第13讲 电磁振荡（解析版）-高二物理同步讲义（人教版选择性必修第二册）

第13讲电磁振荡目标导航目标导航课程标准课标解读通过实验，了解电磁振荡1.知道什么是振荡电流和振荡电路.2.知道LC振荡电路中振荡电流的产生过程，知道电磁振荡过程中能量转化情况.3.知道电磁振荡的周期和频率，知道LC电路的周期和频率与哪些因素有关，并会进行相关的计算．知识精讲知识精讲知识点01电场振荡的产生及能量变化1．振荡电流：大小和方向都做周期性迅速变化的电流．2．振荡电路：能产生振荡电流的电路．最简单的振荡电路为LC振荡电路．3．LC振荡电路的放电、充电过程(1)电容器放电：由于线圈的自感作用，放电电流不会立刻达到最大值，而是由零逐渐增大，同时电容器极板上的电荷逐渐减少．放电完毕时，极板上的电荷量为零，放电电流达到最大值．该过程电容器的电场能全部转化为线圈的磁场能．(2)电容器充电：电容器放电完毕时，由于线圈的自感作用，电流并不会立刻减小为零，而要保持原来的方向继续流动，并逐渐减小，电容器开始反向充电，极板上的电荷逐渐增多，电流减小到零时，充电结束，极板上的电荷最多．该过程中线圈的磁场能又全部转化为电容器的电场能．4．电磁振荡的实质在电磁振荡过程中，电路中的电流i、电容器极板上的电荷量q、电容器里的电场强度E、线圈里的磁感应强度B，都在周期性地变化着，电场能和磁场能也随着做周期性的转化．【知识拓展1】1．各物理量随时间的变化图像：振荡过程中电流i、极板上的电荷量q、电场能EE和磁场能EB之间的对应关系．2．相关量与电路状态的对应情况电路状态abcde时刻t0eq\f(T,4)eq\f(T,2)eq\f(3T,4)T电荷量q最多0最多0最多电场能EE最大0最大0最大电流i0正向最大0反向最大0磁场能EB0最大0最大03.(1)在LC振荡回路发生电磁振荡的过程中，与电容器有关的物理量：电荷量q、电场强度E、电场能EE是同步变化的，即q↓→E↓→EE↓(或q↑→E↑→EE↑)．与振荡线圈有关的物理量：振荡电流i、磁感应强度B、磁场能EB也是同步变化的，即i↓→B↓→EB↓(或i↑→B↑→EB↑)．(2)在LC振荡过程中，电容器上的三个物理量q、E、EE增大时，线圈中的三个物理量i、B、EB减小，且它们的变化是同步的，也即q、E、EE↓eq\o(→,\s\up10(同步异向变化))i、B、EB↓.【即学即练1】LC振荡电路中，某时刻线圈的磁场方向如图所示，则下列说法中错误的是（）A．若线圈的磁场正在减弱，则电容器上极板带正电B．若电容器正在充电，则电容器下极板带正电C．若电容器上极板带正电，则线圈中的电流正在增大D．若电容器正在放电，则线圈的自感电动势正在阻碍电流增大【答案】A【解析】AC．该题图示只给出了某时刻线圈中电流的磁场方向，由安培定则可判断出振荡电流在电路中的方向，但未标明电容器极板的带电情况。讨论判定如下：若该时刻电容器上极板带正电，则可知电容器正处于放电阶段，线圈中的电流正在增大，线圈的磁场正在增强，知C正确，A错误；B．若该时刻电容器上极板带负电，则可知电容器正在充电，线圈中的电流正在减小，知B正确；D．由楞次定律知，若电容器正在放电，则线圈中的电流变大，则线圈中的自感电动势正在阻碍电流变大，D正确。本题选说法错误的，故选A。知识点02电磁振荡的周期和频率1．电磁振荡的周期T：电磁振荡完成一次周期性变化需要的时间．2．电磁振荡的频率f：周期的倒数，数值等于单位时间内完成的周期性变化的次数．如果振荡电路没有能量损失，也不受其他外界条件影响，这时的周期和频率分别叫作振荡电路的固有周期和固有频率．3．LC电路的周期和频率公式：T＝2πeq\r(LC)，f＝eq\f(1,2π\r(LC)).