4.1电磁振荡提升检测-2021-2022学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第二册（word版含答案）

4.1电磁振荡提升检测
一、单选题
1.有一
振荡电路，能产生一定波长的电磁波，若要产生波长比原来短些的电磁波，可采用的措施为(　　)
A.?增加线圈匝数?????B.?在线圈中插入铁芯?????C.?减小电容器极板正对面积?????D.?减小电容器极板间距离
2.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
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
4.在LC振荡电路中，用以下哪种办法可以使振荡频率增大一倍(　　)
A.?自感L和电容C都增大一倍???????????????????????????????????B.?自感L增大一倍，电容C减小一半
C.?自感L减小一半，电容C增大一倍?????????????????????????D.?自感L和电容C都减小一半
5.如图所示的LC振荡电路，在某时刻的磁场方向如图所示，则下列判断正确的是(　　)
A.?若磁场正在增强，则电容器处于充电状态，电流由A→B
B.?若磁场正在增强，则电场能正在减少，电容器上极板带正电
C.?若磁场正在减弱，则电场能正在增强，电容器上极板带正电
D.?若磁场正在减弱，则电场能正在增强，电流由B→A
6.如图是LC振荡电路产生的振荡电流随时间变化的图象，则(?
)
A.?t1时刻电容器充电完毕????????????????????????????????????????B.?t2时刻电场能最大
C.?t1到t2时刻电场能向磁场能转化??????????????????????????D.?t3时刻电场能最大
7.在LC回路里发生电磁振荡时，振荡电流从正的最大值变为负的最大值所用的最短时间是（）
A.????????????????????????????????B.????????????????????????????????C.????????????????????????????????D.?
8.已知LC振荡电路中电容器极板1上的电量随时间变化的曲线如图所示．则(???
)
A.?a、c两时刻电路中电流最大，方向相同???????????????B.?a、c两时刻电路中电流最大，方向相反
C.?b、d两时刻电路中电流最大，方向相同??????????????D.?b、d两时刻电路中电流最大，方向相反
9.在理想LC振荡电路中的某时刻，电容器极板间的场强E的方向如图所示，M是电路中的一点。若该时刻电容器正在充电，据此可判断此时（??
）
A.电路中的磁场能在增大
B.电路中电流正在增加
C.流过M点的电流方向向左
D.电容器两板间的电压在减小
10.如图所示为LC振荡电路中电容器极板上所带电荷量随时间变化的q-t图像，下面判断正确的是（　　）
A.?t1时刻，电容器两极板间电势差最小
B.?t2时刻，振荡电路中的电流最小
C.?t3时刻电感线圈中磁场的磁感应强度正在增大
D.?t4~t5时间内，电场能逐渐转化为磁场能
11.如图所示，2020年11月13日，万米深潜器“奋斗者号”再次深潜至地球的最深处——马里亚纳海沟。借助无线电波、激光等传输信号，实现深潜器舱内和海底作业的电视直播。要有效的发射电磁波，振荡电路首先要有足够高的振荡频率，下列选项正确的是（??
）
A.?若要提高振荡频率，可增大自感线圈的自感系数
B.?无线电波比红外线更容易发生衍射
C.?机械波的频率、波长和波速三者满足的关系，对电磁波不适用
D.?在真空中电磁波的传播速度小于光速
12.如图甲所示，在LC振荡电路中，其电流变化规律如图乙所示，规定顺时针方向为电流i的正方向，则（??
）
?0至
时间内，电容器C在放电
B.?
至
时间内，电场能正在减小
C.?
至
时间内，磁场能正在减小
D.?
至
时间内，P点的电势比Q点的电势低
13.关于下列几幅插图的说法正确的是（??
）
A.?图甲的LC振荡电路中，如果线圈的电流正在变大，此时线圈两端的电压正在减小
B.?卢瑟福对图乙的α粒子散射实验进行分析得出，质子是原子核部分组成成分
C.?图丙中牛顿环的条纹是由于凸透镜上下表面的反射光发生干涉形成的
D.?由图丁水波的折射可得，水波在浅水区的传播速度比深水区大
14.如图所示的LC振荡电路，在某时刻的磁场方向如图所示，则下列正确的是（??
）
A.?若磁场正在增强，则电容器处于充电状态，电流由a→b
B.?若磁场正在增强，则电场能正在减少，电容器上极板带正电
C.?若磁场正在减弱，则电场能正在增强，电容器上极板带正电
D.?若磁场正在减弱，则电场能正在增强，电流由b→a
15.如图3所示，线圈自感系数为L，其电阻不计，电容器的电容为C，开关S闭合．现将S突然断开，并开始计时，以下说法中错误的是(　　)
A.?当
时，由A到B流经线圈的电流最大
B.?当
时，由B到A流经线圈的电流最大
C.?当
时，电路中电场能最大
D.?当
时，电容器左极板带有正电荷最多
16.如图6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，灯泡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极板上电荷量q随时间t变化的图象是下图中的(图中q为正值表示A极板带正电)(　　)
A.????????????????????????????????????????B.?
