4.2电磁振荡和电磁波 自主提升过关练（word解析版）

4.2电磁振荡和电磁波 自主提升过关练（解析版）
一、选择题
1．如图所示，是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．此时刻自感电动势正在阻碍电流增大
C．电感线圈中的电流正在减小
D．电感线圈中的磁场能正在减小
2．有一LC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，可采取的措施为（　　）
A．增加线圈的匝数
B．在线圈中插入铁芯
C．减小电容器极板间的距离
D．减小电容器极板正对面积
3．在LC振荡电路中，电容器放电时间取决于（　　）
A．充电电压的大小 B．电容器储电量的多少
C．自感L和电容C的数值 D．回路中电流的大小
4．图中的LC振荡电路，先把开关S掷到1处给电容器C充电，充好电后再将开关S掷到2处（组成LC振荡电路），这时电容器开始放电，但电流不能立刻达到最大值，而是直到电容器C放电完毕时电流才达到最大值，造成此现象的原因是（　　）
A．线圈的自感作用 B．电容器的本身特点
C．电子做定向移动需要一定的时间 D．以上答案都错误
5．已知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两时刻电容器里的电场能最大
C．b、d两时刻电路中电流最小，方向相反
D．b、d两时刻磁场能最小
6．如图所示的振荡电路中，某时刻电容器上下极板带电情况和线圈中的磁场方向如图所示，则此时（　　）
A．线圈中的自感电动势在增大
B．电容器两端电压正在增大
C．磁场能正在转化为电场能
D．在电容器内放入绝缘物质，可以减弱振荡电路向外界辐射能量的本领
7．LC振荡电路中，电容器极板上的电量q随时间t变化的关系如图所示，则（　　）
A．在t1时刻，电路的磁场能最大
B．从t1到t2，电路中电场能不断减小
C．从t2到t3，电容器不断充电
D．在t4时刻，电路中的电流最大
8．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
9．一个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
10．电磁波最重要、最广泛的应用是信息传递，最先应用的是（　　）
A．电视 B．雷达 C．无线电广播 D．无线电报
11．如图所示，为某LC振荡电路图，电路中电容器极板上的电量随时间变化的曲线如图所示。则以下说法正确的是（　　）
A．该电路可以有效的把电磁波发射出去
B．过程中，线圈的磁场能逐渐变小
C．b、d两时刻电路中电流最大
D．a、c两时刻电路中电流最大
12．以下是几个教材中的物理公式，其中关于特定物理量符号、物理量名称及其在国际单位制（SI）中的用基本单位表示的单位符号表述中全部正确的是（　　）
公式 符号 名称 单位符号
A 加速度
B 密度
C 长度 m
D 磁感应强度
A．A B．B C．C D．D
13．如图所示，LC振荡电路中，某一时刻穿过线圈L的磁感应强度方向向上，且正在逐渐增强，那么两极板带电的情况是（　　）
A．上极板带正电 B．上极板带负电
C．极板带电量增加 D．极板带电量减少
14．在LC振荡电路中，当电容器充电完毕尚未开始放电时，下列说法正确的是（　　）
A．电容器中的电场最强 B．电路中的磁场最强
C．电场能已有一部分转化成磁场能 D．此时电路中电流为零
15．一个LC振荡回路，若要降低振荡电流的频率，下列调节正确的是（　　）
A．增加谐振线圈的匝数
B．在线圈中插入铁芯
C．降低电源电压
D．把可变电容器的电容调小些
二、解答题
16．在某时刻的LC振荡电路中，电容器中的电场方向和线圈中的磁场方向如图所示。此时电容器在充电还是放电？电路中电流在增大还是减小？为什么？
17．在LC振荡电路中，如果C＝100 pF，要发出波长为30 m的无线电波，应用多大电感的电感线圈？
参考答案
1．B
【详解】
图示时刻，电容器上极板带正电，通过图示磁感线方向知电容器放电，电流在增大，电容器上电荷量减小，此时可自感电动势正在阻碍电流增大，电场能转化为磁场能，电感线圈中的磁场能正在增大，故B正确，ACD错误。
故选B。
2．D
【详解】
LC振荡电路产生的电磁波的频率为
f=
再由
v=λf
解得
λ=2πv
所以减小波长的方法是减小自感系数L或电容C。
增加线圈的匝数和在线圈中插入铁芯都是增加L的措施。对电容又有
C=
可知减小电容器极板间的距离可增大电容C；减小电容器极板正对面积可减小C。