其中：周期T、频率f、电感L、电容C的单位分别是秒(s)、赫兹(Hz)、亨利(H)、法拉(F)．【知识拓展2】1．LC电路的周期和频率公式：T＝2πeq\r(LC)，f＝eq\f(1,2π\r(LC)).2．说明：(1)LC电路的周期、频率都由电路本身的特性(L和C的值)决定，与电容器极板上电荷量的多少、板间电压的高低、是否接入电路中等因素无关，所以称为LC电路的固有周期和固有频率．(2)使用周期公式时，一定要注意单位，T、L、C、f的单位分别是秒(s)、亨利(H)、法拉(F)、赫兹(Hz)．(3)电感器和电容器在LC振荡电路中既是能量的转换器，又决定着这种转换的快慢，电感L或电容C越大，能量转换时间也越长，故周期也越长．(4)电路中的电流i、线圈中的磁感应强度B、电容器极板间的电场强度E的变化周期就是LC电路的振荡周期T＝2πeq\r(LC)，在一个周期内上述各量方向改变两次；电容器极板上所带的电荷量，其变化周期也是振荡周期T＝2πeq\r(LC)，极板上电荷的电性在一个周期内改变两次；电场能、磁场能也在做周期性变化，但是它们的变化周期是振荡周期的一半，即T′＝eq\f(T,2)＝πeq\r(LC).【即学即练2】如图所示为一个LC振荡电路中的电流变化图线，根据图线可判断（）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．在t2~t3时间内，电路中的电场能不断增大D．在t3~t4时间内，电容器所带电荷量不断增大【答案】D【解析】A．t1时刻电流最大，电流的变化率是零，自感电动势为零，线圈两端电压最小，A错误；B．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；C．在t2~t3时间内，电容器处于放电过程，电场能减小，磁场能增大，C错误；D．在t3~t4时间内，电容器处于充电过程，两极板带电荷量不断增大，D正确。故选D。能力拓展能力拓展考法01电磁振荡的产生及能量【典例1】在如图所示的LC振荡电路中，已知某时刻电流i的方向指向A板，且正在增大，下列说法正确的是（）A．A板带正电 B．A、B两板间的电压在增大C．电容器C正在放电 D．磁场能正在转化为电场能【答案】C【解析】通过图示电流方向，且电流增大，知电容器在放电，电场能转化为磁场能，则电容器上极板A带负电，下极板B带正电，电容器上的电荷量正在减小，由知AB两极板间的电压在减小，故C正确，ABD错误。故选C。考法02电磁振荡的周期和频率【典例2】在如图甲所示的振荡电路中，电容器极板间电压随时间变化的规律如图乙所示，规定电路中振荡电流逆时针方向为正方向，则电路中振荡电流随时间变化的图像是（）A． B． C． D．【答案】D【解析】电容器极板间电压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．从题图乙可以看出，在0～这段时间内是充电过程，且，即，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，故D正确，ABC错误。故选D。分层提分分层提分题组A基础过关练1．如图所示是一台电子钟，其原理类似于摆钟，摆钟是利用单摆的周期性运动计时，电子钟是利用LC振荡电路来计时。有一台电子钟在家使用一段时间后，发现每昼夜总是快。造成这种现象的不可能原因是（）A．不变，变大了 B．不变，变小了C．变小了，不变 D．、均变小了【答案】A【解析】电子钟变快了，说明周期变小了，根据，可知肯定是LC乘积减小了，则不可能是不变，变大了；故选A。2．如图所示是LC振荡电路某时刻的情况，以下说法正确的是（）A．电容器正在放电B．电容器正在充电C．