C.??????????????????????????????????????D.?
二、解答题
17.某同学自己绕制天线线圈，制作一个最简单的收音机，用来收听中波的无线电广播。他发现有一个频率最高的中波电台收不到，但可以接收其他中波电台。为了收到这个电台，他应该增加还是减少线圈的匝数？说明理由。
18.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535kHz到1605
kHz的电磁振荡。可调电容器的最大电容和最小电容之比是多少？
19.电感线圈中的电流在
时间内的变化为1A，线圈产生的感应电动势为6mV，求由该线圈和电容为14400pF的电容器组成的振荡电路所辐射的电磁波波长是多大？
答案解析
1.【答案】
C
【解析】由电磁波波速、波长、频率关系c＝fλ＝恒量知，欲使λ减小，只有增大f；由回路的固有频率公式f＝
可知：欲增大f
，
应减小
，
故选C．
【分析】理解LC振荡电路，根据相关内容解答。
2.【答案】
D
【解析】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；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；振荡周期仅由电路本身决定，与充电电压等无关，C错误；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．
【分析】理解LC振荡电路充放电的过程，根据相关内容解答。
3.【答案】
A
【解析】振荡电流的频率由LC回路本身的特性决定，
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．
【分析】考查决定振荡频率的因素．注意平行板电容器电容
，而自感系数的大小与线圈粗细、长度、匝数及有无铁芯有关．
【答案】
D
【解析】由LC振荡电路的频率公式
知，当自感系数L和电容C都减小一半时，其振荡频率恰好增大一倍．
【分析】LC振荡电路的周期T和频率f只与自感系数L和电容C有关，与其他因素无关，则
，
其中：①
，即C与正对面积S、板间距离d及介电常数ε有关．②L与线圈匝数、粗细、长度、有无铁芯等因素有关．
5.【答案】
C
【解析】由图中磁场方向可以判断出电流的方向是由A→B的。若磁场是增强的，说明此过程对应的是电场能向磁场能转化，电流是增大的，电容器正在放电，电流是由电容器的正极板流向负极板，上极板是带负电，选项A，B、D错误。若磁场是减弱的，说明此过程对应的是磁场能向电场能转化，电流是减小的，电容器在充电，电场能增强，电容器上极板带正电，C正确。
【分析】理解充放电的电流大小和电场能和磁场能的关系，根据相关内容解答。
6.【答案】
B
【解析】振荡电流为零的时刻是电容器刚好充电完毕的时刻，此刻电场能最大，所以AD错误；
B正确；t1到t2时刻是充电过程，所以为磁场能向电场能转化，C错误；故选B；
【点评】振荡电流为零的时刻是电容器刚好充电完毕的时刻，电流最大的时刻应是线圈内磁感应强度最大的时刻
7.【答案】
C
【解析】LC振荡电路一个周期内电容器充放电两次，电流周期性变化一次，所以半个周期的时间振荡电流从正的最大值变为负的最大值，又因为
，
故答案选C。
【点评】解题关键是熟练掌握LC振荡电路电流的周期性变化规律。
8.【答案】
D
【解析】【分析】LC振荡电路中，电容器充放电时，由于线圈自感作用，使回路中电容器电荷量最大时，回路中电流为零，故A、B不正确.当电容器电荷量为零时，回路中电流最大，并且b、d两时刻充放电过程相反，电流方向就相反，故答案为D。
9.【答案】
C
【解析】A．电容器充电，电场能增加，故磁场能减小，A不符合题意；
B．充电过程，电容器极板上的电荷量正在增加，使电容器极板和线圈间电势差变小，电路电流逐渐减小，B不符合题意；
C．电容器极板上极板带正电，充电过程，流过M点的电流方向向左，C符合题意；
D．电容器充电，电容器极板上的电荷量正在增加，根据
可得，电容器两板间的电压在增加，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】由电磁震荡规律可知，电容器充电过程中，电场能增加，磁场能减小，电流逐渐减小，两板间电压增大。
10.【答案】
D
【解析】A．t1时刻，电荷量最大，电容器两极板间电势差最大，A不符合题意；
B．t2时刻，电荷量为零，故电场能为零，故电流最大，磁场能最大，B不符合题意；
C．在t2到t3时刻电路中的q不断增加，说明电容器在不断充电，磁场能减小，电场能增加，则t3时刻电感线圈中磁场的磁感应强度正在减小，C不符合题意；
D．t4~t5时间内，电荷量减小，电场能逐渐转化为磁场能，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】当电荷量最大时其电容器两端电势差最大；当电荷量等于0时电流最大；当电荷量增大时电流减小所以其磁场能减小电场能增大；利用电荷量的变化可以判别能量的转化。
11.【答案】
B
【解析】A．根据LC振荡电路的频率公式
若要提高振荡频率，可减小自感线圈的自感系数或者电容器的电容，A不符合题意；
B．无线电波比红外线的波长更长，根据发生明显衍射现象的条件，可知前者比后者更容易发生衍射，B符合题意；
C．机械波的频率、波长和波速三者满足的关系
对电磁波同样适用，C不符合题意；
D．在真空中电磁波的传播速度等于光速，为
，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】利用电磁振荡的频率公式可以判别要提高频率可以减小自感系数或者减小电容的大小；无线电波比红外线波长大越容易发生衍射现象；波长和频率的关系同样适用于电磁波；电磁波在真空中传播速度等于光速。
12.【答案】
A
【解析】A．0至0.5s时间内，电路中电流顺时针变大，则电容器C在放电，A符合题意；???
