2024-2025学年下学期高二物理教科版同步经典题精练之电磁震荡

第45页（共45页）2024-2025学年下学期高中物理教科版（2019）高二同步经典题精练之电磁震荡一．选择题（共5小题）1．（2025•浙江）有关下列四幅图的描述，正确的是（）A．图1中，U1：U2＝n2：n1 B．图2中，匀速转动的线圈电动势正在增大 C．图3中，电容器中电场的能量正在增大 D．图4中，增大电容C，调谐频率增大2．（2024秋•四平期末）如图所示的LC振荡电路中，为灵敏电流计，电流向右流过时指针向右偏，反之向左偏，线圈的自感系数L、电容器的电容C均为已知量。开始时开关S扳到a，某时刻将开关S扳到b，且将该时刻作为计时0点。则下列说法正确的是（）A．t=πB．t=3C．t=πD．t=3．（2024秋•海淀区校级期末）如图甲所示电路中，电流i（以图甲中电流方向为正）随时间t的变化规律如图乙所示的正弦曲线，下列说法正确的是（）A．0～t1内，磁场能转化为电场能 B．t1～t2内，自感电动势逐渐减小 C．t2～t3内，电容器C正在充电 D．t3～t4内，电容器C上极板带正电4．（2025•宁波校级一模）电磁波发射电路中的LC电磁振荡电路如图所示，某时刻电路中正形成图示方向的电流，此时电容器的下极板带正电，上极板带负电，下列说法正确的是（）A．线圈中的磁场方向向上且电流正在减小 B．极板间的电势差正在变大、电场能正在变小 C．若在线圈中插入铁芯，则发射的电磁波频率变小 D．若增大电容器极板间的正对面积，则发射的电磁波波长变短5．（2024•沈阳三模）如图甲为超声波悬浮仪，上方圆柱体中高频电信号（由图乙电路产生）通过压电陶瓷转换成同频率的超声波，下方圆柱体将接收到的超声波反射回去。两列超声波叠加后，会出现振幅几乎为零的点——节点，小水珠能在节点附近保持悬浮状态，该情境可等效简化为图丙，图丙为某时刻两列超声波的波动图像，某时刻两波源产生的波分别传到了点P（﹣2cm，0）和点Q（2cm，0），已知超声波的传播速度为340m/s，则下列说法正确的是（）A．该超声波悬浮仪发出的超声波频率为340Hz B．经过t＝1×10﹣4s，质点P沿x轴正方向移动3.4cm C．两列波叠加稳定后，P、Q之间（不包括P、Q）共有7个节点 D．拔出图乙线圈中的铁芯，可以减少悬浮仪中的节点个数二．多选题（共4小题）（多选）6．（2023秋•邢台期末）LC振荡电路既可产生特定频率的信号，也可从复杂的信号中分离出特定频率的信号，是许多电子设备中的关键部件。如图所示，某时刻线圈中磁场方向向上，且电路中的电流正在增加，下列说法正确的是（）A．电容器上极板带负电 B．电路中的电场能正在增大 C．电路中的电流方向为由a到b D．电容器两极板间的电场强度正在减小（多选）7．（2023秋•博爱县校级期末）如图所示的电路，电阻R＝20Ω，电容C＝2.0μF，电感L＝2.0μH，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LC回路开始电磁振荡，下列说法正确的是（）A．LC振荡电路的周期是4π×10﹣6s B．当t＝7.5π×10﹣6s时，电容器电荷量在减少 C．当t＝7.5π×10﹣6s时，电容器上极板带正电 D．当t＝5π×10﹣6s时，电感线圈中的磁感应强度最大（多选）8．（2024秋•泰山区校级期末）2023年12月6日，2023世界5G大会在河南郑州开幕，主题为“5G变革共绘未来”。目前全球已部署超过260张5G网络，覆盖近一半的人口。产生5G无线信号电波的LC振荡电路某时刻的工作状态如图所示，则该时刻（）A．线圈中磁场的方向向下 B．电容器两极板间电场强度正在变大 C．电容器正在放电，线圈储存的磁场能正在增加 D．线路中的电流正在减小且与线圈中感应电流的方向相反（多选）9．（2023秋•莱西市期末）如图所示，电池的电动势为E，内电阻为r，电容器的电容为C，绕在铁芯上的理想线圈电感为L，其直流电阻为零。开始电路中开关S1断开，S2闭合。在t＝t1时刻，断开S2，闭合S1，此后回路中出现了振荡电流。若不计电磁波的辐射能量，电路中电阻的存在不会影响振荡电路的振荡频率。则下列说法正确的是（）A．闭合S1的瞬间，线圈中产生的感应电动势为E B．t1+πLC时刻，电容器带电量为零 C．t1+πLC时刻，电感线圈中产生的自感电动势为零 D．电路最后达到的状态是R两端的电势差恒为零三．填空题（共3小题）10．（2023春•嘉定区校级期中）如图甲所示，LC电路中，周期T＝4s。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，回路中的振荡电流i﹣t图像如图乙所示，不计电路产生的内能及电磁辐射，g取10m/s2。（1）经2s时，电容器内灰尘的加速度大小为m/s2；（2）线圈中电流最大时，灰尘的加速度大小为m/s2；（3）回路的磁场能在减小，且电容器上极板带负电，则回路应在时间段（Oa，ab，bc，或cd）；（4）灰尘在遇到极板之前，它的速度（不断增大、不断减小、或周期性增大、减小）。11．（2023春•浦东新区校级期末）如图所示的电路中，先闭合开关S，稳定后再断开，图中LC回路开始电磁振荡，则振荡开始后56T，电容器C的上极板（选填“带正电”、“带负电”或“不带电”）；56T时刻电路中的能量转化情况为12．（2023春•太原期中）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T，即可求得电感L．为了提高测量精度，需多次改变C值并测得相应的T值。现将测得的6组数据标示在以C为横坐标、T2为纵坐标的坐标纸上，即图中“×”表示的点。（1）T、L、C的关系为。（2）根据图中给出的数据点作出T2与C的关系图线。（3）求得的L值是。四．解答题（共3小题）13．（2024春•西安期末）实验室里有一水平放置的平行板电容器，其电容C＝1μF。在两极板带有一定电荷时，发现一带电粉尘恰好静止在两极板间。还有一个自感系数L＝0.1mH的电感器，现连成如图所示电路，重力加速度大小为g。（1）求该振荡电路的周期T（结果可以含有π）。（2）从S闭合瞬间开始计时，在π×10﹣5s时，电容器内粉尘的加速度大小是多少？（3）当线圈中电流最大时，粉尘的加速度为多大？14．（2024春•海淀区期末）电磁波在科学探索和现实生活中有着广泛的应用。