2019人教版选择性必修第二册第四章电磁振荡与电磁波1电磁振荡拔高练习(word版含答案)

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名称 2019人教版选择性必修第二册第四章电磁振荡与电磁波1电磁振荡拔高练习(word版含答案)
格式 docx
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-01-24 02:56:26

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文档简介

2019人教版选择性必修第二册 第四章 电磁振荡与电磁波 1 电磁振荡 拔高练习
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、多选题
1.要提高振荡电路发射电磁波的本领,下列措施可行的是( )
A.减小发射电磁波的波长
B.增大回路中自感线圈的自感系数
C.增大振荡回路中电容器两极板的距离
D.增大振荡回路中电容器两极板的正对面积
2.某时刻LC振荡电路的状态如图所示,则此时刻 (  )
A.振荡电流i在减小 B.振荡电流i在增大
C.电场能正在向磁场能转化 D.磁场能正在向电场能转化
3.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
4.振荡电路在测量、自动控制、无线电通讯及遥控等许多领域有广泛应用。在LC振荡电路中,某时刻线圈中的磁场及电容器中的电场如图所示,在该时刻,下列说法正确的是(  )
A.电容器极板上的电荷量正在增大 B.电路中的电流正在增大
C.线圈中感应电动势正在增大 D.振荡电路中电场能正在向磁场能转化
二、单选题
5.如图所示,L是直流电阻可以忽略的电感线圈,LC振荡电路工作时的周期为T,在t=0时断开电键K,则在0到T/4这段时间内,下列叙述正确的是
A.电容器C放电,A板上正电荷逐渐减小,LC回路中电流逐渐增大,当t=T/4时电流达到最大
B.电容器C放电,A板上正电荷逐渐减少,LC回路中电流逐渐减小,t=0时放电电流最大
C.电容器C被充电,B板上正电荷逐渐增多,LC回路中电流逐渐减小,到t=T/4时电流为零
D.电容器C被充电,A板上正电荷逐渐增多,LC回路中电流逐渐减小,到t=T/4时电流为零
6.如图所示,容器中装有导电液体,是电容器的一个电极,中间的导体芯柱是电容器的另一个电极。芯柱外面套有绝缘管作为电介质,电容器的这两个电极分别与一个线圈的两端相连,组成振荡电路,使该振荡电路产生电磁振荡。已知振荡电路的周期为。下面对此振荡回路分析正确的是(  )
A.当电容器放电时,电容器储存的电场能增加
B.增加导电液体的高度有利于增大此振荡电路的周期
C.增加线圈的匝数,能更有效地发射电磁波
D.当线圈中的电流增大时,线圈中的磁场能减小
7.如图为 LC 振荡电路中电流随时间变化的图象,则(  )
A.0﹣t1时间内,磁场能在增加
B.t1﹣t2时间内,电容器处于放电状态
C.t2﹣t3时间内,电容器两板间电压在减小
D.t3﹣t4时间内,线圈中电流变化率在增大
8.一个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开始计时,则下列说法错误的是( )
A.至少经过,磁场能达到最大
B.至少经过,电场能达到最小
C.电路中电流的周期为
D.在时间内,电容器放电电荷量为CUm
9.LC振荡电路电容器两端的电压U随时间t变化的关系如图所示,则(  )
A.在t1时刻,电路中的电流最大
B.在t2时刻,电路中的磁场能最小
C.从时刻t2~t3,电路的电场能不断增大
D.从时刻t3~t4,电容器的带电荷量不断增大
10.如图所示的电路中,A和B是两个相同的灯泡,线圈L自感系数足够大,电阻可以忽略不计.下列说法正确的是
A.闭合开关S时,B灯先亮,A灯后亮
B.闭合开关S时,A灯和B灯同时亮
C.断开开关S时,A灯和B灯立即熄灭
D.断开开关S时,A灯缓慢熄灭,B灯立即熄灭
11.如图所示,L为电感线圈,C为电容器,R为定值电阻,线圈及导线电阻均不计。先闭合开关S,稳定后,再将其断开,并规定此时t=0。当t1=0.03s时,LC回路中电容器左极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值。则当t2=0.13s时,下列判断正确的是(  )
A.电容器中的电场能最大
B.线圈中的磁场能最大
C.电流沿顺时针方向,电容器正在充电
D.电流沿逆时针方向,电容器正在放电
三、解答题
12.如图所示,LC电路中C是带有电荷的平行板电容器,两极板水平放置.开关S断开时,极板间灰尘恰好静止.当开关S闭合时,灰尘在电容器内运动.若C=0.4 μF,L=1 mH,求:
(1)从S闭合开始计时,经2π×10-5 s时,电容器内灰尘的加速度大小为多少?
