4.1电磁振动 达标练习（word版含答案解析版）

2021-2022学年粤教版（2019）选择性必修第二册
4.1电磁振动 达标练习（解析版）
1．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
2．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
3．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，则电路中振荡电流随时间变化的图象是图中的(回路中振荡电流以逆时针方向为正)(　　)
A． B．
C． D．
4．在物理学中很多的物理规律、物理思想都有相似或相近的地方，下列说法正确的是（　　）
A．电磁振荡和机械振动的变化规律不同，本质不同
B．电磁振荡和机械振动的变化规律相同，本质相同
C．电磁振荡和机械振动的变化规律不同，本质相同
D．电磁振荡和机械振动的变化规律相同，本质不同
5．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
6．在5G技术领域，华为绝对是领跑者。与4G相比，5G使用的电磁波频率更高。下列说法中正确的是（　　）
A．5G使用的电磁波是横波
B．4G使用的电磁波是纵波
C．5G使用的电磁波在真空中传播速度比4G的快
D．5G使用的电磁波比4G的更容易绕过障碍物
7．关于电磁波及电磁振荡，下列说法中不正确的是（　　）
A．无线电波中，微波比长波更容易发生衍射
B．周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波
C．电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直
D．LC振荡电路放电过程中，电场能转化为磁场能
8．如图所示，LC振荡电路的导线及自感线圈的电阻不计，在图示状态回路中电流方向如箭头所示，且此时电容器C的极板A带正电荷，则该状态（　　）
A．电流i正在增大
B．电流变化率正在增大
C．电容器两极板间电压正在减小
D．线圈中电流产生的磁场的磁感应强度正在增大
9．如图所示的LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，则下列说法错误的是　　
A．若磁场正在减弱，则电容器正在充电，电流由b向a
B．若磁场正在减弱，则电场能正在增大，电容器上板带负电
C．若磁场正在增强，则电场能正在减少，电容器上板带正电
D．若磁场正在增强，则电容器正在充电，电流方向由a向b
10．关于LC振荡电路，下面哪些叙述是正确的（　　）
A．电容器开始放电时，电路电流最大
B．电路中电流最大时，电路中的电场能最大
C．电容器放电完毕时，电路中的电流最大
D．电容器反向充电开始时，电路中的磁场能最小
11．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
12．已知某LC振荡电路向外发射的电磁波的波长和频率分别为、f，当该LC振荡电路中的电容器的电容变为原来的时，该LC振荡电路向外发射的电磁波的波长和频率变为（　　）
A．， B．，
C．， D．，
13．在LC振荡电路中，和时电感线圈中的磁感线和电容器中的极板带电情况如图所示，若，则下列说法中正确的是　　
A．在时刻电容器正在充电
B．在时刻电容器正在充电
C．在时刻电路中的电流处在增大状态
D．在时刻电路中的电流处在增大状态
14．下列说法正确的是（　　）
A．振荡电路中，当电流增大时，电容器所带电量也增大
B．光的偏振现象说明光是横波
C．“泊松亮斑”说明光不具有波动性
D．阳光下的肥皂泡上有彩色条纹，这属于光的干涉现象
15．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减小
D．此时刻自感电动势正在阻碍电流增大
16．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）。
17．振荡电路中电容器电容为C，振荡电流i＝Imsin ωt.
求：①此电路中线圈的自感系数L；
②设此电路发射的电磁波在某介质中的波长为λ，求电磁波在此介质中的传播速度v.
