高中物理教科版4第三章电磁振荡电磁波 学业分层测评11第3章1电磁振荡

学业分层测评(十一)(建议用时：45分钟)[学业达标]1.如图3­1­7所示为LC振荡电路中电容器极板上的电量q随时间t变化的图像，由图可知()3­1­7A．t1时刻，电路中的磁场能最小B．从t1到t2电路中的电流值不断减小C．从t2到t3电容器不断充电D．在t4时刻，电容器的电场能最小E．从t3到t4电路中的磁场能转化为电场能【解析】由图可知，t1时刻电容器极板上的电量q最大，此时刚刚充电完毕，故电路中的磁场能最小，选项A正确；从t1到t2，电容器放电，电路中的电流从0增加到最大值，故选项B错误；从t2到t3，电容器的电荷量不断增加，故电容器在不断充电，选项C正确；t4时刻放电刚刚结束，电容器的电场能最小，故选项D正确．从t3到t4电路中电场能转化为磁场能，E错误．【答案】ACD2．在LC回路产生电磁振荡的过程中，下列说法正确的是()【导学号：18640023】A．电容器放电完毕时刻，回路中磁场能最小B．电容器充电完毕时刻，回路中磁场能最小C．回路中电流值最大时刻，回路中磁场能最大D．电容器极板上电荷量最多时，电场能最大E．回路中电流值最小时刻，电场能最小【解析】电荷量、电场强度、电场能、电压是同步量；而电流、磁场、磁场能是同步量．【答案】BCD3．某时刻LC振荡电路的状态如图3­1­8所示，则此时刻()图3­1­8A．振荡电流i在减小B．振荡电流i在增大C．电场能正在向磁场能转化D．磁场能正在向电场能转化E．电容器极板上的电荷在增加【解析】解决问题的关键是根据电容器的两极板的带电情况和电流方向，判定出电容器正处于充电过程．由电磁振荡的规律可知：电容器充电过程中，电流逐渐减小，电场能逐渐增大，磁场能逐渐减小，即磁场能正向电场能转化，故应选择A、D、E.【答案】ADE4．在LC振荡电路中，当电容器充电完毕尚未开始放电时，下列说法正确的是()A．电容器中的电场最强B．电路里的磁场最强C．电场能已有一部分转化成磁场能D．磁场能已全部转化成电场能E．此时电路中电流为零【解析】LC振荡电路电容器充电完毕，电容器中电场最强，磁场最弱，电场能和磁场能之间还没有发生转化，故A、D、E正确．【答案】ADE5．在LC振荡电路中，在电容器放电完毕瞬间，以下说法正确的是()A．电容器极板间的电压等于零，磁场能开始向电场能转化B．电流达到最大值，线圈产生的磁场达到最大值C．如果没有能量辐射损耗，这时线圈的磁场能等于电容器开始放电时的电场能D．线圈中产生的自感电动势最大E．电容器极板间电场最强【解析】电容器放电完毕的瞬间，还有以下几种说法：电场能向磁场能转化完毕；磁场能开始向电场能转化；电容器开始反方向充电．电容器放电完毕的瞬间有如下特点：电容器电量Q＝0，板间电压U＝0，板间场强E＝0，线圈电流I最大，磁感应强度B最大，磁场能最大，电场能为零．线圈自感电动势E自＝LΔI/Δt，电容器放电完毕瞬间，虽然I最大，但ΔΦ/Δt为零，所以E自等于零．由于没有考虑能量的辐射，故能量守恒，在这一瞬间电场能E电＝0，磁场能E磁最大，而电容器开始放电时，电场能E电最大，磁场能E磁＝0，则E磁＝E电．【答案】ABC6.在LC振荡电路中，某时刻电路中的电流方向如图3­1­9所示，且电流正在增大，则该时刻()图3­1­9A．电容器上极板带正电，下极板带负电B．电容器上极板带负电，下极板带正电C．电场能正在向磁场能转化D．电容器正在放电E．