摘要:本文把電磁振蕩(LC回路)的整個復(fù)雜的變化過程簡單、系統(tǒng)的歸納為:兩類物理量、兩類過程、兩類初始條件(簡稱“三個兩”)。這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)本節(jié)知識的就能抓住事物的實質(zhì),避免走彎路從而達到事半功倍的效果。
關(guān)鍵詞:電磁振蕩;振蕩電流;磁感應(yīng)強度;磁通量;磁場能……
中圖分類號:G633.7 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1003-6148(2011)2(S)-0026-2
電磁振蕩學(xué)習(xí)中若能抓住兩類物理量、兩類過程、兩類初始條件,這里稱為“三個兩”,就可把握好知識要點,從而使知識系統(tǒng)化。
1 兩類物理量
考題大部分是圍繞某些物理量在電磁振蕩中的變化規(guī)律而設(shè)計的,因此,分析各物理量的變化規(guī)律就顯得尤為重要,這些物理量可分為兩類:一類是電流(i)。振蕩電流i在電感線圈中形成磁場,因此,線圈中的磁感應(yīng)強度B、磁通量Φ 和磁場能E磁具有與之相同的變化規(guī)律。另一類是電壓(u)。電容器極板之間的電壓在電容器內(nèi)部形成電場,因此,電容器極板上所帶的電荷量q、兩極板間的電場強度E、電場能E電具有線圈的自感電動勢E的變化規(guī)律與u的相同。
電流i和電壓u的變化不同步,規(guī)律如圖1所示。
例1 已知LC振蕩電路中的電容兩端電壓u隨時間t的變化如圖2所示,則從t1到t2的過程中,下列判斷正確的是( )
A.電容器上的電量從零增至最大
B.振蕩電流從零增至最大
C.電場能從零增至最大
D.磁場能從零增至最大
解析 在t1~t2時間內(nèi),電容器兩板間的電壓逐漸增加,電容器處于充電狀態(tài).由Q=CU知,電容器每一極板上的電量將從零增至最大。A正確。由于充電過程中,電容器極板上電量增加的快慢是不均勻的。隨著電壓的增加,板上電量積累得越多,電量增加得越慢,即電量的變化率越小。因為電流的大小由電量的變化率決定,并不決定于板上電量的多少當(dāng)兩板間電壓達到最大,板上電量最多時,電量的變化率最?。ǖ扔诹悖?,所以電流也最?。ǖ扔诹悖?。
B錯。振蕩電路中的電場能由板上電量的多少決定,磁場能由電流的大小決定。板上電量最多時,電場能達最大值,磁場能為零。C正確,D錯。答案 A、C。
2 兩類過程
電磁振蕩過程按電容器的電荷量變化可分充電與放電兩類過程。當(dāng)電容器的電荷量增加時為充電過程,這個過程中電路的電流減?。浑姾闪繙p小時為放電過程,這個過程中電路的電流增加,在任意的兩類過程的分界點對應(yīng)的時刻,各物理量取特殊值(零或最大)。
例2 如圖3中LC振蕩電路中電容器極板上的電量q隨時間t變化的圖線,由圖可知( )
A.在t1時刻,電路中的磁場能最小
B.從t1到t2,電路中的電流值不斷變小
C.從t2到t3,電容器不斷充電
D.在t4時刻,電容器的電場能最小
解析 電流i=Δ