故选D。
3．C
【详解】
在LC振荡电路中一个周期内电流周期性变化一次，电容器充放电两次，充一次电的时间为四分之一个周期，而周期
由自感系数Ｌ和电容C决定，所以充电时间也是由自感系数和电容决定。
故选C。
4．A
【详解】
电容器放电的过程中电路中的电流增大，而线圈的电感会阻碍电流的变化，所以电路中的电流只能逐渐增大。所以这时电容器开始放电，但电流不能立刻达到最大值，而是直到电容器C放电完毕时电流才达到最大值，造成此现象的原因是线圈的自感作用。
故选A。
5．B
【详解】
AB．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，电容器里的电场能最大，故A错误，B正确；
CD．b、d两时刻，电容器电荷量为零，此时回路中电流最大，磁场能最大，并且b、d两时刻充放电过程相反，电流方向就相反，故CD错误。
故选B。
6．D
【详解】
A．用安培定则可知回路中的电流方向为逆时针方向，而上极板是正极板，这时电容器正在放电，电流减小越来越慢，故线圈中自感电动势在减小，A错误；
B．这时电容器正在放电，故两板间电压在减小，B错误；
C．因为放电过程电场能减小，所以磁场能增大，电场能能向磁场能转化，C错误；
D．在电容器内放入绝缘物质，可以减弱振荡电路向外界辐射能量的本领，D正确；
故选D。
7．A
【详解】
A．由图可知在t1时刻，电容器极板上的电荷量为零，根据电磁振荡的特点可知，t1时刻是电容器放电结束的时刻，电路中的电流最大，磁场能最大，故A正确；
B．由图可知，从t1到t2，电容器极板上的电荷量增加，电路中电场能不断增大，故B错误；
C．从t2到t3，电容器极板上的电荷量不断减少，电容器不断放电，故C错误；
D．在t4时刻，电容器极板带电荷量最大，此时电路刚充电结束，电路中的电流最小为零，故D错误。
故选A。
8．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。
9．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。
10．D
【详解】
无线电广播、电视、雷达、无线电报等均利用电磁波的有关性质工作的，但最先应用电磁波进行信息传递的是无线电报。
故选D。
11．D
【详解】
A．有效的发射电磁波应该需要开放电路，故A错误；
B．过程，电容器的电荷量减少，电场能减小，则磁场能增大，故B错误；
C．b、d两时刻，电量最大，则电场能最大，磁场能为零，电路中的电流为零，故C错误；
D．a、c两时刻电路中电量变化最快，故电流最大。故D正确。
故选D。
12．D
【详解】
A．该表达式是开普勒第三定律的表达式，式中的a是轨道半长轴，单位是m，选项A错误；
B．该表达式为电阻定律的表达式，式子中的ρ是电阻率，单位是Ω m，选项B错误；
C．振动电路中周期的表达式应该是
式子中的L为线圈的自感系数，单位H（亨利），选项C错误；
D．该表达式为感应电动势表达式，其中的B为磁感应强度，单位是
选项D正确。
故选D。
13．BD
【详解】
磁感应强度正在逐渐增强，说明此时电流正在增强，表明电容器正在放电，则极板带电量减少，根据安培定则，电流从下向上经过线圈，所以下板带正电，上板带负电，故BD正确，AC错误。
故选BD。
14．AD
【详解】
在LC振荡电路中，当电容器在放电过程：电场能在减少，磁场能在增加，回路中电流在增加，电容器上的电量在减少，从能量看：电场能在向磁场能转化；当电容器在充电过程：电场能在增加，磁场能在减小，回路中电流在减小，电容器上电量在增加；从能量看：磁场能在向电场能转化。当电容器充电完毕尚未开始放电时，电容器的电量最多，磁场能完全转化为电场能，磁场最弱，磁场能最小，电场能最强；电流为零，故AD正确、BC错误。
故选AD。
15．AB
【详解】
AB．要降低振荡电流的频率，根据公式
可增大LC的乘积，增加谐振线圈的匝数，在线圈中插入铁芯都可以增大L，降低振荡电流的频率，故AB正确；
C．振荡电流的频率与电源电压无关，故C错误；
D．把可变电容器的电容调小些，提高了振荡电流的频率，故D错误。
故选AB。
16．放电；增大；见解析
【详解】
用安培定则可知回路中的电流方向为顺时针方向，而上极板是正极板，所以这时电容器正在放电；因为放电过程电场能减小，所以磁场能增大，电流在增大。
17．2.5 μH
【解析】
【详解】
由公式T＝2π 和v＝ ，
得
L＝
式中v＝3.0×108m/s，C＝100×10－12F，
L＝H＝2.5 μH