4.1电磁振荡 同步训练（word版含答案）

4.1电磁振荡
一、选择题（共15题）
1．如图所示表示LC振荡电路某时刻的情况，以下说法错误的是( )
A．电容器正在充电 B．电感线圈中的电流正在增加
C．电感线圈中的磁场能正在增加 D．此时刻自感电动势正在阻碍电流增大
2．一台收音机的接受频率范围从f1=2.2MHz到f2=22MHz。设这台收音机能接收的相应波长范围从λ1到λ2，调谐电容器的对应电容量变化范围从C1到C2 ，那么波长之比λ1∶λ2和电容之比C1∶C2应为（　　）
A．λ1∶λ2=∶1 ； C1∶C2=100∶1 B．λ1∶λ2=∶1 ； C1∶C2=10∶1
C．λ1∶λ2=10∶1 ； C1∶C2=100∶1 D．λ1∶λ2=10∶1 ； C1∶C2=10∶1
3．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．此时电路中电流等于零
B．电容器正在充电
C．电感线圈中的电流正在增大
D．电容器两极板间的电场能正在减小
4．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
5．有一个如图所示的LC回路，其中，，，t=0时刻，电容器的带电量最大，则（　　）
A．振荡周期T=2s B．经过时间t=0.5s，电路中电流最小
C．经过时间t=1s，磁场能达到最大 D．放电过程中，电量有所损耗，振荡周期变小
6．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
7．如图所示的LC振荡电路中，某时刻电容器上下极板带电情况和线圈L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．增大电容器的电容，可以减弱振荡电路向外界辐射能量的本领
8．如图所示，单刀双掷开关S先置于a端。当t=0时刻开关S置于b端，若LC振荡电路的周期T=0.04s。下列说法正确的是（　　）
A．t=0.01s时回路中的电流顺时针方向达到最大值
B．t=0.02s时电感线圈中的自感电动势值最小
C．t=0.01s~0.02s时间内，电容器极板间电场方向竖直向上且逐渐增大
D．t=0.04s~0.05s时间内，线圈中的磁场能逐渐减小
9．下列说法不正确的是（　　）
A．摆钟偏快时可缩短摆长进行校准
B．火车鸣笛向我们驶来时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高
C．地面附近有一高速水平飞过的火箭，地面上的人观察到的火箭长度要比火箭上的人观察到的短一些
D．振荡的电场在周围空间产生的磁场也是振荡的
10．一个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
11．如图所示，图甲是LC震荡回路中电流随时间的变化关系，若以图乙回路中顺时针方向的电流为正，a、b、c、d均为电场能或磁场能最大的时刻，下列说法正确的是
A．图乙中的a是电场能最大的时刻，对应图甲中的时刻
B．图乙中的b是电场能最大的时刻，此后的内电流方向为正
C．图乙中的c是磁场能最大的时刻，对应图甲中的时刻
D．图乙中的d是磁场能最大的时刻，此后电容C的下极板将充上正电荷
12．如图所示是两个LC振荡电路1和2的电容器电压u随时间t变化的图像，两电路的自感系数，则（　　）
A．电路1的频率为电路2的一半
B．电路2的电容为电路1的两倍
C．电路2电容器的最大电荷量为电路1的四倍
D．电路1电流最大时电路2的电流也一定最大
13．LC振荡电路在t1和t2时刻自感线圈中磁感线方向和电容器的极板带电情况如图所示，则（　　）
A．在t1时刻电容器正在充电
B．在t2时刻电容器两极板间电场正在增强
C．在t1时刻电路中电流正在增大
D．在t2时刻自感线圈中磁场正在增强
14．在LC振荡电路中,电容器C带的电荷量q随时间t变化的图象如图所示．在1×10-6 s到2×10-6 s内,关于电容器的充(放)电过程及由此产生的电磁波的波长,正确的是(　　)
A．充电过程 B．放电过程
C．波长为1 200 m D．波长为1 500 m
15．如图所示的 LC振荡电路中，已知某时刻电流i的方向指向A板，且正在增大，电路电阻忽略不计，则此时（　　）
