20192020学年高中物理第十四章2电磁振荡练习(含解析)新人教选修34

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电磁振荡

基础牢固

1如图表示LC振荡电路某时辰的情况,以下说法正确的选项是( )

分析：由题图中磁感觉强度的方向和安培定则可知,此时电流向着电容器带负电的极板流动,也就

是电容器处于放电过程中,这时两极板电荷量和电压、电场能处于减少过程中,而电流和线圈中磁

场能处于增加过程中,由楞次定律可知,线圈中感觉电动势正阻拦电流的增大。

答案：BCD

2关于LC振荡电路中电容器两极板上的电荷量,以下说法正确的选项是( )

A.电荷量最大时,线圈中振荡电流也最大

B.电荷量为零时,线圈中振荡电流最大

,电路中的磁场能转变为电场能

,电路中的磁场能转变为电场能

分析：电容器电荷量最大时,振荡电流为零,A错;电荷量为零时,放电结束,振荡电流最大,B对;电荷量增大时,磁场能转变为电场能,C对;同理可判断D错。

答案：BC

1

3以下列图为LC振荡电路中电流随时间变化的图象,则( )

~t1时间内,磁场能在增加

B.t1~t2时间内,电容器处于放电状态

C.t2~t3时间内,电容器两板间电压在减小

D.t3~t4时间内,线圈中电流变化率在增大

答案：B

4关于LC振荡电路中的振荡电流,以下说法正确的选项是( )

A.振荡电流最大的刹时,自感电动势为零

B.振荡电流为零时,自感电动势最大

C.振荡电流减小的过程中,自感电动势方向与电流同方向

D.振荡电流增大的过程中,磁场能转变为电场能

分析：振荡电流最大的刹时,电流的变化率为零,因此自感电动势为零,A项正确;振荡电流为零时,

电流的变化率最大,线圈对电流变化的阻拦作用最大,因此电动势最大,B项正确;振荡电流减小的过

程中,自感电动势的作用就是阻拦电流的减小,应与其同向,C项正确;振荡电流增大的过程是磁场能

增加的过程,电场能转变为磁场能,D项错误。

答案：ABC

5有一LC振荡电路,能产生必然波长的电磁波,若要产生波长比原来短些的电磁波,可采用的措

施有( )

A.增加线圈的匝数

B.在线圈中插入铁芯

2

C.减小电容器极板间的距离

D.减小电容器极板正对面积

1分析：LC振荡电路产生的电磁波的频率为f=2π√????,再由v=λf,解得λ=2π??√????,

因此减小波长的方法是减小自感系数L或电容。选项A、B都是增大L的措施。关于电容C有=CC??r??4π????,可知选项D正确。答案：D

6在LC振荡电路中,以下说法正确的选项是( )

A.电容器充放电一次,所用的时间是一个周期

B.自感线圈的自感系数L增大时(电容C不变),电容器的充放电过程变慢

C.电场能与磁场能的转变周期为T=2π√????

D.从电容器放电开始计时,当t=kπ√????(??=1,2,3,)时电流为零

分析：一个振荡周期有两个充放电过程,A选项错;由周期公式T=2π√????知,L大则T长,B选项对;

电场能和磁场能只有大小,没有方向,因此在电磁振荡的一个周期内各出现两次最大值,即电场能和

磁场能的转变周期为振荡周期的一半,C选项错;放电开始至充电结束为半个周期的整数倍,故D选

项对。故正确选项为B、D。

答案：BD

7以下列图的LC振荡电路中,振荡电流的周期为-22×10s,自振荡电流沿逆时针方向达到最大值时开始计时,当t=3.4×10-2s时,电容器正处于(选填“充电”“放电”或“充电完毕”)状态,这时电容器的上极板(选填“带正电”“带负电”或“不带电”)。

3

分析：依照题意可画出LC电路振荡电流的变化图象(如图),t=3.4×10-2s时辰即为图象中的P点,

正处于顺时针电流减小的过程中,因此,电容器正处于充电状态,上极板带正电。

答案：充电带正电

8LC振荡电路中可变电容器的电容为C1时,产生的电磁波的波长为λ1,当可变电容器的电容变为

221时,产生的电磁波的波长为λ2。已知该振荡电路中的电感器固定不变,求λ1和λ2之比。C=C??分析：由公式λ=??和T=2π√????得λ=c·2π√????