电感线圈中的电流正在增大D．电容器两极板间的电场能正在减小【答案】B【解析】AB．由题图螺线管中的磁感线方向可以判定出此时LC电路正在沿逆时针方向充电，B正确，A错误；CD．充电时电流在减小，电感线圈中的磁场能正在减弱，电容器两极板间的电场能正在增大，CD错误。故选B。3．如图所示的电路，电阻，电容，电感，电感线圈的电阻可以忽略。单刀双掷开关S置于“1”，电路稳定后，再将开关S从“1”拨到“2”，图中回路开始电磁振荡，振荡开始后时，下列说法正确的是（）A．电容器正在放电B．电容器的上极板带负电C．电场能正在转化为磁场能D．穿过线圈L的磁感应强度方向向上，且正在逐渐增强【答案】B【解析】对LC振荡电路的周期为，则在时刻从初始状态振荡半个周期，则此时电容器正在反向充电，电容器下极板带正电，上极板带负电，磁场能正在转化为电场能，因通过线圈的电流正在向下减弱，则穿过线圈L的磁感应强度方向向下，且正在逐渐减弱。故选B。4．如图所示，为某LC振荡电路图，电路中电容器极板上的电量随时间变化的曲线如图所示。则以下说法正确的是（）A．该电路可以有效的把电磁波发射出去B．过程中，线圈的磁场能逐渐变小C．b、d两时刻电路中电流最大D．a、c两时刻电路中电流最大【答案】D【解析】A．有效的发射电磁波应该需要开放电路，故A错误；B．过程，电容器的电荷量减少，电场能减小，则磁场能增大，故B错误；C．b、d两时刻，电量最大，则电场能最大，磁场能为零，电路中的电流为零，故C错误；D．a、c两时刻电路中电量变化最快，故电流最大。故D正确。故选D。5．如图所示是LC振荡电路及其中产生的振荡电流随时间变化的图像，电流的正方向规定为顺时针方向，则在t1到t2时间内，电容器C的极板上所带电量及其变化情况是（）A．上极板带正电，且电量逐渐增加，电场能逐渐增加B．上极板带正电，且电量逐渐减小，电场能逐渐减小C．下极板带正电，且电量逐渐增加，磁场能逐渐增加D．下极板带正电，且电量逐渐减小，磁场能逐渐减小【答案】B【解析】由于电流方向为逆时针并且电流逐渐增大，则电容器处于放电过程，上极板带正电，且电量逐渐减小，电场能逐渐减小，磁场能逐渐增大，所以B正确；ACD错误；故选B6．回旋加速器中的磁感应强度为B，被加速粒子的电荷量为，质量为m，用LC振荡器作为带电粒子加速的交流高频电源，电感L和电容C的数值应该满足的关系为（）A． B． C． D．【答案】D【解析】要使得回旋加速器正常工作，则粒子做圆周运动的周期等于LC振荡电路的周期，即，即，故选D。7．如图所示，单刀双掷开关S先打到a端让电容器充满电。时开关S打到b端，时LC回路中电容器下极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值。则（）A．LC回路的周期为0.04s B．LC回路的电流最大时电容器中电场能最大C．时线圈中电场能最大 D．时回路中电流沿顺时针方向【答案】A【解析】A．在一个周期内，电容器充电两次，放电两次，t=0.02s时LC回路中电容器下极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值，此时充放电一次，则周期为0.04s，故A正确。B．根据LC振荡电路的充放电规律可知，放电完毕时，回路中电流最大，磁场能最大，电场能最小，故B错误。CD．根据，此时电容器逆时针放电结束，回路中逆时针的电流最大，磁场能最大，电场能最小，故CD错误。故选A。8．在LC回路产生电磁振荡的过程中，下列说法中正确的是（）A．回路中电流值最大时，回路中电场能最大B．电容器充电完毕时，回路中磁场能最少C．回路中电流减小时，电容器上电荷量也减少D．回路中磁场能减少时，回路中电流值增大【答案】B【解析】A．