A．线圈 L两端电压在减小
B．A板带正电
C．电容器 C 正在充电
D．若只增大电容器两极板之间的距离，则振荡频率变大
二、填空题
16．如图所示，LC振荡电路中振荡电流的周期为，自振荡电流沿逆时针方向达到最大值时开始计时，当时，电容器正处于______状态（选填“充电”“放电”“充电完毕”或“放电完毕”），这时电容器的上极板______（选填“带正电”“带负电”或“不带电”）。
17．如图甲、乙所示电容器的电容都是，电感都是，图甲中开关K先接a，充电结束后将K扳到b；图乙中开关K先闭合，稳定后断开。将两图中LC回路开始电磁振荡的时刻作为计时起点，则时刻，的上极板正在_________（选填“充电”或“放电”），带_________（选填“正电”或“负电”），中的电流方向向_________（选填“左”或“右”），磁场能正在_________（选填“增大”或“减小”）。
18．判断下列说法的正误．
（1）LC振荡电路的电容器放电完毕时，回路中磁场能最小，电场能最大．( )
（2）LC振荡电路的电容器极板上电荷量最多时，电场能最大．( )
（3）LC振荡电路中电流增大时，电容器上的电荷一定减少．( )
（4）LC振荡电路的电流为零时，线圈中的自感电动势最大．( )
（5）LC振荡电路中，电容器的某一极板，从带最多的正电荷放电到这一极板带最多的负电荷为止，这一段时间为一个周期．( )
三、综合题
19．为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容C置于储罐中，电容C可通过开关S与电感L或电源相连，如图所示。当开关从a拨到b时，由电感L与电容C构成的回路中产生振荡电流。现知道平行板电容器极板面积一定、两极板间距离一定的条件下，平行板电容器的电容与两极板间是否有电介质存在着确定的关系，当两极板间充入电介质时，电容增大。问：当储罐内的液面高度降低时，所测得的回路振荡电流的频率如何变化？
20．一台收音机的接收频率范围从到。设这台收音机能接收的相应波长范围从到，调谐电容器的相应电容变化范围从到。那么波长、之比为多少？电容、之比为多少？
21．一个 LC 电路产生电磁振荡。以横坐标轴表示时间，纵坐标轴既表示电流又表示电压，在同一坐标系内画出的该电路中电流和电容器两极板间电压随时间变化的 i t 图像和 u t 图像。在图像中的一周期内，哪段时间电场能在增大？电场能最大时电流和电压的大小有什么特点？哪段时间磁场能在增大，磁场能最大时电流和电压的大小有什么特点？
22．如图所示，线圈L的自感系数为25 mH，电阻为零，电容器C的电容为40 μF，灯泡D的规格是“4 V、2 W”．开关S闭合后，灯泡正常发光，S断开后，LC中产生振荡电流．若从S断开开始计时，求：
（1）当t=×10–3 s时，电容器的右极板带何种电荷；
（2）当t=π×10–3 s时，LC回路中的电流．
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【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。
A．电容器正在充电，与结论不相符，选项A错误，符合题意；
B．电感线圈中的电流正在增加，与结论相符，选项B正确，不符合题意；
C．电感线圈中的磁场能正在增加，与结论相符，选项C正确，不符合题意；
D．此时刻自感电动势正在阻碍电流增大，与结论相符，选项D正确，不符合题意；
故选A。
2．C
【详解】
由于电磁波的波速等于光速，由可知，波长与频率成反比，故
λ1∶λ2=10∶1
据电磁振荡公式
收音机中L为定值，故C与f2成反比，可得
C1∶C2=100∶1
C正确。
故选C。
3．B
【详解】
根据图示磁场方向结合电流流向图示中电容器的正极板，说明电容器正在充电，电路中电流不为零，此时电感线圈中的电流逐渐减小，磁场能转化为电场能，所以电容器两极板间的电场能正在增大，ACD错误，B正确。
故选B。
4．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。
5．A
【详解】
A．由
代入数据可解得，振荡周期为
A正确；
B．经过时间t=0.5s，即，刚好完成放电，故电路中电流最大，B错误；