取电磁波在真空中的速度c＝3.0×108m/s。（1）世界上最大的单口径球面射电望远镜FAST坐落在我国贵州，被誉为“中国天眼”。当火星与地球之间的距离为2.25×1011m时，若从火星向地球发射一电磁波信号，求FAST接收到信号所用时间。（2）已知手机单端天线的长度为接收的电磁波波长的四分之一时，电磁波在天线中产生的感应电动势将达到最大值。如果某手机接收的电磁波频率为7.50×108Hz，为使感应电动势达到最大值，求该手机单端天线应设计的长度。（3）某收音机中的LC电路由固定线圈和可调电容器组成，能够产生500kHz到1500kHz的电磁振荡。已知LC电路的周期T与电容C、电感L的关系为T＝2πLC，求可调电容器的最大电容和最小电容之比。15．（2024春•新郑市校级期中）如图甲，振荡电路电容器的电容为C，线圈自感系数为L。电容器两极板电压与时间的关系为余弦函数如图乙，图像中U0为已知量，T未知。求：（1）振荡电路中电场能变化的周期T1；（2）t＝125T时刻的振荡电流；（3）5T6到

2024-2025学年下学期高中物理教科版（2019）高二同步经典题精练之电磁震荡参考答案与试题解析题号12345答案CADCC一．选择题（共5小题）1．（2025•浙江）有关下列四幅图的描述，正确的是（）A．图1中，U1：U2＝n2：n1 B．图2中，匀速转动的线圈电动势正在增大 C．图3中，电容器中电场的能量正在增大 D．图4中，增大电容C，调谐频率增大【考点】电磁振荡及过程分析；交流发电机及其产生交变电流的原理；变压器的构造与原理．【专题】定性思想；归纳法；交流电专题；理解能力．【答案】C【分析】A、根据变压器电压与匝数的关系进行分析；B、根据交流发电机及其产生交变电流的原理可知，线圈平面与磁场垂直时，线圈位于中性面位置，此时磁通量最大，磁通量的变化率最小，电动势最小进行分析；C、根据电磁振荡产生的原理，判断电容器上下极板带电性及根据电感判断电流方向，从而判断出能量的转化；D、根据调谐频率f=【解答】解：A、图1中，根据理想变压器的规律U1：U2＝n1：n2，故A错误；B、图2中，线圈的位置再转过60°就是中性面，在中性面时，电动势和电流都为0，所以此时线圈的电动势正在减小，故B错误；C、图3中，根据电容器极板间的场强方向，可知上级板带负电，下极板带正电；再根据电感中磁感线的方向，可知俯视视角下线圈中的电流方向是逆时针，因此可知电容器正在充电，电场的能量正在增大；故C正确；D、图4中，根据调谐频率f=12πLC故选：C。【点评】了解交变电流的产生、变压器的构造和原理、电磁振荡产生的过程是解决本题的关键，属于基础题。2．（2024秋•四平期末）如图所示的LC振荡电路中，为灵敏电流计，电流向右流过时指针向右偏，反之向左偏，线圈的自感系数L、电容器的电容C均为已知量。开始时开关S扳到a，某时刻将开关S扳到b，且将该时刻作为计时0点。则下列说法正确的是（）A．t=πB．t=3C．t=πD．t=【考点】电磁振荡及过程分析．【专题】定量思想；推理法；电磁感应与电路结合；推理论证能力．【答案】A【分析】振荡电流的变化周期为T=2πLC；根据电路的周期T=2π【解答】解：t＝0时刻电容器的下极板带正电，此时刻将开关S报到b，0～T4的时间内电容器放电，回路中的电流沿顺时针方向，流过灵敏电流计的电流向右，指针向右偏转，T4时电容器所带的电荷量为零，回路中的电流最大，线圈产生的磁场能最大，电场能为零；T4A.由题意，该LC振荡电路的周期为T=2πLC，πLC4B.3πLC4为3C.πLC2为T4D.πLC为T2时刻，此时电容器所带的电荷量最多，故故选：A。【点评】考查LC振动电路中，线圈与电容器之间的充放电过程中，电量、电压、电流、电场强度、磁感应强度、电场能、磁场能等各量如何变化，注意电路中电流方向的分析。3．（2024秋•海淀区校级期末）如图甲所示电路中，电流i（以图甲中电流方向为正）随时间t的变化规律如图乙所示的正弦曲线，下列说法正确的是（）A．0～t1内，磁场能转化为电场能 B．t1～t2内，自感电动势逐渐减小 C．t2～t3内，电容器C正在充电 D．t3～t4内，电容器C上极板带正电【考点】电磁振荡的图像问题．【专题】定性思想；推理法；电磁场理论和电磁波；推理论证能力．【答案】D【分析】LC电路中的电流、电容器所带电荷量、电容器的电场能、线圈中的磁场能都在做周期性变化。【解答】解：A.由乙图可知，0～t1时间内，电路中的电流在增大，电容器在放电，电场能转化为磁场能，故A错误；B.t1～t2时间内，电路中的电流在减小，图像斜率越来越大，所以自感电动势逐渐增大，故B错误；C.t2～t3时间内，电路中的电流在增大，电容器在反向放电，故C错误；D.t3～t4时间内，电路中的电流在减小，电容器在反向充电，电容器C上极板带正电，故D正确。故选：D。【点评】本题主要考查了LC电路的相关知识，电容器的充、放电，电路中的能量转化。4．（2025•宁波校级一模）电磁波发射电路中的LC电磁振荡电路如图所示，某时刻电路中正形成图示方向的电流，此时电容器的下极板带正电，上极板带负电，下列说法正确的是（）A．线圈中的磁场方向向上且电流正在减小 B．极板间的电势差正在变大、电场能正在变小 C．若在线圈中插入铁芯，则发射的电磁波频率变小 D．若增大电容器极板间的正对面积，则发射的电磁波波长变短【考点】电磁振荡的周期和频率的影响因素；计算电磁振荡发射的电磁波的波长；电磁振荡及过程分析．【专题】定性思想；推理法；推理论证能力．【答案】C【分析】根据图片分析出电容器的状态，从而分析出磁场的方向和电流的变化；根据公式C=根据频率的计算公式完成分析；根据波长和频率的关系分析出波长的变化趋势。【解答】解：A．由图可知，电容器正在放电，电流变大，线圈中的磁场方向向上且电流正在变大，故A错误；B．电容器中的电场方向向上，由于电容器正在放电，则带电量减小，由C=可知极板间的电势差正在变小，所以电场能正在变小，故B错误；C．若在线圈中插入铁芯，则L变大，根据f=则发射的电磁波频率变小，故C正确；D．若增大电容器极板间的正对面积，则电容器电容C增大，根据λ=则发射的电磁波波长变长，故D错误。故选：C。【点评】本题主要考查了电磁振荡的相关概念，理解电容器的电荷量和电场能的变化，结合频率的计算公式即可完成分析。5．