回路中电流值最大时刻，即充电完成的时刻，磁场最强，磁场能最大，电场能最小，A错误；B．电容器充电完成时，电场能最大，磁场能最小，B正确；C．回路中电流减小时，即为充电过程，充电过程电荷量增加，C错误；D．回路中D磁场能减小时，即为充电过程，充电过程电荷量增加，电流值减小，D错误。故选B。9．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．磁场能已有一部分转化成电场能【答案】A【解析】LC振荡电路电容器充电完毕尚未开始放电时，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。故选A。10．在LC电路中发生电磁振荡时，以下说法正确的是（）A．电容器的某一极板，从带最多的正电荷放电到这一极板充满负电荷为止，这一段时间为一个周期B．当电容器放电完毕瞬间，回路中的电流为零C．提高充电电压，极板上带更多的电荷时，能使振荡周期变大D．要提高振荡频率，可减小电容器极板间的正对面积【答案】D【解析】A．电容器某一极板从带最多的正电荷到带最多的负电荷这段时间，电容器完成了放电和反向充电过程，时间为半个周期，A错误；B．电容器放电完毕瞬间，电路中电场能最小，磁场能最大，故电路中的电流最大，B错误；C．振荡周期仅由电路本身决定，与充电电压等无关，C错误；D．提高振荡频率，就是减小振荡周期，可通过减小电容器极板正对面积来减小电容C，达到增大振荡频率的目的，D正确．故选D。题组B能力提升练1．如图所示，图为振荡电路，通过点的电流如图，规定通过点向左的电流方向为正方向，下列说法正确的是（）A．在时刻，线圈中的磁场能最大B．在时刻，电容器的电场能最大C．0到电容器正在充电，上极板带正电D．到电容器正在放电，上极板带负电【答案】D【解析】AC．0到，电流为正，且正在减小，即电流为逆时针方向减小，说明电容器正在充电，电流方向为正电荷的运动方向，所以上极板带负电。在时刻，电流最小，而线圈中的磁场能与电流同步变化，则在时刻，线圈中的磁场能最小，故AC错误；BD．到，电流为负，且正在增加，即电流为顺时针方向增加，说明电容器正在放电，电流方向为正电荷的运动方向，所以上极板带负电。在时刻，电流最大，电流的变化率为零，电容器的带电荷量为零，电容器电场能最小，故B错误，D正确。故选D。2．如图所示，一回路的线圈电感，电容器电容，电容器两板最大电压为。在电容器开始放电时设为零时刻，上极板带正电，下极板带负电，则（）A．此振荡电路的周期为B．前内的平均电流约为C．当时，电路中磁场能最大D．当时，电容器上板带正电荷【答案】B【解析】A．根据解得A错误；B．电容器两板电压最大为1V，电容C=4μF，根据则B正确；CD．当时，也就是半个周期，反向充电结束，电路中电场场能最大，电容器下板带正电荷，CD错误。故选B。3．近场通信（NFC）是一种短距高频的无线电技术，其主要结构就是线圈和电容组成的类似LC振荡电路的并联谐振电路，其终端有主动、被动和双向三种模式，最常见的被动模式广泛应用于公交卡、门禁卡、校园一卡通等，刷卡时，电路发生电谐振，给电容器充电，达到一定电压后，在读卡设备发出的射频场中响应，被读或写入信息。下列说法正确的是（）A．LC电路的电容器在充电时，电流增大B．LC电路中，电容器充电时，线圈中自感电动势减小C．如果增大LC电路中电容器两极板间距离，振荡周期将减小D．电磁波发射时，使电磁波随各种信号而改变的技术叫电谐振【答案】C【解析】A．LC电路的电容器在充电时，电流逐渐减小，选项A错误；B．LC电路中，电容器充电时，线圈中电流的变化率逐渐变大，则自感电动势变大，选项B错误；C．