電磁振蕩中的“三個兩”

　　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(dá)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(xiàn)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(dá)到最大，板上電量最多時，電量的變化率最小（等于零），所以電流也最小（等于零）。
　　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(dá)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小；電荷量減小時為放電過程，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