（2024•沈阳三模）如图甲为超声波悬浮仪，上方圆柱体中高频电信号（由图乙电路产生）通过压电陶瓷转换成同频率的超声波，下方圆柱体将接收到的超声波反射回去。两列超声波叠加后，会出现振幅几乎为零的点——节点，小水珠能在节点附近保持悬浮状态，该情境可等效简化为图丙，图丙为某时刻两列超声波的波动图像，某时刻两波源产生的波分别传到了点P（﹣2cm，0）和点Q（2cm，0），已知超声波的传播速度为340m/s，则下列说法正确的是（）A．该超声波悬浮仪发出的超声波频率为340Hz B．经过t＝1×10﹣4s，质点P沿x轴正方向移动3.4cm C．两列波叠加稳定后，P、Q之间（不包括P、Q）共有7个节点 D．拔出图乙线圈中的铁芯，可以减少悬浮仪中的节点个数【考点】电磁振荡及过程分析；波长、频率和波速的关系；波的叠加．【专题】定量思想；推理法；振动图象与波动图象专题；推理论证能力．【答案】C【分析】根据频率、波速、波长的关系求超声波的频率；质点不随波迁移，只在平衡位置附近振动；根据波的叠加原理分析稳定后节点的个数；根据电磁振动的频率公式判断波长的变化，从而决定节点的增减。【解答】解：A．由丙图可知超声波的波长λ＝1cm＝0.01m超声波悬浮仪所发出的超声波信号频率为：f=代入数据得：f＝3.4×104Hz故A错误；B．质点只能沿y轴方向振动，不能沿x轴正方向移动，故B错误；C．由丙图可知，波源P、Q振动步调相反，当波程差为波长的整数倍时，该点是振动减弱点，设波源P、Q之间某一点坐标为x，悬浮点为振动减弱点，满足|（2﹣x）﹣[x﹣（﹣2）]|＝nλ（n为自然数）解得：x＝0、±0.5、±1、±1.5故两列波叠加稳定后，P、Q之间（不包括P、Q）共有7个节点，故C正确；D．拔出图乙线圈中的铁芯，LC振荡回路的振荡周期减小，超声波频率变大，波长变短，相同空间距离内节点个数变多，故D错误。故选：C。【点评】本题主要考查了简谐横波的相关应用，理解简谐横波在不同方向上的运动特点，结合波的叠加原理即可完成分析。二．多选题（共4小题）（多选）6．（2023秋•邢台期末）LC振荡电路既可产生特定频率的信号，也可从复杂的信号中分离出特定频率的信号，是许多电子设备中的关键部件。如图所示，某时刻线圈中磁场方向向上，且电路中的电流正在增加，下列说法正确的是（）A．电容器上极板带负电 B．电路中的电场能正在增大 C．电路中的电流方向为由a到b D．电容器两极板间的电场强度正在减小【考点】电磁振荡及过程分析．【专题】定性思想；推理法；电磁场理论和电磁波；理解能力．【答案】AD【分析】根据磁场方向由安培定则判断电流方向，电流方向是正电荷移动方向，根据电流方向及电容器充放电情况判断极板带电情况；振荡电路中有两种能：电场能和磁场能，根据能量守恒定律分析能量的变化。【解答】解：AC．根据安培定则，线圈中的电流从下到上，即电流方向为由b到a；此时电流正在增加，表明电容器正在放电，所以上极板带负电，下极板带正电，故A正确，C错误；B．由于电容器正在放电，根据能量守恒定律分析，能量正在从电场能转化为磁场能，电场能减小，磁场能增大，故B错误；D．电容器正在放电，电场能减小，两极板间的电场强度正在减小，故D正确。故选：AD。【点评】本题考查振荡电路的性质，明确电容器的充放电特征是解题的关键，注意各物理量周期性的变化是解题的核心。（多选）7．（2023秋•博爱县校级期末）如图所示的电路，电阻R＝20Ω，电容C＝2.0μF，电感L＝2.0μH，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LC回路开始电磁振荡，下列说法正确的是（）A．LC振荡电路的周期是4π×10﹣6s B．当t＝7.5π×10﹣6s时，电容器电荷量在减少 C．当t＝7.5π×10﹣6s时，电容器上极板带正电 D．当t＝5π×10﹣6s时，电感线圈中的磁感应强度最大【考点】电磁振荡的周期和频率的计算；电磁振荡及过程分析．【专题】定量思想；推理法；电磁感应与电路结合；推理论证能力．【答案】AD【分析】根据LC振荡电路的周期公式T=2πLC【解答】解：A、对LC振荡电路的周期为T=2故A正确；BC、当t＝7.5π×10﹣6s＜7T8，由于3D、当t＝5π×10﹣6s=54T故选：AD。【点评】本题考查LC振荡电路，解题关键是LC振荡电路的周期公式T=2（多选）8．（2024秋•泰山区校级期末）2023年12月6日，2023世界5G大会在河南郑州开幕，主题为“5G变革共绘未来”。目前全球已部署超过260张5G网络，覆盖近一半的人口。产生5G无线信号电波的LC振荡电路某时刻的工作状态如图所示，则该时刻（）A．线圈中磁场的方向向下 B．电容器两极板间电场强度正在变大 C．电容器正在放电，线圈储存的磁场能正在增加 D．线路中的电流正在减小且与线圈中感应电流的方向相反【考点】电磁振荡及过程分析．【专题】定性思想；推理法；电磁感应与电路结合；推理论证能力．【答案】AB【分析】根据安培定则判定线圈中电流方向；根据在LC振荡电路中，当电容器充电时，电流在减小，电容器上的电荷量增大，磁场能转化为电场能，进行分析即可。【解答】解：A．根据LC振荡电路某时刻的工作状态，结合线圈中电流方向，应用右手螺旋定则判断出线圈中磁场方向向下，故A正确；B．电流方向流向正极板，表示电容器在充电，两极板电荷量增大，板间电场强度在变大，故B正确；CD．电流方向流向正极板，表示电容器在充电，两极板电荷量增大，电路中电流在减小，线圈储存的磁场能正在减小，逐渐转化成电场能，根据“增反减同”可知，线圈中感应电流的方向与线路中原电流方向相同，故CD错误。故选：AB。【点评】解决本题的关键知道在LC振荡电路中，当电容器充电时，电流在减小，电容器上的电荷量增大，磁场能转化为电场能；当电容器放电时，电流在增大，电容器上的电荷量减小，电场能转化为磁场能。（多选）9．（2023秋•莱西市期末）如图所示，电池的电动势为E，内电阻为r，电容器的电容为C，绕在铁芯上的理想线圈电感为L，其直流电阻为零。开始电路中开关S1断开，S2闭合。在t＝t1时刻，断开S2，闭合S1，此后回路中出现了振荡电流。若不计电磁波的辐射能量，电路中电阻的存在不会影响振荡电路的振荡频率。则下列说法正确的是（）A．闭合S1的瞬间，线圈中产生的感应电动势为E B．t1+πLC时刻，电容器带电量为零 C．t1+πLC时刻，电感线圈中产生的自感电动势为零 D．