参考答案
1．B
【详解】
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B
2．B
【详解】
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。
3．D
【解析】
【详解】
从题图乙可以看出，在0～T/4这段时间内是充电过程，且uAB＞0，即uA＞uB，A板应带正电，只有顺时针方向的回路电流（负方向）才能使A板被充电后带正电．同时要考虑到，UAB最大时，充电电流为零，所以ABC错误，D正确．故选D．
【点睛】
电容器具有储存电荷的作用，而线圈对电流有阻碍作用，同时掌握充放电过程中，会判定电流、电量、磁场、电场、电压如何变化．注意形成记忆性的规律，以便于更快更准确的解题．
4．D
【详解】
电磁振荡是电容器的电场能和线圈的磁场能相互转化的过程，而机械振动是振子的动能和势能相互转化的过程，它们都是按正弦规律变化的。
故选D。
5．A
【详解】
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。
6．A
【详解】
AB．电磁场从发生区域由近及远的传播称为电磁波，其传播方向与电场方向、磁场方向均是垂直的关系，故电磁波是横波，故A正确，B错误；
C．任何电磁波在真空中的传播速度都是光速。故C错误；
D．5G使用的电磁波频率大，波长短，不容易绕过障碍物。故D错误。
故选A。
7．A
【详解】
A． 波长越长衍射现象越明显，无线电波中，长波比微波更容易发生衍射，故A错误，符合题意；
B． 周期性变化的电场和磁场可以相互激发，形成电磁波，故B正确，不符合题意；
C． 电磁波是横波，电磁波在真空中自由传播时，其传播方向与电场强度、磁感应强度均垂直，故C正确，不符合题意；
D． LC振荡电路放电过程中，电容带电量减小，回路电流增强，电场能转化为磁场能，故D正确，不符合题意。
故选A。
8．B
【详解】
A．由电路知，电容器正在充电，电流i在减小，磁场能转化为电场能。故A错误。
B．由电路知，电流变化率正在增大，故B正确；
C．电容器的带电量在增大，根据，知电容器两极板间的电压正在增大。故C错误。
D．充电的过程，磁场能转化为电场能，电流在减小，所以线圈中电流产生的磁场的磁感应强度正在减小。故D错误。
故选B。
9．D
【详解】
A.若磁场在减弱，则磁场能在减小，电流在减小，电场能在增加，根据磁感线的方向根据右手螺旋定则可以判断出电流的方向由b到a；因为在充电，所以自感线圈相当于电源，电流由电源正极流出，所以下板带正电，上板带负电，则AB正确， 故AB不合题意；
C.若磁场在增强，说明电流再增大，电场能再向磁场能转化，电容器正在放电，电场能正在减少，根据右手螺旋定则可以判断出电流的方向仍是由b向a，此时电容器相当于电源，所以上极板带正电，则C正确，D错误，故C不合题意，D符合题意；
故选D。
10．C
【详解】
A、在LC振荡电路中，当电容器放电时，电流在增大，该电流具有正弦式变化规律，所以刚刚开始放电时的电流为0，故A错误．B、当电容器放电时，电流在增大，该电流具有正弦式变化规律，所以放电结束时的电流最大，此时电路中的电场能最小，磁场能最大，故B错误．C、当电容器放电时，电流在增大，该电流具有正弦式变化规律，所以放电结束时的电流最大，故C正确．D、电容器反向充电开始时，是放电结束时，此时电路中的电流最大，所以电路中的磁场能最大，故D错误．故选C．
【点睛】
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．
11．B
【详解】
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．
12．B
【详解】
由可知，电容C减小到原米的时，振荡频率f增大到原来的2倍；
由公式可知，电磁波速度v不变，其波长，所以波长减小到原来的。
故选B。
13．BC
【详解】
由题图t1时刻感应电流的方向与放电电流方向相反，电流应增大，故此时正在放电；而t2时刻感应电流的方向与充电电流方向相同，电流应减小，此时电容器正在充电。
故选BC。
14．BD
【详解】
A．LC振荡电路中，当电流增大时，电容器一定是在放电，则所带电量减小，选项A错误；
B．光的偏振现象说明光是横波，选项B正确；
C．“泊松亮斑”说明光具有波动性，选项C错误；
D．阳光下的肥皂泡上有彩色条纹，这属于光的干涉现象，选项D正确。
故选BD。
15．BD
【详解】
图示时刻，电容器上极板带正电；由右手定则可知，此时电流正在增大；故可知电容器放电时，电流在增大，电容器上的电荷量减小，电容器两极板间的电压正在减小，电场能转化为磁场能，线圈中的感应电动势总是阻碍电流的增大．故BD正确，AC错误．
16．
【详解】
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0，所带电荷量为0，S断开的瞬间，D灯立即熄灭，L、C组成的振荡电路开始振荡，由于线圈的自感作用，此后的时间内，线圈给电容器充电，电流方向与线圈中原电流方向相同，电流从最大逐渐减为0，而电容器极板上电荷量则由0增为最大，根据电流流向，此时间里，电容器下极板b带正电，所以此时间内，a极板带负电，由0增为最大，则电容器a极板上电荷量q随时间变化的图像
17．① 　②
【解析】
【详解】
①由T＝＝2π 得L＝ ；
②.