期和频率跟哪些因素有关，有什么关系？ LC振荡电路回路的周期和频率跟哪些因素有关呢？我们可以猜想：第一，如果电容器的电容C越大，所能容纳的电荷量就越多，充放电所用的时间就会越长，周期就会越大，因此电容将是周期的一个影响因素；而且我们还可以想到，如果自感线圈的自感系数越大，对电流的阻碍作用就会越大，即就是说对电流变化的延时作用就越强，周期也就会变长。所以，经猜想可以得出：LC振荡电路的周期和频率将跟电容器的电容C和线圈自感系数L的大小有关。猜想究竟是否正确呢？可以通过实验来验证。 如图示，可以通过改变线圈的连接点，来改变自感系数L；通过调节可变电容器，来改变电容C；通过示波器中显示 的波形的变化快慢来判断周期的大小。实验 中可以采用控制变量的方法进行验证。 第一步，调节电容器为某一确定值，先 后选用不同的L，观察波形的变化快慢。结果 发现，当C一定时，L越大，波形变化的越慢。说明振荡电路的周期与L有关：L越大，周期越大。 第二步，选定某一确定的L，先后选用不同的C，观察波形的变化快慢。结果发现，当L一定时，C越大，波形变化的越慢。说明振荡电路的周期与C有关：C越大，周期越大。 精确实验表明，周期T跟自感