电路最后达到的状态是R两端的电势差恒为零【考点】电磁振荡及过程分析；自感现象与自感系数；电感、电容和电阻对电路的影响对比．【专题】定性思想；推理法；电磁感应与电路结合；推理论证能力．【答案】AD【分析】当开关接通和断开的瞬间，流过线圈的电流发生变化，产生自感电动势，阻碍原来电流的变化．【解答】解：A、闭合S1的瞬间，电容器开始放电，此时放电电流为零，线圈中产生的感应电动势为E，故A正确；BC、t1+πLC时刻，即经历T2D、振动电路中电阻R产生焦耳热，能量逐渐减少，直至不再振荡，电路最后达到的状态是R两端的电势差为零，故D正确。故选AD。【点评】本题考查综合运用楞次定律分析自感现象的能力．三．填空题（共3小题）10．（2023春•嘉定区校级期中）如图甲所示，LC电路中，周期T＝4s。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，回路中的振荡电流i﹣t图像如图乙所示，不计电路产生的内能及电磁辐射，g取10m/s2。（1）经2s时，电容器内灰尘的加速度大小为20m/s2；（2）线圈中电流最大时，灰尘的加速度大小为10m/s2；（3）回路的磁场能在减小，且电容器上极板带负电，则回路应在cd时间段（Oa，ab，bc，或cd）；（4）灰尘在遇到极板之前，它的速度不断增大（不断增大、不断减小、或周期性增大、减小）。【考点】电磁振荡及过程分析．【专题】定量思想；推理法；电磁感应与电路结合；分析综合能力．【答案】故答案为：（1）20；（2）10；（3）cd；（4）不断增大。【分析】（1）（2）根据振荡电路的特点，对不同时刻时的灰尘进行受力分析，根据牛顿第二定律求解加速度；（3）回路的磁场能在减小，又上极板带负电，由此结合电容器的充电、放电判断；（4）根据受力的变化，结合牛顿第二定律分析加速度的变化，然后结合初速度为零的情况分析速度的变化即可。【解答】解：（1）开关S断开时，极板间有一带电灰尘恰好处于静止状态，可知此时电场力与重力平衡，由共点力平衡条件得：mg＝qE当开关S闭合时，由于周期为T＝4s，可知经2s时，电容器极板电性发生变化，但电荷量大小等于0时刻电荷量，可知带电灰尘受到的电场力方向竖直向下，大小等于重力，设灰尘的加速度大小为a，由牛顿第二定律得：a=解得：a＝20m/s2（2）线圈中电流最大时，线圈的磁场能最大，根据能量守恒定律可知，电容器的电场能最小，可知电容器内的电场强度刚好为零，设灰尘的加速度大小为a′，由牛顿第二定律得：a'解得：a'＝10m/s2（3）回路的磁场能在减小，可知回路电流减小，根据能量守恒定律可知，电容器电场能增大，电容器正在充电，且电容器上极板带负电，则回路应在cd时间段。（4）S接通后电容器先放电，该过程中灰尘向下做加速运动，由于灰尘受到向上的电场力最大等于重力，可知灰尘在遇到极板之前，灰尘的加速度方向一直向下，它的速度不断增大。故答案为：（1）20；（2）10；（3）cd；（4）不断增大。【点评】本题考查电磁振荡电路与牛顿第二定律的结合，属中等难度的题目，对学生的综合分析能力要求较高，是一道好题。11．（2023春•浦东新区校级期末）如图所示的电路中，先闭合开关S，稳定后再断开，图中LC回路开始电磁振荡，则振荡开始后56T，电容器C的上极板带正电（选填“带正电”、“带负电”或“不带电”）；56T【考点】电磁振荡及过程分析．【专题】定性思想；推理法；电容器专题；推理论证能力．【答案】带正电；电场能正向磁场能转化。【分析】根据56T时刻处在3T【解答】解：先闭合开关S，稳定后电容器带电量为零，线圈中有从上到下的电流；再断开S，则LC回路开始电磁振荡，当56T时，即在3T4～T故答案为：带正电；电场能正向磁场能转化。【点评】本题考查LC振荡电路，解决此类问题要注意分析振荡过程中板间的电场变化情况和线圈中的电流变化情况，抓住磁场能和电场能总和不变是解答的关键。12．（2023春•太原期中）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T，即可求得电感L．为了提高测量精度，需多次改变C值并测得相应的T值。现将测得的6组数据标示在以C为横坐标、T2为纵坐标的坐标纸上，即图中“×”表示的点。（1）T、L、C的关系为T＝2πLC。（2）根据图中给出的数据点作出T2与C的关系图线。（3）求得的L值是0.0351～0.0389H。【考点】电磁振荡及过程分析．【专题】定量思想；推理法；电磁场理论和电磁波．【答案】见试题解答内容【分析】根据固有振荡周期公式，并结合图象的含义，即可求解。【解答】解：（1）根据LC振荡电路中，如已知电容C，则电路的固有振荡周期T，公式为T＝2πLC；（2）由作图原则，数据尽可能均匀分布在直线两侧，距离太远的点，则是错误的，应删除。（3）通过图象的斜率等于4π2L，则可求出L在0.0351H～0.0389H范畴内。故答案为：（1）T＝2πLC；（2）图线为一直线，数据点尽可能地均匀分布在直线两侧；（3）0.0351～0.0389H。【点评】考查固有振荡周期公式，掌握图象的斜率的含义，知道数据点尽可能地均匀分布在直线两侧的作图原则。四．解答题（共3小题）13．（2024春•西安期末）实验室里有一水平放置的平行板电容器，其电容C＝1μF。在两极板带有一定电荷时，发现一带电粉尘恰好静止在两极板间。还有一个自感系数L＝0.1mH的电感器，现连成如图所示电路，重力加速度大小为g。（1）求该振荡电路的周期T（结果可以含有π）。（2）从S闭合瞬间开始计时，在π×10﹣5s时，电容器内粉尘的加速度大小是多少？（3）当线圈中电流最大时，粉尘的加速度为多大？【考点】电磁振荡及过程分析；牛顿第二定律的简单应用；电容的概念、单位与物理意义．【专题】定量思想；推理法；电磁感应与电路结合；分析综合能力．【答案】（1）该振荡电路的周期T为2π×10﹣5s；（2）从S闭合瞬间开始计时，在π×10﹣5s时，电容器内粉尘的加速度大小为2g；（3）当线圈中电流最大时，粉尘的加速度大小为g。【分析】（1）根据周期公式T=2（2）断开时，灰尘恰好静止，则重力等于电场力，根据电磁振荡的过程，结合周期公式T=2πLC（3）当电容器放电时，电量减小，电流增大，当电流最大时，电容器极板的电量为零，再根据牛顿第二定律求解。