磁场能正在向电场能转化【解析】电流正在增大，说明是放电过程，是电场能向磁场能的转化，C、D项正确，E项错误；放电过程电容器上极板带正电，下极板带负电，A项正确，B项错误．【答案】ACD7.如图3­1­10所示，L为一电阻可忽略的线圈，D为一灯泡，C为电容器，开关S处于闭合状态，灯D正常发光，现突然断开S，并开始计时，画出反映电容器a极板上电荷量q随时间变化的图像(q为正值表示a极板带正电)．图3­1­10【解析】开关S处于闭合状态时，电流稳定，又因L电阻可忽略，因此电容器C两极板间电压为0，所带电荷量为0，S断开的瞬间，D灯立即熄灭，L、C组成的振荡电路开始振荡，由于线圈的自感作用，此后的eq\f(T,4)时间内，线圈给电容器充电，电流方向与线圈中原电流方向相同，电流从最大逐渐减为0，而电容器极板上电荷量则由0增为最大，根据电流流向，此eq\f(T,4)时间里，电容器下极板b带正电，所以此eq\f(T,4)时间内，a极板带负电，由0增为最大．【答案】[能力提升]8．如图3­1­11甲所示，在LC振荡电路中，通过P点的电流变化规律如图3­1­10乙所示，且把通过P点向右的方向规定为电流i的正方向，则()甲乙图3­1­11A．s到1s时间内，电容器C在放电B．s至1s时间内，电容器C的上极板带正电C．1s至s时间内，Q点的电势比P的电势高D．1s至s时间内，电场能正在转变成磁场能E．t＝1s时电路中电场能最大而磁场能最小【解析】s至1s时间内，振荡电流是充电电流，充电电流是由负极板流向正极板；1s至s时间内，振荡电流是放电电流，放电电流是由正极板流向负极板，由于电流为负值，所以由Q流向P，t＝1s时电流为零，电路中电场能最大，磁场能最小，C、D、E正确．【答案】CDE9．如图3­1­12所示为理想LC振荡回路，此时刻电容器极板间的场强方向和线圈中的磁场方向如图．下列说法正确的是()图3­1­12A．如图所示的时刻电容器正在放电B．如图所示的时刻电流正在减小C．电路中的磁场能在减少D．电容器两端的电压在增加E．电容器两端的电压在减少【解析】由电场方向可知电容器上极板带正电，由线圈中的电流方向可知电路中电流方向为逆时针．结合以上两点可知电容器在充电，电路中的电流正在减小磁场能在减少，电容器两端的电压在增加，故B、C、D正确，A、E错误．【答案】BCD10.如图3­1­13所示的LC振荡回路中振荡电流的周期为2×10－2s，自振荡电流沿逆时针方向达最大值开始计时，当t＝×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”)．图3­1­13【解析】根据题意可画出LC回路振荡电流的变化图像如图，t＝×10－2s时刻即为图像中的P点，正处于顺时针电流减小的过程中，所以，电容器正处于反向充电状态，上板带正电．【答案】充电带正电11．如图3­1­14所示的电路中，电容器的电容C＝1μF，线圈的自感系数L＝mH，先将开关S拨至a，这时电容器内有一带电油滴恰能保持静止．然后将开关S拨至b，经过t＝×10－5s，油滴的加速度是多少？当油滴的加速度为何值时，LC回路中的振荡电流有最大值？(g取10m/s2，π取，研究过程中油滴不与极板接触)图3­1­14【解析】当S拨至a时，油滴受力平衡，显然油滴带负电，有mg＝eq\f(U,d)q……①，当S拨至b后，LC回路中有振荡电流，振荡周期为T＝2πeq\r(LC)＝2××eq\r×10－3×10－6)s＝×10－5s，当t＝×10－5s时，电容器恰好反向充电结束，两极板间场强与t＝0时等大反向．由牛顿第二定律得eq\f(U,d)