如果增大LC电路中电容器两极板间距离，则根据可知，电容C变小，根据可知，振荡周期将减小，选项C正确；D．电磁波发射时，使电磁波随各种信号而改变的技术叫调谐，选项D错误。故选C。4．常用的公交一卡通IC卡内部有一个由电感线圈L和电容器C构成的LC振荡电路。公交车上的读卡机向外发射某一特定频率的电磁波，刷卡时，IC卡内的线圈L中产生感应电流，给电容器C充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输。下列说法正确的是（）A．IC卡工作所需要的能量来源于卡内的电池B．当读卡机发射该特定频率的电磁波时，IC卡就能有效工作C．若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则线圈L中不会产生感应电流D．IC卡只能接收读卡机发射的电磁波，而不能向读卡机传输自身的数据信息【答案】B【解析】A．由题意可知，该能量来自于电磁感应，卡内是一个LC振荡电路，没有电池，选项A错误；B．由题意知只要发射特定频率的电磁波时，达到一定的电压后，IC卡才能有效工作，选项B正确；C．若电磁波的频率偏离该特定频率，电感线圈L中仍可出现感应电流，但不会达到需要的电压，选项C错误；D．IC卡接收到读卡机发射的电磁波，同时将自身数据信息发送给读卡机进行处理，选项D错误。故选B。5．如图甲所示电路中，把开关K扳到1，电源对电容器充电，待充电完毕，把开关K扳到2，电容器与带铁芯的线圈L组成的振荡电路中产生振荡电流，电流传感器能实时显示流过电容器的电流，电流向下流过传感器的方向为正方向。如图乙所示的1、2、3、4是某同学绘制的四种电流随时间变化的图像。下列说法正确的是（）A．K扳到1时电流如图线1所示，K扳到2时电流如图线4所示B．K扳到1时电流如图线2所示，K扳到2时电流如图线3所示C．换用电动势更大的电源，振荡电流的周期将变大D．拔出线圈的铁芯，振荡电流的频率将降低【答案】A【解析】AB．K扳到1时对电容器充电，电流沿正向逐渐减小，图线1符合，K扳到2时产生振荡电流，0时刻电流为零，前半个周期电流方向为负，图线4符合，故A正确，B错误；C．振荡电流的周期可知周期与电动势无关，故C错误；D．振荡电流的频率拔出线圈的铁芯，线圈自感系数减小，频率将升高，故D错误。故选A。6．如图所示，储罐中有不导电液体，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成电容为C的电容器置于储罐中，电容器可通过开关S与自感系数为L线圈或电源相连．当开关从a拨到b开始计时，L与C构成的回路中产生振荡电流，则时间内（）A．线圈中的电流增大 B．线圈中的自感电动势减小C．电容器极板间的电场强度增大 D．电容器极板上的电荷量减小【答案】C【解析】D．L与C构成的回路，振荡的周期电容器电量随时间变化如图所示在时间内，即是时间内，电容器极板上的电荷量增加，D错误；AB．电容器电量随时间变化如图所示则线圈中的电流关系如图所示在时间内，即是时间内，电流在减小，自感电动势图像的斜率在增大，故自感电动势在增大，AB错误；C．根据解得电容器极板上的电荷量增加，则场强增大，C正确。故选C。7．下列说法正确的是（）A．医学诊断时用“B超”仪器探测人体内脏，是利用超声波的多普勒效应B．图（a）中如果灯泡灯丝突然烧断，会引起原线圈电流突然增大C．图（b）中磁铁上下振动时，磁铁下端放一金属线圈，让磁铁振动时穿过它，它将对磁铁产生明显的阻尼D．图（c）中LC振荡电路中，如果磁场在增大，那么电容器在放电且电容器上极板带正电【答案】C【解析】A．“B超”仪器通过它的探头不断向人体发出短促的超声波脉冲，超声波遇到人体不同组织的分界面时会反射回来，又被探头接收，这些信号经电子电路处理后可以合成体内脏器的像，没有使用多普勒效应，选项A错误；B．