因L固定不变,因此????=√2。??1=√12??22

答案：√2∶2

能力提升

1图中画出一个LC振荡电路中的电流变化图线,依照图线可判断( )

A.t1时辰电感线圈两端电压最大

B.t2时辰电容器两极间电压为零

C.t1时辰电路中只有电场能

D.t1时辰电容器上电荷量为零

分析：本题观察认识i-t图象和利用图线分析问题的能力。由图象知,计时开始时,电容器两极板

所带电荷最大,电流为零,电容器放电开始,依照电流随时间的变化规律,可以画出q-t图象(在图中

4

用虚线表示)。由图象分析可知:t1时辰,电容器上电荷量为零,电势差为零,电势能为零,故D项正确,A、C两项错误;t2时辰电容器电荷量q最大,两板间电势差最大,B项错误。

答案：D

2以下列图,LC振荡电路中电容器的电容为C,线圈的自感系数为L,电容器在图示时辰的电荷量

1为q,若图示时辰电容器正在放电,至放电达成所需时间为3π√????;若图示时辰电容器正在充电,

则充电至最大电荷量时间为( )

1A.π√????2

1π√????3

1C.π√????6

2π√????3

分析：LC振荡电路在一个周期内电容器有两次充电、两次放电1,每次充电或放电时间均为??=41π√????,依照题意可知,电容器电荷量由q减少到零,需时间1π√????=1??,236说明电容器由最大电荷量放电到q需时间1??-1??=1??=1π√????,则由电荷量q充电至最大电461261荷量所需时间同样为π√????。6

5

答案：C

3一个LC振荡电路中,线圈的自感系数为L,电容器电容为C,从电容器上电压达到最大值U开始

计时,则有( )

A.最少经过π√????,磁场能达到最大

1B.最少经过2π√????,磁场能达到最大

1π√????时间内,电路中的平均电流是2????C.在2π√??

1D.在2π√????时间内,电容器放电量为????

分析：LC振荡电路周期T=2π√????,电容器电压最大时开始放电1,经π√????时间,放电结束,此时2电容器电荷量为零,电路中电流最大,磁场最强,磁场能最大。由于,由=??????q=CUi??,因此i=1π√????,2得i=2????π√。??

答案：BCD

4以下列图的电路中,L是直流电阻不计的电感线圈,C是电容器,开关S接1,待电路牢固后,将

开关S改接2,则( )

A.电容器开始放电,放电过程中电感线圈磁场能减小

B.电容器开始放电,放电过程中电感线圈阻拦电流增大

C.若增大电容器极板间距,电容器充放电时间增大

D.若去掉线圈中的铁芯,电容器充放电频率会减小

6

分析：开关S接1时,电容器充电,牢固后,则充电达成,因此当开关改接2时,电容器开始放电,电场能转变为磁场能,A错误;电感线圈由于自感作用,要阻拦电流的增大,B正确;增大电容器极板间

距,则电容减小,由T=2π√????可知周期变小,C错误;去掉铁芯,线圈自感系数减小,周期变小,频率增大,D错误。

答案：B

5在LC振荡电路中,已知电容器的电容为C,振荡电流i=Imsinωt,则此电路中线圈的自感系数

为。

分析：由角频率ω=2π1得L=1。??=√??????2??

1答案：??2??

★6如图甲、乙中电容器的电容都是C=4×10-6F,自感系数都是L=9×10-4H,图甲中开关S先接a,充电结束后将S扳到b;图乙中开关S先闭合,牢固后断开。两图中LC电路开始电磁振荡-41(选填“充电”或“放电”),带(选后,t=3.14×10s时辰,C的上极板正在填“正电”或“负电”);L2中的电流方向向(选填“左”或“右”),磁场能正在(选填“增加”或“减少”)。

分析：先由周期公式求出T=1.2π×10-4s,t=3.14×10-4s时辰是开始振荡后的

5。再看与题图甲对应的-图象(以上极板带正电为正)和与题图乙对应的i-t图象(以LC电路6??qt中有逆时针方向电流为正),图象都为余弦函数图象,两图象重合,以下列图。在5时辰,从与题图6??甲对应的q-t图象看出,上极板正在充正电;从与题图乙对应的i-t图象看出,L中的电流向左,正在2增大,因此磁场能正在增加。

7

答案：充电正电左增加

★7回旋加速器的高频电源是一个LC振荡器,加速器的磁感觉强度为B,被加速的粒子电荷量为

q,质量为m,那么LC振荡电路中自感系数