高中物理人教大纲版第二册：18.2 电磁振荡的周期和频率1.docVIP

第二节 电磁振荡的周期和频率 ●本节教材分析 本节主要介绍LC回路的周期和频率公式，这两个公式是研究开发电路发射高频电磁波的理论基础之一，因此，研究自感系数、电容跟振荡周期和振荡频率的关系对电磁波的学习是非常重要的.其中，两个公式在中学不宜推导，只能通过实验去定性认识. 教材在解释什么叫振荡电路的固有周期和固有频率后，通过演示实验改变LC回路中的电感L或电容C，使同学看到电路的振荡周期、频率随之变化，由实验中得出电感L大（小）、电容C大（小）周期长（短）的结论.要启发学生体会到：LC回路的周期、频率由电路本身的特性（L、C值）决定，所以把电路的周期、频率叫做固有周期、固有频率.教材没有做进一步的分析和证明，直接给出了周期公式和频率公式，这两个公式的证明在中学不易讲清楚.我们的目的是让学生通过实验现象的观察了解公式内容，能应用公式对有关问题进行简单的分析、计算.教材强调了公式中各个物理量的单位，这是有的学生容易出错的地方，课堂上可让学生做一些简单的基本练习. ●教学目标 一、知识目标 1.知道电磁振荡的周期和频率. 2.知道振荡电路的固有周期和固有频率. 3.知道LC回路的周期和频率公式. 二、能力目标 培养学生应用公式解决实际问题的能力. 三、德育目标 培养学生的类比归纳能力. ●教学重点 LC回路周期公式和频率公式的理解和应用. ●教学难点 LC回路周期公式的理解. ●教学方法 演示分析法、类比推理法. ●教学用具 多抽头电感线圈一个（L＞500 H，R＜500 Ω），可变电容器、单刀双掷开关各一个，学生电源、示波器各一台，导线若干. ●课时安排 1课时 ●教学过程 一、引入新课 ［师］LC回路的电磁振荡有什么特点？ ［生］电路中的电量、电流、电场强度、磁感应强度以及电场能和磁场能都发生周期性变化. ［师］通过上节课的学习，知道电磁振荡具有周期性.这节课我们一起学习电磁振荡的周期和频率. 二、新课教学 1.电磁振荡的周期和频率 ［师］请同学们回忆机械振动的周期和频率. ［生］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.1秒钟内完成全振动的次数叫做频率. ［师］类似地，电磁振荡完成一次周期性变化所需的时间叫周期，用T表示.一秒钟完成周期性变化的次数叫频率，用f表示. ［生］电磁振荡的周期和频率跟哪些因素有关呢？ ［师］下面通过实验来研究这个问题.出示电路图投影片如右图所示.根据电路图连接电路，将L、C调到某一值，然后通过开关S先给电容器充电，再观察振荡周期；分别改变L、C的值，先后重复上面操作，观察振荡周期是否变化？说明了什么道理？ ［生］改变L、C的值，电磁振荡的周期发生变化.说明电磁振荡的周期跟电路中的工作元件有关. ［师］振荡电路的振荡周期由振荡电路本身的特点决定，因此也叫固有周期和固有频率.振荡周期究竟跟电路有什么关系？下面让我们通过实验来研究. ［演示］电磁振荡的周期T与L、C的关系. （1）将自感系数固定在某一值，然后逐渐增大电容，发现电容越大，振荡周期越大. （2）将电容固定在某一值，逐步增大自感系数，发现自感系数越大，振荡周期越大. 2.LC回路的周期和频率公式 ［师］严格的理论推导得出LC回路的周期公式和频率公式为 T=2π f= 请同学们说出公式中各物理量的单位. ［生］T（s)、L(H)、C(F)、f(Hz) ［师］根据上面的公式可知，适当地选择电容器和线圈，就可以使振荡电路的周期和频率符合我们的需要.在需要改变振荡电路的周期和频率的时候，可以用可变电容器和线圈组成电路，改变电容器的电容，振荡电路的周期和频率就随着改变. 三、小结 本节主要学习了以下内容： 1.电磁振荡的周期和频率及其特点. 2.LC回路的振荡周期和频率的公式和特点. 至此，我们初步知道了电磁振荡的一般概念，如果把电磁振荡中电容器的电荷量q与做机械振动的弹簧振子离开平衡位置的位移x相对应，振荡电流i与振子的运动速度相对应，则我们可以找到其他相对应的量的变化. 3.电磁振荡与机械振动的异同. （1）两种运动本质不同，前者是电磁运动，后者是机械运动. （2）周期性变化的物理量不同，但两种运动相对应. ①对机械振动,位移、速度、势能、动能都发生周期性变化. ②对电磁振荡，电荷、电流、电场能、磁场能也都发生周期性变化. ③它们的周期和频率都由振动或振荡系统本身来决定. 四、作业 练习一、（2）（3）（4）写在作业本上. 五、板书设计 六、本节优化训练设计 1.下图电路中，可变电容的最大值是300 pF,要获得最低频率是550 kHz的振荡电流，线圈的自感系数应当是多大？如果可变电容器动片完全旋出时电容变为30 pF，这时可产生多大频率的振荡电流？ 2.要使LC回路的频率增大，可采用的方法是 A.增大电容器两极板间距