图(a)中如果灯泡灯丝突然烧断，副线圈中的电流减小，会引起原线圈电流突然减小，选项B错误；C．图(b)中磁铁上下振动时，磁铁下端放一金属线圈，让磁铁振动时穿过它，线圈内产生感应电流，它产生它将对磁铁产生明显的阻尼，选项C正确；D．图(c)中LC振荡电路中，如果磁场在增大，说明电流正在增大，那么电容器在放电，由电流的关系可知电容器上极板带负电，选项D错误。故选C。8．LC振荡电路在t1和t2时刻自感线圈中磁感线方向和电容器中极板带电情况如图所示，若，则（）A．在t1时刻电容器正充电 B．在t2时刻电容器两极板间电场正在增强C．在t1时刻电路中电流正在减小 D．在t2时刻自感线圈中磁场正在增强【答案】B【解析】由知AC．从题图可看出、两个时刻螺线管处的电流都是从左向右穿过螺线管，由于电流方向是正电荷运动方向，时刻正电荷是从左极板流出然后穿过螺线管，正处于放电状态，只要是放电，振荡电流就是增大的，故AC错误；B．时刻，电流从左向右通过螺线管，而右极板带正电，说明正电荷正往右极板上聚集，所以时刻电容器在充电，随着极板上电荷增多，两级间电场增强，故B正确；D．由于充电过程中振荡电流总是减小的，故线圈中磁场在减弱，故D错误。故选B。9．如图所示为LC振荡电路在电磁振荡中电容器极板间电压随时间变化的图象A．时间内，电路中电流强度不断增大 B．时间内，电场能越来越小C．时刻，磁场能为零 D．时刻电流方向要改变【答案】B【解析】在时间内，极板间的电压增大，极板电量增大，所以为充电过程，电流强度减小，A错误；在到时刻极板电压减小，极板电量减小，所以电容器放电，电流逐渐增大，磁场能增大，电场能减小；时刻电压为零，说明是放电完毕，电场能为零，磁场能最大；之后将是对电容器充电，且电流方向不变，故B正确，CD错误．10．如图所示，LC电路中，电容C为0.4μF，电感L为1mH。已充电的平行板电容器两极板水平放置。开关S断开时，极板间有一带电灰尘恰好处于静止状态。当开关S闭合时，灰尘开始在电容器内运动（设灰尘未与极板相碰），此时开始计时，在一个振荡周期内，下列说法正确的是（）A．时，回路中电流变化最快 B．时，灰尘的速度最大C．时，灰尘的加速度最大 D．时，线圈中磁场能最大【答案】C【解析】A.开关S断开时，极板间带电灰尘处于静止状态，则有式中m为灰尘质量，Q为电容器所带的电荷量，d为板间距离，由，得s＝4π×10－5s开关S闭合时t＝0，则当t=时，即时，电容器放电完毕，回路中电流最大，回路中电流变化最慢，故A错误；B.当t=时，即时，电容器放电完毕，此时灰尘仅受重力；之后电容器反方向充电，带电灰尘受电场力方向向下，带电灰尘会继续加速，故B错误；C.当t＝2π×10－5s时，即t＝时，振荡电路中电流为零，电容器极板间场强方向跟t＝0时刻方向相反，则此时灰尘所受的合外力为F合＝mg＋＝2mg又因为F合＝ma，此时灰尘的加速度a＝2g，方向竖直向下；之后电容器再次反向充电，极板间场强方向又跟t＝0时刻方向相同，带电灰尘受电场力方向向上，所以2π×10－5s时，灰尘的加速度最大为2g，故C正确；D.当t＝2π×10－5s时，即t＝时，振荡电路中电流为零，线圈中磁场能最小，故D错误。故选C。题组C培优拔尖练11．麦克斯韦在前人研究的基础上，创造性地建立了经典电磁场理论，进一步揭示了电现象与磁现象之间的联系。他大胆地假设：变化的电场就像导线中的电流一样，会在空间产生磁场，即变化的电场产生磁场。以平行板电容器为例：圆形平行板电容器在充、放电的过程中，板间电场发生变化，产生的磁场相当于一连接两板的板间直导线通以充、放电电流时所产生的磁场。