2024-2025学年试题物理（选择性人教版2019）第四章1-电磁振荡

1.电磁振荡课后训练巩固提升一、基础巩固1.关于LC振荡电路中的振荡电流,下列说法正确的是()A.振荡电流最大时,电容器两极板间的电场强度最大B.振荡电流为零时,线圈中自感电动势为零C.振荡电流增大的过程中,线圈中的磁场能转化为电场能D.振荡电流减小的过程中,线圈中的磁场能转化为电场能答案:D解析:振荡电流最大时为电容器放电结束瞬间,电场强度为零,A选项错误;振荡电流为零时,其要改变方向,这时电流变化最快,电流变化率最大,线圈中的自感电动势最大,B选项错误;振荡电流增大时,线圈中的电场能转化为磁场能,C选项错误;振荡电流减小时,线圈中的磁场能转化为电场能,D选项正确。本题考查振荡电路的各物理量的变化,提高理解和分析能力,培养学生的科学思维。2.在LC振荡电路中,当电容器的电荷量最大时()A.电场能开始向磁场能转化 B.电场能正在向磁场能转化C.电场能向磁场能转化完毕 D.磁场能正在向电场能转化答案:A解析:电容器的电荷量最大时,电场能最大,可认为是磁场能完全转化为电场能,也可以认为是电场能开始向磁场能转化。3.(多选)在LC振荡电路中,某时刻电路中的电流方向如图所示,且电流正在增大,则该时刻()A.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.电容器正在放电答案:ACD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;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。4.某LC振荡电路的固有周期为T0,如果保持线圈的自感系数L不变,将可变电容器的电容C减小到原来的14,则振荡电路的周期将变为(A.T04 BC.2T0 D.6T0答案:B解析:由周期公式T=2πLC知,当C'=14C时,则T'=T05.在LC振荡电路中,电容器上带的电荷量从最大值变化到零所需的最短时间是()A.πB.πC.πLCD.2πLC答案:B解析:LC振荡电路的周期T=2πLC,其电容器上带的电荷量从最大值变化到零的最短时间t=T4,故t=π6.在如图所示的振荡电流的图像中,表示电容器充电过程的有;线圈中有最大电流的点是;电场能转化为磁场能的过程有。

答案:a→b、c→d、e→fa、c、eb→c、d→e7.如图所示振荡电路中,电感L=300μH,电容C的范围为25~270pF。(1)振荡电流的频率范围是多少?(2)若电感L=10mH,要产生周期T=0.02s的振荡电流,应配制多大的电容?答案:(1)5.6×105~1.8×106Hz(2)1.0×103F解析:(1)f1=12πLC1=12π300×10f2=12πLC2=12π300×振荡电流的频率范围是5.6×105~1.8×106Hz。(2)由T=2πLC得C=T则C=0.0224π2×10×10二、能力提升1.(多选)LC振荡电路中,某时刻的磁场方向如图所示,则()A.若磁场正在减弱,则电容器正在充电,电流由b向aB.若磁场正在减弱,则电场能正在增大,电容器上极板带负电C.若磁场正在增强,则电场能正在减小,电容器上极板带正电D.若磁场正在增强,则电容器正在充电,电流方向由a向b答案:ABC解析:若磁场正在减弱,则电流在减小,是充电过程,根据安培定则可确定电流由b向a,电场能增大,上极板带负电,故选项A、B正确。若磁场正在增强,则电流在增大,是放电过程,电场能正在减小,根据安培定则,可判断电流由b向a,上极板带正电,故选项C正确,D错误。2.(多选)如图所示,从将开关S由b扳到a开始计时,在电流振荡了半个周期时,电路中()A.电容器C里的电场强度最强,电场强度方向向上B.线圈L周围磁场最强C.线圈中的磁感应强度为零D.电场能开始向磁场能转化答案:ACD解析:从将开关S由b扳到a开始计时,在电流振荡了半个周期时,电容器处于反向充电完毕的时刻。此时,电容器C里的电场强度最强,电场强度方向向上,故A正确。电流为零,线圈L中的磁感应强度为零,周围磁场最弱,故B错误,C正确。电场能最强,电场能开始向磁场能转化,故D正确。3.要想增大LC振荡电路中产生的振荡电流的频率,可采用的方法是()A.增大电容器两极板的间距B.升高电容器的充电电压C.增加线圈的匝数D.在线圈中插入铁芯答案:A解析:振荡电流的频率由LC回路本身的特性决定,f=12πLC。增大电容器两极板的间距,电容减小,振荡电流的频率升高,A对;升高电容器的充电电压不能改变振荡电流的频率,B错;增加线圈匝数和插入铁芯,电感L都增大,振荡电流的频率降低,C、D错。该题考查决定振荡频率的因素,4.图中画出一个LC振荡电路中的电流变化图线,根据图线可判断()A.t1时刻电感线圈两端电压最大B.t2时刻电容器两极间电压为零C.t1时刻电路中只有电场能D.t1时刻电容器上电荷量为零答案:D解析:本题考查认识it图像和利用图线分析问题的能力。由图像知,计时开始时,电容器两极板所带电荷量最大,电流为零,电容器放电开始,根据电流随时间的变化规律,可以画出qt图像(在图中用虚线表示)。由图像分析可知:t1时刻,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时刻电容器电荷量q最大,两板间电势差最大,B项错误。5.如图所示,LC振荡电路中电容器的电容为C,线圈的自感系数为L,电容器在图示时刻的电荷量为Q。若图示时刻电容器正在放电,至放电完毕所需时间为13πLC;若图示时刻电容器正在充电,则充电至最大电荷量时间为(A.12πLCC.16πLC答案:C解析:LC振荡电路在一个周期内电容器会两次充电、两次放电,每次充电或放电时间均为14T=12πLC。据题意,电容器电荷量由Q减小到零,需时间为13πLC=16T,说明电容器由最大电荷量放电到Q需时间为14T6.一个智能玩具的声响开关与LC振荡电路中电流有关,下图为该玩具内的LC振荡电路部分。已知线圈的电感L=0.25H,电容器的电容C=4μF。在电容器开始放电时(取t=0),上极板带正电,下极板带负电。当t=2.0×103s时,问:(1)电容器的上极板带何种电?(2)电路中电流的方向如何?答案:(1)负电(2)逆时针解析:(1)LC振荡电路的固有周期T=2πLC=2π0.25×4×10-6s=2π×103s=6.28×103s,t=2×103s是在第一个周期内的T4到T2(2)在0~T4内电容器放电,电流方向为逆时针方向,电流从0逐渐增大到最大值。T4~T2内,由于线圈的自感作用,线圈中的电流沿原来的方向继续流动,7.如图所示,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)。答案:如图所示。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