(2)当灰尘的加速度多大时,线圈中电流最大?
13.LC振荡电路的电容C=556 pF,电感L=1 mH,若能向外发射电磁波,则其周期是多少?电容器极板所带电荷量从最大变为零,经过的最短时间是多少?
14.某LC振荡电路中,振荡电流变化规律i=0.14sin(1000t)A,已知电路中线圈的自感系数L=50mH,求:
(1)该振荡电流的周期为多少;
(2)电容器的电容C.
四、填空题
15.发射波长为10m的无线电波时,振荡电路的电容器为C在不改变线圈电感的情况下,若要发射波长为20m的无线电波,应将电容器电容变________倍.
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案
1.AC
【详解】
要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领,就是要产生波长比原来短些的电磁波,则频率变高,所以需要减小电容器的电容,或减小线圈中的自感系数.
A. 减小发射波的波长,导致线圈的振荡频率增大.故A正确;
B. 根据振荡频率公式,增加回路中的自感线圈的自感系数,则导致线圈的振荡频率变小,则产生的电磁波波长变长.故B错误;
C.根据电容器的决定式,增大振荡回路中电容器两极板的距离,使则电容器的电容减小,导致线圈的振荡频率变大.故C正确;
D. 增大振荡回路中电容器两极板的正对面积,使则电容器的电容增大,导致线圈的振荡频率变小.故D错误.
故选AC.
2.AD
【详解】
从图中可知,电容器正在充电,所以振荡电路的电流在减小,磁场能正在向电场能转化。
故选AD。
3.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.
4.AC
【详解】
根据线圈中磁场的方向可判断线圈中电流方向由下到上,根据电容器中电场线判断上极板为正,则此时电容器极板上的电荷量正在增大,电容器正在充电,电流正在减小,感应电动势正在增加,磁场能正在向电场能转化。
故选AC。
5.C
【解析】
开关闭合时,通过L的电流从上往下,电容器带电量为零;在t=0时断开电键K,则在0到T/4这段时间内,则电容器C被充电,B板上正电荷逐渐增多,LC回路中电流逐渐减小,到t=T/4时电流为零,故选项C正确,ABD错误;故选C.
6.B
【详解】
A.当电容器放电时,电容器储存的电场能减小,磁场能增加,选项A错误;
B.增加导电液体的高度,则相当于电容器相对面积变大,则电容变大,根据
可知有利于增大此振荡电路的周期,选项B正确;
C.增加线圈的匝数,则增大L,根据
可知,周期变大,频率变小,不利于有效地发射电磁波,选项C错误;
D.当线圈中的电流增大时,线圈中的磁场能增大,选项D错误。
故选B。
7.B
【详解】
A. 0 t1时间内电路中的电流不断减小,说明电容器在不断充电,则磁场能向电场能转化,磁场能在减小,故A错误;
B. 在t1到t2时间内电路中的电流不断增大,说明电容器在不断放电,故B正确;
C. 在t2到t3时间内,电路中的电流不断减小,说明电容器在不断充电,则电容器两板间电压在增大,故C错误;
D. 电流变化率就是i t图象的斜率,由图可知,在t3 t4时间内,图象的斜率在变小,因此线圈中电流变化率在减小,故D错误;
故选B.