【解答】解：（1）振荡电路的周期为：T=2其中C＝1μF＝1×10﹣6F，L＝0.1mH＝1×10﹣4H代入数据得：T＝2π×10﹣5s（2）开关断开时带电粉尘静止，根据共点力平衡条件得：F电＝mg可知带电粉尘所受电场力竖直向上，闭合开关后，自感线圈和电容器构成LC振荡回路，由于该振荡回路的周期T＝2π×10﹣5s，因此经过π×mg+F电＝ma联立解得：a＝2g（3）当线圈中电流最大时，电容器两极板间的场强为0，由牛顿第二定律得：mg＝ma′解得：a′＝g答：（1）该振荡电路的周期T为2π×10﹣5s；（2）从S闭合瞬间开始计时，在π×10﹣5s时，电容器内粉尘的加速度大小为2g；（3）当线圈中电流最大时，粉尘的加速度大小为g。【点评】本题考查电磁振荡与牛顿第二定律的结合，知道振荡电路的周期公式内容，掌握电容器的放充电过程中，电量，电流的变化情况，注意何时有电场力，及确定电场力方向是解题的关键。14．（2024春•海淀区期末）电磁波在科学探索和现实生活中有着广泛的应用。取电磁波在真空中的速度c＝3.0×108m/s。（1）世界上最大的单口径球面射电望远镜FAST坐落在我国贵州，被誉为“中国天眼”。当火星与地球之间的距离为2.25×1011m时，若从火星向地球发射一电磁波信号，求FAST接收到信号所用时间。（2）已知手机单端天线的长度为接收的电磁波波长的四分之一时，电磁波在天线中产生的感应电动势将达到最大值。如果某手机接收的电磁波频率为7.50×108Hz，为使感应电动势达到最大值，求该手机单端天线应设计的长度。（3）某收音机中的LC电路由固定线圈和可调电容器组成，能够产生500kHz到1500kHz的电磁振荡。已知LC电路的周期T与电容C、电感L的关系为T＝2πLC，求可调电容器的最大电容和最小电容之比。【考点】电磁振荡的周期和频率的计算；波长、频率和波速的关系．【专题】定量思想；推理法；电磁场理论和电磁波；理解能力．【答案】（1）FAST接收到信号所用时间为750s；（2）该手机单端天线应设计的长度为0.1m；（3）电容器的最大电容和最小电容之比为9：1。【分析】（1）根据x＝ct计算；（2）先计算出电磁波的波长，进而计算出天线的长度；（3）根据公式f=【解答】解：（1）设火星与地球之间距离为x，所用时间为t根据x＝ct得t=（2）设天线长度为L，接受的电磁波频率为f、波长为λ根据c＝λf得λ＝0.4m由题意λ＝4L得L＝0.1m（3）根据T=1可得f当f＝500Hz时，C最大，设为Cmax；f＝1500Hz时，C最小，设为Cmin得C答：（1）FAST接收到信号所用时间为750s；（2）该手机单端天线应设计的长度为0.1m；（3）电容器的最大电容和最小电容之比为9：1。【点评】掌握电磁振荡电路的周期和频率公式是解题的基础，难度不大。15．（2024春•新郑市校级期中）如图甲，振荡电路电容器的电容为C，线圈自感系数为L。电容器两极板电压与时间的关系为余弦函数如图乙，图像中U0为已知量，T未知。求：（1）振荡电路中电场能变化的周期T1；（2）t＝125T时刻的振荡电流；（3）5T6到【考点】电磁振荡的周期和频率的计算；电磁振荡的图像问题．【专题】计算题；学科综合题；定量思想；方程法；电磁场理论和电磁波；推理论证能力．【答案】（1）振荡电路中电场能变化的周期为πLC（2）t＝125T时刻的振荡电流为0；（3）5T6到T时间内振荡电流的平均值为【分析】（1）先写出电磁振荡的周期，然后结合一个振荡周期内电场能变化2次，求出电场能变化的周期；（2）结合电压的变化图得出电流的变化与大小；（3）结合平均电流的定义求出。【解答】解：（1）振荡电路的周期T振荡电路中电场能变化的周期T（2）根据题图可得u时间t＝125T时，电场能最大，此时振荡电流i＝0（3）t=5t＝T时u2＝U0则Δq则5T6到T答：（1）振荡电路中电场能变化的周期为πLC（2）t＝125T时刻的振荡电流为0；（3）5T6到T时间内振荡电流的平均值为【点评】本题考查了LC电磁振荡电路的电磁振荡过程，根据图乙所示图象分析清楚振荡过程是解题的前提，掌握基础知识、应用LC电磁振荡电路的周期公式即可解题。

考点卡片1．牛顿第二定律的简单应用【知识点的认识】牛顿第二定律的表达式是F＝ma，已知物体的受力和质量，可以计算物体的加速度；已知物体的质量和加速度，可以计算物体的合外力；已知物体的合外力和加速度，可以计算物体的质量。【命题方向】一质量为m的人站在电梯中，电梯加速上升，加速度大小为13g，gA、43mgB、2mgC、mgD分析：对人受力分析，受重力和电梯的支持力，加速度向上，根据牛顿第二定律列式求解即可。解答：对人受力分析，受重力和电梯的支持力，加速度向上，根据牛顿第二定律N﹣mg＝ma故N＝mg+ma=4根据牛顿第三定律，人对电梯的压力等于电梯对人的支持力，故人对电梯的压力等于43mg故选：A。点评：本题关键对人受力分析，然后根据牛顿第二定律列式求解。【解题方法点拨】在应用牛顿第二定律解决简单问题时，要先明确物体的受力情况，然后列出牛顿第二定律的表达式，再根据需要求出相关物理量。2．波长、频率和波速的关系【知识点的认识】描述机械波的物理量（1）波长λ：两个相邻的、在振动过程中对平衡位置的位移总是相同的质点间的距离叫波长．在横波中，两个相邻波峰（或波谷）间的距离等于波长．在纵波中，两个相邻密部（或疏部）间的距离等于波长．（2）频率f：波的频率由波源决定，无论在什么介质中传播，波的频率都不变．（3）波速v：单位时间内振动向外传播的距离．波速的大小由介质决定．（4）波速与波长和频率的关系：v＝λf．【命题方向】常考题型：如图所示是一列简谐波在t＝0时的波形图象，波速为v＝10m/s，此时波恰好传到I点，下列说法中正确的是（）A．此列波的周期为T＝0.4sB．质点B、F在振动过程中位移总是相等C．质点I的起振方向沿y轴负方向D．当t＝5.1s时，x＝10m的质点处于平衡位置处E．质点A、C、E、G、I在振动过程中位移总是相同【分析】由波形图可以直接得出波的波长，根据v=λT求解周期，根据波形图来确定I处的起振方向，当质点间的距离为波长的整数倍时，振动情况完全相同，当质点间的距离为半波长的奇数解：A、由波形图可知，波长λ＝4m，则T=λv=B、质点B、F之间的距离正好是一个波长，振动情况完全相同，所以质点B、F在振动过程中位移总是相等，故B正确；C、由图可知，I刚开始振动时的方向沿y轴负方向，故C正确；D、波传到x＝l0m的质点的时间t′=xv=1010=1s，t＝5.1s时，x＝l0m的质点已经振动4.1sE、质点A、C间的距离为半个波长，振动情况相反，所以位移的方向不同，故D错误；故选：ABC【点评】本题考察了根据波动图象得出振动图象是一重点知识，其关键是理解振动和波动的区别．