2024年新教材高中物理第4章电磁振荡与电磁波第1节电磁振荡课后提升训练粤教版选择性必修第二册

第四章第一节A组·基础达标1．某LC电路的振荡频率为520kHz，为使频率提高到1040kHz，以下说法正确的是()A．调整可变电容，使电容增大为原来的4倍B．调整可变电容，使电容减小为原来的eq\f(1,4)C．调整电感线圈，使线圈匝数增加到原来的4倍D．调整电感线圈，使线圈电感变为原来的eq\f(1,2)【答案】B【解析】由振荡频率公式f＝eq\f(1,2π\r(LC))可知，要使频率提高到原来的2倍，则可以减小电容使之变为原来的eq\f(1,4)，或减小电感使之变为原来的eq\f(1,4)，故B正确，A、C、D错误．2．如图所示为一个LC振荡电路中的电流变更图像，依据图像可推断()A．t1时刻电感线圈两端的电压最大B．t2时刻电容器两极板间电压为零C．t1时刻电路中只有电场能D．t1时刻电容器所带电荷量为零【答案】D【解析】由题图知，t1时刻电流最大，磁场最强，磁场能最大，依据电磁振荡的规律，此时电场能应最小，电场最弱，电容器极板上所带的电荷量最小，此时刻电场能为零，C错误，D正确；t1时刻因电流最大，电流的变更率是零，自感电动势为零，线圈两端电压最小，A错误；t2时刻电流最小，电场能最大，电容器两极板间的电压最大，B错误．3．(多选)(2024年揭阳一中检测)在LC电路产生电磁振荡的过程中，下列说法正确的是()A．电容器放电完毕时刻，电路中的磁场能最小B．电路中的电流最大的时刻，电路中的磁场能最大C．电容器极板上的电荷最多时，电场能最大D．电容器放电完毕时刻，回路中电流最大【答案】BCD【解析】电容器放电完毕时刻，电流最大，磁场能最大，A错误，B、D正确；电容器极板上的电荷最多时，电场强度最大，电场能最大，C正确．4．(多选)在LC振荡电路中，若某个时刻电容器极板上的电荷量正在增加，则()A．电路中的电流正在增大B．电路中的电场能正在增加C．电路中的电流正在减小D．电路中的电场能正在向磁场能转化【答案】BC【解析】电荷量增加，电容器充电，电场能增加，磁场能削减，电流减小．故B、C正确．5．(多选)为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器C置于储罐中，电容器可通过开关S与线圈L或电源相连，如图所示．当开关从a拨到b时，由L与C构成的电路中产生周期T＝2πeq\r(LC)的振荡电流．当罐中的液面上升时()A．电容器的电容减小B．电容器的电容增大C．LC电路的振荡频率减小D．LC电路的振荡频率增大【答案】BC【解析】当罐中液面上升时，相当于插入的电介质变多，电容器两极板间的介电常数变大，则电容器的电容C增大，依据T＝2πeq\r(LC)，可知LC电路的振荡周期T增大，又f＝eq\f(1,T)，所以振荡频率减小，故B、C正确，A、D错误．6．如图甲所示的振荡电路中，电容器极板间电压随时间变更的规律如图乙所示，规定回路中振荡电流的方向为逆时针时为正方向，则电路中振荡电流随时间变更的图像是()ABCD【答案】D【解析】电容器极板间电压U＝eq\f(Q,C)，随电容器极板上电荷量的增大而增大，随电荷量的减小而减小．从图乙可以看出，在0～eq\f(T,4)这段时间内是充电过程，且UAB＞0，即φA＞φB，A板应带正电，只有顺时针方向的电流才能使A板被充电后带正电，同时考虑到t＝0时刻电压为零，电容器极板上的电荷量为零，电流最大，即t＝0时刻，电流为负向最大，D正确．7．已知穿过某一平面的磁通量随时间变更的规律，如图所示．则关于在该磁场四周的某位置产生的电场的电场强度()A．渐渐增加 B．渐渐减弱C．不变 D．无法确定【答案】C【解析】由磁通量随时间变更的规律的图像可知，穿过平面的磁场在匀称变更，则在磁场四周产生的电场是稳定不变的，C正确．8．(多选)在如图甲所示的LC振荡电路中，通过P点的电流随时间变更的图线如图乙所示，若把通过P点向右的电流规定为i的正方向，则()A．0至0.5ms内，电容器C正在充电B．0.5ms至1ms内，电容器上极板带正电C．1ms至1.5ms内，Q点比P点电势高D．1.5ms至2ms内，磁场能在削减【答案】CD【解析】由题图乙知0至0.5ms内i在增大，电容器正在放电，A错误.0.5ms至1ms内，电流在减小，应为充电过程，电流方向不变，电容器上极板带负电，B错误．在1ms至1.5ms内，为放电过程，电流方向变更，Q点比P点电势高，C正确.1.5ms至2ms内为充电过程，磁场能在削减，D正确．9．某LC振荡电路在正常工作，某一时刻回路中的电流沿顺时针方向，且此时上极板带正电，如图所示．假设此时电流的大小为i，两板间的电势差用U表示，电容器所带的电荷量用q表示，线圈中的磁场能用EB表示，线圈四周的磁感应强度用B表示．则此时()A．i和EB都在渐渐增大B．U正在增大C．q正在减小D．B正在增加【答案】B【解析】题图中标明电流方向为顺时针方向，且电容器上极板带正电，说明电容器正处于充电状态．电容器充电过程中，回路中电流减小，磁场能减小，A错误；电压正在增大，B正确；电场能增大，电容器带电量正在增大，C错误；线圈中电流产生的磁场的磁感应强度正在减弱，D错误．B组·实力提升10．如图所示，电源的电动势为E，电容器的电容为C，线圈的自感系数为L.将开关S从a拨向b，经过一段时间后电容器放电完毕．求电容器的放电时间，以及放电电流的平均值是多少？解：电容器放电时间为eq\f(1,4)T，与电源电动势无关，即t＝eq\f(1,4)×2πeq\r(LC)＝eq\f(1,2)πeq\r(LC).在eq\f(1,4)T内电流平均值为eq\o(I,\s\up6(－))＝eq\f(Δq,Δt)＝eq\f(CE,\f(π,2)\r(CL))＝eq\f(2E,π)eq\r(\f(C,L)).11．有一LC振荡电路，自感系数为30μH.电容可调范围为1.2～270pF.求：(1)回路产生电磁波的频率范围；(2)最大波长与最小波长的比值．解：(1)因为f＝eq\f(1,2π\r(LC))，所以fmax＝eq\f(1,2π\r(LCmin))＝eq\f(1,\r(30×10－6×1.2×10－12))×eq\f(1,2π)Hz＝eq\f(1,12π)×109Hz.fmin＝eq\f(1,2π\r(LCmax))＝eq\f(1,\r(30×10－6×270×10－12))×eq\f(1,2π)Hz＝eq\f(1,18π)×10