8.A
【详解】
ABC.振荡电路的振荡周期
电容器上电压达到最大值Um时,充电完毕,电场能最大,磁场能最小,至少要经过
磁场能达到最大,电场能最小,A错误,符合题意;BC正确,不符合题意;
D.电压最大时,电容器上的电荷量为
在时间内,放电结束,此时电容器电荷量为零,电路中电流最大,磁场最强,磁场能最大,电容器放电量为CUm,D正确,不符合题意。
故选A。
9.C
【详解】
AB.由题图可知,t1时刻电容器两端电压最高时,电路中振荡电流为零;t2时刻电容器两端电压为零,电路中振荡电流最强,磁场能最大,AB错误;
C.在t2至t3的过程中,电容器两板电压增加,必有电场能增加,故C正确;
D.在t3至t4过程中,电容器两板电压减小,带电荷量同时减少,故D错误。
故选C。
10.A
【详解】
AB.当电键S闭合时,灯B立即发光.通过线圈L的电流增大,穿过线圈的磁通量增大,根据楞次定律线圈产生的感应电动势与原来电流方向相反,阻碍电流的增大,电路的电流只能逐渐增大,A逐渐亮起来.所以B比A先亮.由于线圈直流电阻忽略不计,当电流逐渐稳定时,线圈不产生感应电动势,两灯电流相等,亮度相同.故A正确,B错误;
CD.稳定后当电键S断开后,由于自感,线圈中的电流只能慢慢减小,其相当于电源,与灯泡A、B构成闭合回路放电,两灯都过一会儿熄灭,故CD错误;
故选A.
11.A
【详解】
AB.LC回路中,在一个周期内,电容器充电两次,放电两次,线圈及导线电阻均不计,先闭合开关S,稳定后,线圈两端没有电压,电容器不带电,线圈具有磁场能,在t=0时刻,关闭开关S,线圈产生自感电动势,对电容器充电,使右极板带正电,后开始放电,再充电,当t1=0.03s时,电容器左极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值。此时所经时间应是,则有=0.03s,可得T=0.04s,此时再经,电容器又放电,完成一次全振荡。则当t2=0.13s=3T+时,对电容器第7次充电,使电容器右极板带正电,且电荷量最大,由LC振荡回路的充放电规律可知,电容器带电荷量最大时,电容器中的电场能最大,线圈中的磁场能最小, A正确,B错误;
CD.在3T~3T+时,电流沿LC回路逆时针方向对电容器充电,使电容器右极板带正电,在t2=0.13s时刻,充电完毕,且电荷量最大,CD错误。
故选A。
12.(1)2g (2)加速度为g,且方向竖直向下时
【详解】
(1)开关S断开时,极板间灰尘处于静止状态,则有
mg=q
式中m为灰尘质量,Q为电容器所带的电荷量,d为板间距离,由
T=2π

T=2πs=4π×10-5 s
当t=2π×10-5 s时,即t=,振荡电路中电流为零,电容器极板间场强方向
跟t=0时刻方向相反,则此时灰尘所受的合外力为
F合=mg+q·=2mg
又因为F合=ma,所以a=2g.
(2)当线圈中电流最大时,电容器所带的电荷量为零,此时灰尘仅受重力,灰尘的加速度为g,方向竖直向下.故当加速度为g,且方向竖直向下时,线圈中电流最大。
13.4.68×10-6 s,1.17×10-6 s
【详解】
解:由振荡电路的周期公式可得
T=2π=2×3.14×s≈4.68×10-6 s
LC振荡电路周期,即是其发射的电磁波的周期,电容器极板上所带电荷量从最大变为零,经过的最短时间为,则
t==1.17×10-6 s
14.(1)(2)
【详解】
(1)根据振荡电路的周期性变化的规律,得
(2)因震荡周期,得
【点睛】
本题关键运用LC振荡电路的电谐振周期公式.
15.4
【解析】
【详解】
根据电磁波的波速公式c=,则波长λ=cT,又因为LC振荡电路发射出的电磁波的周期T=2π,所以λ=2cπ,要使波长增大为原来的2倍,则C应变为原来的4倍;
【点睛】本题要掌握两个公式,LC振荡电路振荡电流的周期,也是发射出的电磁波的周期T=2π,还要掌握波速的公式c=.
答案第1页,共2页
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