高中物理 第十四章 电磁波 第二节 电磁振荡课后跟踪练习 新人教版选修3-4

第14章第2节基础夯实1．把一根软铁棒插入LC振荡回路的空心线圈中，其他条件保持不变，则回路的()A．固有振荡频率变大B．固有振荡周期变大C．磁场能的最大值变大D．振荡电压的最大值变大答案：B2．(·湖北黄冈中学高二检测)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u－t图象()A．t1－t2时间内，电路中电流强度不断增大B．t2－t3时间内，电场能越来越小C．t3时刻，磁场能为零D．t3时刻电流方向要改变答案：B3．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eq\f(1,3)πeq\r(LC)；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.eq\f(1,2)πeq\r(LC) B.eq\f(1,3)πeq\r(LC)C.eq\f(1,6)πeq\r(LC) D.eq\f(2,3)πeq\r(LC)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eq\f(1,4)T＝eq\f(1,2)πeq\r(LC).据题意，电容器电荷量由Q减小到零，需时间为eq\f(1,3)πeq\r(LC)＝eq\f(1,6)T，说明电容器由最大电荷量放电到Q需时间为eq\f(1,4)T－eq\f(1,6)T＝eq\f(1,12)T＝eq\f(1,6)πeq\r(LC)，则由电量Q充电至最大电荷量所需时间同样为eq\f(1,6)πeq\r(LC).4．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，能正确反映电容器a极板上电量q随时间变化的图象是图2的哪一个(图中q为正值表示a极板带正电)()答案：B解析：确定a极板上电荷量q的起始状态，再确定第一个四分之一周期内的变化情况．S处于接通状态时，电流稳定，因忽略L的电阻，电容器两极板间的电压为零．电荷量为零，S断开，D灯熄灭，LC组成的回路将产生电磁振荡．由于线圈的自感作用，在0≤t≤T/4时间段内，线圈产生的自感电动势给电容器充电，电流方向与原线圈中的电流方向相同，电流值从最大逐渐减小到零，但电荷量却从零逐渐增加到最大，在T/4时刻充电完毕，电流值为零而极板上的电荷量最大．但b板带正电，a板带负电，所以选项B正确．5．(·哈尔滨高二检测)理想的LC振荡回路中电流i随时间t的变化关系如图所示，则下列说法正确的是()A．t1时刻，电容器的带电量最大B．t2时刻，电路中的磁场能量最小C．从t2时刻到t3时刻电路中的电场能不断增大D．从t3时刻到t4时刻，电容器的带电量不断增大答案：BD6．图为LC振荡电路中振荡电流随时间变化的图象，由图可知，在OA时间内________能转化为________能，在AB时间内电容器处于________(填“充电”或“放电”)过程，在时刻C，电容器带电荷量________(填“为零”或“最大”)．答案：电场磁场充电为零解析：由图可知，振荡电流随时间做正弦规律变化．在OA时间内电流增大，电容器正在放电，电场能逐渐转化为磁场能．在AB时间内电流减小，电容器正在充电．在时刻C电流最大，为电容器放电完毕瞬间，带电荷量为零．7．实验室里有一水平放置的平行板电容器，知道其电容C＝1μF.在两板带有一定电荷时，发现一粉尘恰好静止在两板间．手头上还有一个自感系数L＝0.1mH的电感器，现连成如图所示电路，试分析以下两个问题：(1)从S闭合时开始计时，经过π×10－5s时，电容器内粉尘的加速度大小是多少？(2)当粉尘的加速度为多大时，线圈中电流最大？答案：(1)2g(2)g解析：电键断开时，电容器内带电粉尘恰好静止，说明电场力方向向上，且F电＝mg，闭合S后，L、C构成LC振荡电路，T＝2πeq\r(LC)＝2π×10－5s，经eq\f(T,2)＝π×10－5s时，电容器间的场强反向，电场力的大小不变，方向竖直向下，由牛顿第二定律得：a＝eq\f(F电＋mg,m)＝2g.(2)线圈中电流最大时，电容器两极间的场强为零，由牛顿第二定律可得：a＝eq\f(mg,m)＝g，方向竖直向下．能力提升1．(·潍坊)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．至少经过πeq\r(LC)，磁场能达到最大B．至少经过eq\f(1,2)πeq\r(LC)，磁场能达到最大C．在eq\f(1,2)πeq\r(LC)时间内，电路中的平均电流是eq\f(2Um,π)eq\r(\f(C,L))D．在eq\f(1,2)πeq\r(LC)时间内，电容器放电量为CUm答案：BCD解析：LC振荡电路周期T＝2πeq\r(LC)，电容器电压最大时，开始放电，经eq\f(1,2)πeq\r(LC)时间，放电结束，此时电容器电量为零，电路中电流最大，磁场最强，磁场能最大．因为Q＝CU，所以电容器放电量Q＝CUm，由I＝eq\f(q,t)，所以I＝eq\f(CUm,\f(1,2)π\r(LC))，得I＝eq\f(2Um,π)eq\r(\f(C,L)).2．如图为LC振荡电路中电容器极板上的电量q随时间t变化的图线，由图可知()A．在t1时刻，电路中的磁场能最小B．从t1到t2电路中电流值不断变小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答案：ACD解析：由图中可以看出，在t1时刻电容器极板上的电量q为最大，电容器中的电场最强．此时电路中的能量全部都是电容器中的电场能，电路中的磁场能为零，选项A正确．从t1到t2时刻，电量q不断减小，这是一个放电的过程，电流逐渐增大，选项B错误．从t2到t3时刻，电量q不断增大，是充电过程，所以选项C正确．t4时刻电量q等于零．此时电容器中的电场能为零，即为最小值，所以选项D也为正确选项．3．(LC回路中各量变化的判断)如图表示LC振荡电路某时刻的情况，以下说法正确的是()A．电容器正在充电B．电感线圈中的磁场能正在增加C．电感线圈中的电流正在增大D．此时刻自感电动势正在阻碍电流增大答案：BCD解析：由图中磁感应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，而电流和线圈中磁场能处于增加过程，由楞次定律可知，线圈中感应电动势阻碍电流的增加．4．如图所示的电路中，L是自感系数很大的、用铜导线绕成的线圈，其电阻可以忽略不计，开关S原来是闭合的．当开关S断开瞬间，则()A．L中的电流方向不变B．灯泡D要过一会儿才熄灭C．LC电路将产生电磁振荡，刚断开瞬间，磁场能最大D．电容器将放电，电场能将变为磁场能答案：AC5．要增大如图所示振荡电路的频率，下列说法中正确的是()A．减少电容器的带电荷量B．将开关S从“1”位置拨到“2”位置C．在线圈中插入磁铁棒芯D．将电容器的动片旋出些答案：BD解析：根据公式f＝eq\f(1,2π\r(LC))可知要增大f，必须减小L和C二者之积．C跟电容器的带电荷量无关，减小两极板的正对面积、增大两极板间的距离，从两极板间抽出介质都可减小电容C，因此，A不正确，D正确．线圈匝数越少，抽出铁芯，L越小，可见B正确，C不正确．6．如图所示的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时开始计时，当t＝3.4×10－2s时，电容器正处于________状态(“充电”“放电”“充电完毕”)，这时电容器的上极板________(“带正电”“带负电”或“不带电”)．答案：充电带正电解析：根据题意可画出LC回路振荡电流的变化图象如图，t＝3.4×10－2s时刻即为图象中的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．7．(·长沙模拟)在LC振荡电路中，如已知电容C，并测得电路的固有振荡周期为T，即可求得电感L.为了提高测量精