【解题方法点拨】牢记机械振动的有关公式，熟练的进行公式之间的转化与计算。3．波的叠加【知识点的认识】1.波的叠加原理：几列波相遇时，每列波都能够保持各自的状态继续传播而不互相干扰，只是在重叠的区域里，介质的质点同时参与这几列波引起的振动，质点的位移等于这几列波单独传播时引起的位移的矢量和．2.波在叠加时的特点：①位移是几列波分别产生位移的矢量和。②各列波独立传播。③两列同相波叠加，振动加强，振幅增大。（如图1所示）④两列反相波叠加，振动减弱，振幅减小。（如图2所示）【命题方向】常考题型：如图所示，实线与虚线分别表示振幅、频率均相同的两列波的波峰和波谷．此刻M是波峰与波峰相遇点，下列说法中正确的是（）A．该时刻质点O正处于平衡位置B．P、N两质点始终处在平衡位置C．随着时间的推移，质点M将向O点处移动D．从该时刻起，经过二分之一周期，质点M到达平衡位置【分析】由图知M、O都处于振动加强点，在波的传播过程中，质点不会向前移动．解：由图知O点是波谷和波谷叠加，是振动加强点，A错误；P、N两点是波谷和波峰叠加，位移始终为零，即处于平衡位置，B正确；振动的质点只是在各自的平衡位置附近振动，不会“随波逐流”，C错误；从该时刻起，经过四分之一周期，质点M到达平衡位置，D错误；故选B【点评】介质中同时存在几列波时，每列波能保持各自的传播规律而不互相干扰．在波的重叠区域里各点的振动的物理量等于各列波在该点引起的物理量的矢量和．【解题思路点拨】波的独立性原理：两列波相遇后，每列波仍像相遇前一样，保持各自原来的波形，继续向前传播。4．电容的概念、单位与物理意义【知识点的认识】（1）定义：电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值。（2）定义式：C=QU，Q是电容器的电荷量，U是两极板间的电压。电容的大小与Q和（3）物理意义：表示电容器储存电荷的本领大小的物理量。（4）单位：法拉（F）1F＝106μF＝1012pF。（5）说明：电容是反映了电容器储存电荷能力的物理量，其数值由电容器的构造决定，而与电容器带不带电或带多少电无关。就像水容器一样，它的容量大小与水的深度无关。【命题方向】由电容器电容的定义式C=QA、若电容器不带电，则电容C为零B、电容C与所带的电荷量Q成正比，与电压U成反比C、电容C与所带的电荷量Q多少无关D、电容在数值上等于使两极板间的电压增加1V时所需增加的电荷量分析：电容的大小由本身因素所决定，与所带的电量及两端间的电压无关．解答：电容的大小由本身因素所决定，与所带的电量及两端间的电压无关。电容器不带电，电容没变。故A、B错误，C正确。由C=QU=ΔQΔU，所以电容在数值上等于使两极板间的电压增加故选：CD。点评：解决本题的关键理解电容的大小与所带的电量及两端间的电压无关【解题思路点拨】1.电容表示电容器储存电荷的本领大小的物理量。2.电容是电容器本身的性质与所带电荷量的多少以及两极板间的电压大小无关。3.电容的两个计算公式：①定义式：C=②决定式：C=5．自感现象与自感系数【知识点的认识】一、自感1．概念：由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势．2．表达式：E＝L△I3．自感系数L（1）相关因素：与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关．（2）单位：亨利（H，1mH＝10﹣3H，1μH＝10﹣6H）．4．自感电动势的方向：由楞次定律可知，自感电动势总是阻碍原来导体中电流的变化．当回路中的电流增加时，自感电动势和原来电流的方向相反；当回路中的电流减小时，自感电动势和原来电流的方向相同．自感对电路中的电流变化有阻碍作用，使电流不能突变．【命题方向】下列说法正确的是（）当线圈中电流不变时，线圈中没有自感电动势当线圈中电流反向时．线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反根据产生自感电动势的条件和楞次定律分析有无自感电动势产生及自感电动势的方向．解：A、由法拉第电磁感应定律可知，当线圈中电流不变时，不产生自感电动势，故A正确；B、根据楞次定律可知，当线圈中电流反向时，相当于电流减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相同，故B错误；C、当线圈中电流增大时，自感电动势阻碍电流的增大，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反，故C正确；D、当线圈中电流减小时，自感电动势阻碍电流的减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相同，故D错误。故选：AC。点评：自感现象是特殊的电磁感应现象，遵循电磁感应现象的普遍规律，即楞次定律和法拉第电磁感应定律．【解题方法点拨】对自感电动势的理解：1.产生原因：通过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发生变化，因而在线圈上产生感应电动势。2.自感电动势的方向：当原电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反；当原电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同（即增反减同）。3.自感电动势的作用：总是阻碍原电流的变化，但原电流仍在变化，只是原电流的变化时间变长，即总是起着推迟电流变化的作用6．交流发电机及其产生交变电流的原理【知识点的认识】1.产生装置将闭合线圈置于匀强磁场，并绕垂直于磁场方向的轴做匀速转动，线圈中将产生按正（余）弦规律变化的交流电。2.两个特殊位置及特点①中性面上图甲和丙所处的位置特点：穿过线圈的磁通量Φ最大，磁通量的变化率ΔΦΔt=0，所以感应电动势E＝0，该应电流I＝②与中性面垂直的位置上图乙和丁所处的位置特点：穿过线圈的磁通量Φ＝0，磁通量的变化率ΔΦΔt最大，所以感应电动势E最大，该应电流I最大，交变电3.