B．0.5s至1s时间内，电路中电流顺时针减小，则电容器正在充电，电场能正在增加，B不符合题意；
C．1s至1.5s时间内，电路中电流逆时针增加，则磁场能正在增加，C不符合题意；
D．1.5s至2s时间内，电路中电流逆时针减小，电容器正在充电，此时电容器上极板带正电，即P点的电势比Q点的电势高，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】利用电流增大可以判别其电容器在放电；利用电流减小电容器在充电所以电场能在增加；利用电流增大可以判别磁场能在增加；利用电流的方向可以判别其电势的高低。
13.【答案】
A
【解析】A．如图甲所示，线圈的电流正在变大，正是电容器放电时，电容器的电荷量减小，电场能转化为磁场能，则此时线圈两端的电压即电容器两端的电压正在减小，A符合题意；
B．卢瑟福利用
粒子轰击氮核，发现质子是原子核的组成成分，卢瑟福对图乙的
粒子散射实验进行分析得出原子的核式结构模型，B不符合题意；
C．牛顿环是由透镜下表面的反射光和平面玻璃上表面的反射光发生干涉形成的，C不符合题意；
D．由图丁水波的折射可知，在水波在浅水区的折射率较大，则水波在浅水区的传播速度比深水区小，D不符合题意。
故答案为：A。
【分析】利用磁场方向可以判别电流方向进而判别电容器处于放电则电压不断减小；卢瑟福的a粒子散射实验揭示了原子的核式结构；牛顿环是透镜下表面的反射光和平面玻璃上表面的反射光发生干涉形成的；利用折射率的大小可以比较传播速度的大小。
14.【答案】
C
【解析】若磁场正在增强，根据能量守恒定律可知，电场能正在减少，电容器正在放电，由安培定则判断出电路中电流方向为逆时针，说明电容器下极板带正电．AB不符合题意，
若磁场正在减弱，根据能量守恒定律可知，电场能正在增强，电容器正在充电，电路中电流方向为顺时针，则电容器上极板带正电．C符合题意，D不符合题意
故答案为：C
【分析】利用能量守恒可以判别磁场在增强时电能在减弱，电容器在放电，所以结合右手定则可以判别电流方向；假如磁场在减弱电容器在充电那么上极板带正电；电流方向则从a到b。
15.【答案】
A
【解析】断开开关S时，由于自感作用，线圈中产生的感应电流是最大的，且由A到B．根据LC振荡电路的周期公式
，可知A是错误的，故选A
【分析】电感线圈L发生自感现象时，L上的电流在原基础上开始变化，根据自感规律判断出电流的变化规律，再由i与q及其他各量的对应关系即可一一突破所有问题．
16.【答案】
B
【解析】当S断开时，LC振荡电路中，电容器电量从零开始充电，B带正电，故B正确．
【分析】理解LC振荡电路充放电的过程，抓住图中要点，根据相关内容解答。
17.【答案】
解：收不到高频率的电台信号，因此需要增加调谐电路的固有频率，根据
可知，减小线圈匝数，会导致自感系数减小，从而导致固有频率增加，即应该减小线圈的匝数。
【解析】已知其固有频率太小，利用频率和电感、电容的表达式可以判别需要减小线圈的匝数。
18.【答案】
解：由LC电路固有频率公式得
解得
所以
【解析】【分析】已知LC振荡电路的固有频率公式，结合频率之比可以求出电容的大小比值。
19.【答案】
解:法拉第电磁感应定律公式
，有：
，解得：
；
据LC振荡电路振荡电流频率：
；
发射电磁波波长为22166Hz，故波长为：
【解析】（1）利用法拉第电磁感应定律可以求出电感的大小；利用振荡电流的频率和电感、电容的关系可以求出频率的大小，利用频率的大小可以求出波长的大小。