如图所示，若某时刻连接电容器的导线具有向上的电流，则下列说法中正确的是（）A．电容器正在充电B．两平行板间的电场强度E在减小C．该变化电场产生顺时针方向（俯视）的磁场D．两极板间电场最强时，板间电场产生的磁场达到最大值【答案】A【解析】A．电容器内电场强方向向上，下极板带正电，根据电流的方向，正电荷正在流向下极板，因此电容器处于充电过程，A正确；B．电容器的带电量越来越多，内部电场强度越来越大，B错误；C．该变化电场产生磁场方向等效成向上的电流产生磁场的方向，根据右手螺旋定则可知，电场产生的磁场逆时针方向（俯视），C错误；D．当两极板间电场最强时，电容器充电完毕，回路的电流最小，因此产生的磁场最小，D错误。故选A。12．某时刻LC振荡电路的状态如图所示，下列说法正确的是（）A．此时刻电场能正在向磁场能转化B．此时刻磁场能正在向电场能转化C．在一个周期内，电场能向磁场能转化完成两次D．在一个周期内，磁场能向电场能转化完成一次【答案】BC【解析】AB．由图可知，该时刻电容器正在充电，则振荡电流i正在减小，电场能逐渐增大，磁场能逐渐减小，即磁场能正在向电场能转化，A错误，B正确；CD．在一个周期内，电容器两次充电、两次放电，则磁场能向电场能转化完成两次，电场能向磁场能转化完成两次，C正确，D错误。故选BC。13．振荡电路在测量、自动控制、无线电通讯及遥控等许多领域有广泛应用。在LC振荡电路中，某时刻线圈中的磁场及电容器中的电场如图所示，在该时刻，下列说法正确的是（）A．电容器极板上的电荷量正在增大 B．电路中的电流正在增大C．线圈中感应电动势正在增大 D．振荡电路中电场能正在向磁场能转化【答案】AC【解析】根据线圈中磁场的方向可判断线圈中电流方向由下到上，根据电容器中电场线判断上极板为正，则此时电容器极板上的电荷量正在增大，电容器正在充电，电流正在减小，感应电动势正在增加，磁场能正在向电场能转化。故选AC。14．关于LC振荡电路，某一时刻的电场线、磁感线方向如图所示，下列说法正确的是（）A．电容器正在放电，电场能正在减小B．电容器正在充电，磁场能正在减小C．电流正在增大，电场强度正在增大D．电流正在减小，电场强度正在增大【答案】BD【解析】由题图知，若磁场正在减弱，则磁场能向电场能转化，电容器正在充电，电场能正在增大，电场强度正在增大。因为磁场减弱，则穿过线圈的磁通量减小，那么线圈中产生的感应电流的磁场将阻碍原磁场的磁通量的减小，即感应电流的磁场的方向竖直向上，根据安培定则可以知道感应电流的方向为逆时针方向，即电流由b向a，如图所示故电容器下极板带正电、上极板带负电。根据闭合电路欧姆定律由法拉第电磁感应定律可知，电流正在减小。反之若磁场正在增强，则电场能在向磁场能转化，电容器正在放电，电场能正在减少，由磁场的方向可以判断出放电电流的方向从b向a，则电容器上极板带正电、下极板带负电，则电场方向应该竖直向下，与题图所表示场强相反，故电容器不可能在放电，所以AC选项错误，BD选项是正确。故选BD。15．在某一LC振荡电路中，线圈的自感系数为L，电容器的电容为C，从电容器上电压达到最大值开始计时，即t=0，则有（）A．至少经过，磁场能达到最大B．至少经过，磁场能达到最大C．在0到时间内，电路中的平均电流为D．在0到时间内，电容器放出的电荷量为【答案】AC【解析】AB．LC振荡电路周期电容器电压最大时，开始放电，经时间，放电结束，此时电容器电荷量为零，电路中电流最大，磁场最强，磁场能最大，选项A正确，B错误；CD．因为Q＝CU，所以电容器放电荷量Q＝CUm由得选项C正确，D错误。故选AC。16．如图甲所示为LC振荡电路，用电流传感器可以将快速变化的电流显示在计算机屏幕上，如图乙所示。规定图甲中标注的电流方