交变电流的变化规律对于如图所示的发电机，设t＝0时线圈刚好转到中性面，此时导线AB的速度方向刚好与磁感线平行，因此感应电动势为0。设线圈旋转的角速度为ω，AB和CD的长度为l，AD和BC的长度为d，则经过时间t，线框转过的角度θ＝ωt。线框旋转过程中AB和CD的速度v＝ωd2，与磁感线垂直的速度为vsinθ，即ωd2sinωe＝2Blvsinθ＝ωBldsinωt＝ωBSsinωt其中，S表示线框的面积。设Em＝ωBS，可知线框的电动势是随时间按正弦函数规律变化的，为e＝Emsinωt式中Em是常数，表示电动势可能达到的最大值。对于单匝线圈，Em＝ωBS；如果线圈匝数为N，则Em＝NωBS。同理如果线圈从平行于磁场方向开始转动：e＝Emcosωt。【命题方向】交流发电机的示意图如图所示，当线圈ABCD绕垂直于磁场方向的转轴OO'匀速转动时，电路中产生的最大电流为Im，已知线圈转动的周期为T，下列说法正确的是（）A、图示位置磁通量最大，磁通量的变化率最大B、图示位置电流最大，方向为A→BC、从图示位置开始经过T4D、从图示位置计时，线圈中电流i随时间t变化的关系式为i分析：线圈平面与磁场垂直时，线圈位于中性面位置，此时磁通量最大，磁通量的变化率最小，电流最小，每经过一次图示位置的中性面，电流方向就改变一次，从中性面开始计时线圈中电流i随时间t变化的关系式为i=解答：ABC、图示位置为中性面，磁通量最大，磁通量的变化率最小，电流最小，每经过一次图示位置的中性面，电流方向就改变一次，故ABC错误；D、从图示位置计时，线圈中电流i随时间t变化的关系式为i=Im故选：D。点评：本题主要考查了中性面，明确线圈位于中性面位置，此时磁通量最大，磁通量的变化率最小，电流最小，每经过一次图示位置的中性面，电流方向就改变一次。【解题思路点拨】正弦交变电流产生的原理矩形线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动的过程中，与轴平行的两条边（导线）切割磁感线，因而产生感应电动势，线圈上就有了电流．交流发电机的工作过程是将机械能转化为电能和回路中内能的过程，符合能量守恒定律.7．电感、电容和电阻对电路的影响对比【知识点的认识】1、电感器对交变电流的阻碍作用（1）电感器对交变电流有阻碍作用，阻碍作用的大小用感抗来表示．影响电感器对交变电流阻碍作用大小的因素：线圈的自感系数和交流电的频率．线圈的自感系数越大、交流电的频率越高，电感对交变电流的阻碍作用越大．即线圈的感抗就越大．（2）电感器在电路中的作用：通直流，阻交流；通低频，阻高频．“通直流，阻交流”这是对两种不同类型的电流而言的，因为（恒定）直流电的电流不变化，不能引起自感现象，交流电的电流时刻改变，必有自感电动势产生来阻碍电流的变化．“通低频，阻高频”这是对不同频率的交流而言的，因为交变电流的频率越高，电流变化越快，自感作用越强，感抗也就越大．（3）电感器的应用扼流圈：扼流圈是利用电感阻碍交变电流的作用制成的电感线圈．分低频扼流圈和高频扼流圈两类：低频扼流圈构造：线圈绕在铁芯上，匝数多，自感系数大，电阻较小作用：通直流，阻交流高频扼流圈构造：线圈绕在铁氧体上，匝数少，自感系数小（铁芯易磁化使自感系数增大，铁氧体不易磁化，自感系数很小）作用：通低频，阻高频2、电容器对交变电流的阻碍作用（1）电容器对交变电流有阻碍作用，阻碍作用的大小用容抗来表示．影响电容器对交变电流阻碍作用大小的因素有电容器的电容与交流电的频率，电容器的电容越大、交流电的频率越高，电容器对交变电流的阻碍作用越小．即线圈的容抗就越大．（2）电容器在电路中的作用：通交流，隔直流；通高频，阻低频．信号和交流信号，如图1所示，该电路中的电容就起到“隔直流，通交流”的作用，其电容器叫耦合（或隔直）电容器．在电子技术中，从某一装置输出的电流常常既有高频成分，又有低频成分，若在下一级电路的输入端并联一个电容器，就可只把低频成分的交流信号输送到下一级装置，如图2所示，具有这种“通高频，阻低频”用途的电容器叫高频旁路电容器．【命题方向】如图所示，当交流电源的电压为220V，频率为50Hz时，三只灯泡，L1、L2、L3亮度相同。若保持交流电源的电压不变，只将其频率变为100Hz，则（）A、L1、L2、L3的亮度都比原来亮B、只有L1的亮度比原来亮C、只有L2的亮度比原来亮D、只有L3的亮度比原来亮分析：三个支路电压相同，当交流电频率变化时，会影响电感的感抗和电容的容抗，从而影响流过电感和电容的电流。解答：三个三个支路电压相同，当交流电频率变大时，电感的感抗增大，电容的容抗减小，电阻所在支路对电流的阻碍作用不变，所以流过L1的电流变大，流过L2的电流变小，流过L3的电流不变。故A、C、D错误，B正确。故选：B。点评：解决本题的关键知道电感和电容对交流电的阻碍作用的大小与什么因素有关。记住感抗和容抗的两个公式可以帮助定性分析。XL＝2πLf，XC=1【解题思路点拨】1、为什么电感器对交变电流有阻碍作用？将交变电流通入电感线圈，由于线圈中的电流大小和方向都时刻变化，根据电磁感应原理，电感线圈中必产生自感电动势，以阻碍电流的变化，因此交流电路的电感线圈对交变电流有阻碍作用．2、为什么电容器对交变电流有阻碍作用？当电源电压推动电路中形成电流的自由电荷向某一方向做定向移动的时候，电容器两极板上积累的电荷要反抗自由电荷向这个方向做定向移动，因此交流电路的电容对交变电流有阻碍作用．3、电阻、电感器、电容器对交变电流阻碍作用的区别与联系电阻电感器电容器产生的原因定向移动的自由电荷与不动的离子间的碰撞由于电感线圈的自感现象阻碍电流的变化电容器两极板上积累的电荷对向这个方向定向移动的电荷的反抗作用在电路中的特点对直流、交流均有阻碍作用只对变化的电流如交流有阻碍作用不能通直流，只能通变化的电流．对直流的阻碍作用无限大，对交流的阻碍作用随频率的降低而增大决定因素由导体本身（长短、粗细、材料）决定，与温度有关由导体本身的自感系数和交流的频率f决定由电容的大小和交流的频率决定电能的转化与做功电流通过电阻做功，电能转化为内能电能和磁场能往复转化电流的能与电场能往复转化8．变压器的构造与原理【知识点的认识】1.变压器的构造：变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的（如图）。一个线圈与交流电源连接，叫作原线圈，也叫初级线圈；另一个线圈与负载连接，叫作副线圈，也叫次级线圈。2.各部分的功能原线圈：接在交流电源上的线圈，在铁芯内产生交变磁场。副线圈：连接负载的线圈，产生感应电动势，为负载提供电能。铁芯：硅钢叠合成的闭合框架，能增强磁场和集中磁感线，提高变压器效率。3.工作原理：互感现象是变压器工作的基础。当原线圈两端加上交变电压U1时，原线圈中就有交变电流I1通过，并在铁芯中产生交变的磁场，铁芯中的磁通量就发生变化。由于副线圈也绕在同一铁芯上，铁芯中磁通量的变化便会在副线圈上产生感应电动势。4.理想变压器（1）闭合铁芯的“漏磁”忽略不计。（2）变压器线圈的电阻忽略不计。（3）闭合铁芯中产生的涡流忽略不计。即没有能量损失的变压器叫作理想变压器。【命题方向】关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是（）A、通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变B、穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等C、穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势D、原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈分析：变压器的工作原理是互感现象，理想变压器是无漏磁、无铜损、无铁损．解答：A、通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量是按照正弦规律周期性变化的，故A错误；B、由于是理想变压器，穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都相等，故B错误；C、穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势，符合法拉第电磁感应定律，故C正确；D、变压器的工作原理是互感现象，原、副线圈并没有直接相连，故D错误；故选：C。点评：本题关键是明确变压器的工作原理，知道理想变压器是指无能量损失的变压器，基础题．【解题思路点拨】变压器是由原线圈、副线圈和铁芯组成的，因为器工作原理是互感现象，可以改变交变电流的大小，对直流电流无效。9．电磁振荡及过程分析【知识点的认识】1.振荡电流与振荡电路大小和方向都做周期性迅速变化的电流，叫作振荡电流，产生振荡电流的电路叫作振荡电路。由电感线圈L和电容C组成的电路，就是最简单的振荡电路，称为LC振荡电路。2.电路图如下：3.电磁振荡过程在开关掷向线圈一侧的瞬间，也就是电容器刚要放电的瞬间（图a），电路里没有电流，电容器两极板上的电荷最多。电容器开始放电后，由于线圈的自感作用，放电电流不能立刻达到最大值，而是由0逐渐增大，同时电容器极板上的电荷逐渐减少。到放电完毕时（图b），放电电流达到最大值，电容器极板上没有电荷。电容器放电完毕时，由于线圈的自感作用，电流并不会立即减小为0，而要保持原来的方向继续流动，并逐渐减小。由于电流继续流动，电容器充电，电容器两极板带上与原来相反的电荷，并且电荷逐渐增多。充电完毕的瞬间，电流减小为0，电容器极板上的电荷最多（图c）。此后电容器再放电（图d）、再充电（图e）。这样不断地充电和放电，电路中就出现了大小、方向都在变化的电流，即出现了振荡电流。在整个过程中，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。这种现象就是电磁振荡。4.电磁振动中的能量变化从能量的观点来看，电容器刚要放电时，电容器里的电场最强，电路里的能量全部储存在电容器的电场中；电容器开始放电后，电容器里的电场逐渐减弱，线圈的磁场逐渐增强，电场能逐渐转化为磁场能；在放电完毕的瞬间，电场能全部转化为磁场能；之后，线圈的磁场逐渐减弱，电容器里的电场逐渐增强，磁场能逐渐转化为电场能；到反方向充电完毕的瞬间，磁场能全部转化为电场能。所以，在电磁振荡的过程中，电场能和磁场能会发生周期性的转化。如果没有能量损失，振荡可以永远持续下去，振荡电流的振幅保持不变。但是，任何电路都有电阻，电路中总会有一部分能量会转化为内能。另外，还会有一部分能量以电磁波的形式辐射出去。这样，振荡电路中的能量就会逐渐减少，振荡电流的振幅也就逐渐减小，直到最后停止振荡。如果能够适时地把能量补充到振荡电路中，以补偿能量损耗，就可以得到振幅不变的等幅振荡（下图）。实际电路中由电源通过电子器件为LC电路补充能量。【命题方向】LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，则下列说法错误的是（）A、若磁场正在减弱，则电容器上极板带正电B、若电容器正在放电。则电容器上极板带负电C、若电容器上极板带正电，则线圈中电流正在增大D、若电容器正在放电，则自感电动势正在阻碍电流增大分析：图为LC振荡电路，当电容器充电后与线圈相连，电容器要放电，线圈对电流有阻碍作用，使得Q渐渐减少，而B慢慢增加，所以电场能转化为磁场能。解答：A、若磁场正在减弱，由楞次定律可得线圈上端为正极，则电容器上极带正电。故A正确，但不选；B、若电容器正在放电。由安培定则可得电容器上极带负电。故B正确，但不选；C、若电容器上极板带正电，则线圈中电流应该减小，才能有如图所示的磁感线，故C错误；D、若电容器正在放电，则线圈自感作用，阻碍电流的增大，故D正确，但不选；故选：C。点评：穿过线圈磁通量变化，从中产生感应电动势，相当于电源接着电容器。振荡电路产生的振荡电流频率平方与线圈L及电容器C成反比。【解题思路点拨】电磁振荡过程中，电荷量q、电场强度E、电流i、磁感应强度B及能量的对应关系为过程/项目电荷量q电场强度E电势差U电场能电流i磁感应强度B磁场能0～T4减小减小减小减小增大增大增加t=T0000最大最大最大T4～T增加增大增大增加减小减小减少t=T最大最大最大最大000T2～3减少减小减小减少增大增大增加t=30000最大最大最大3T4～增加增大增大增加减小减小减少10．电磁振荡的图像问题【知识点的认识】用图像对应分析电路中的电流与电荷量的变化如下图：【命题方向】如图所示为LC振荡电路中电容器极板上的电量q随时间t变化的图象，由图可知（