C．经过时间t=1s，即，电容反向充电完成，电场能达到最大，磁场能达到最小，C错误；
D．振荡周期由L、C决定，与电量多少无关，故保持不变，D错误。
故选A。
6．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．
7．D
【详解】
AB．根据线圈L中的磁场方向，由安培定则可知，电路中的电流是逆时针方向，则电容器处于放电过程，电容器电荷量逐渐减小，所以电容器两端电压正在减小，由于放电过程电路中的电流慢慢增大，则线圈中的自感电动势在减小，则AB错误；
C．根据LC振荡电路中能量关系可知，此时电场能正在转化为磁场能，所以C错误；
D．增大电容器的电容，则电容器的容抗减小，所以可以减弱振荡电路向外界辐射能量的本领，则D正确；
故选D。
8．C
【详解】
A．当开关S置于b端时，电容器开始放电，电容器上极板带正电，当时回路中的电流逆时针方向达到最大值，故A错误；
B．当时为电流逆时针电容器充电结束时，该时刻电流变化最快，自感电动势最大，故B错误；
C．在时间内，为给电容器充电，电容器下极板带正电，在时刻充电结束，电容器带电量最大，所以在这段时间内电容器极板间电场方向竖直向上且逐渐增大，故C正确；
D．根据周期性可知，在时间内与时间内相同，为电容器放电过程，电场能逐渐减小而磁场能量逐渐增大的过程，故D错误。
故选C。
9．A
【详解】
A．摆钟偏快时，周期小，根据
可知，可通过增加摆长进行校准，选项A错误，符合题意；
B．根据多普勒效应可知，火车鸣笛向我们驶来时，我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高，选项B正确，不符合题意；
C．在根据相对论尺缩效应可知，地面附近有一高速水平飞过的火箭，地面上的人观察到的火箭长度要比火箭上的人观察到的要短一些。故C正确，不符合题意。
D．振荡电场，就是周期性变化的电场，它产生的磁场也是周期性变化的，即振荡电场周围空间产生的磁场也是振荡的，故D正确，不符合题意；
故选A。
10．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。
11．B
【详解】
A．图乙中的a是电场能最大的时刻，由上极板带正电，即充电时电流沿顺时针方向，对应图甲中的时刻，A错误；
B．图乙中的b是电场能最大的时刻，由下极板带正电，此后的内放电，电流沿顺时针方向，B正确；
C．图乙中的c是磁场能最大的时刻，此后磁场能转化为电场能，由楞次定律判断，电流方向为逆时针方向，图甲中的时刻电流为顺时针方向，C错误；
D．图乙中的d是磁场能最大的时刻，此后磁场能转化为电场能，由楞次定律判断，电流方向为顺时针方向，此后电容C的下极板将充上负电荷，D错误。
故选B。
12．C
【详解】
A．由图中可知，由可知电路1的频率是电路2频率的2倍，故A错误；
B．LC震荡电路周期为
由题意可知，，故
故B错误；
C．由，可得，
即电路2电容器的最大电荷量为电路1的4倍，故C正确；
D．电流最大时，电压为0，故电路1电流最大时电路2的电流不一定最大，故D错误；
故选C。
13．AB
【详解】
AC．根据安培定则可知，t1时刻自感线圈中电流自右向左，而电容器左极板带正电，则电容器正在充电，振荡电流是减小的，故A正确，C错误；
BD．根据安培定则可知，t2时刻自感线圈中电流从左向右，而电容器右极板带正电，所以t2时刻电容器正在充电，随着极板上电荷量的增多，电容器两极板间电场增强；又由于充电过程振荡电流减小，自感线圈中磁场减弱，故B正确，D错误。
故选AB。
14．AC
【详解】
由题图可知，在1×10-6 s到2×10-6 s内，电容器C带的电荷量由0增加到最多，因此是充电过程．电磁振荡周期等于所发射的电磁波的周期，那么电磁波的波长为，故AC正确．
15．AD
【详解】
ABC．由题可知，线圈中的电流从B到A，此时电流正在增大，表明电容器正在放电，所以B板带正电，A板带负电，电场能正在向磁场能转化，线圈L两端的电压在减小，故A正确，BC错误；
D．根据振荡的周期公式，则频率为
根据电容器的公式可知，当增大电容器两极板之间的距离时，电容器的电容C减小，从而使振荡的频率增大，故D正确。
故选AD。
16． 充电 带正电
【详解】
以逆时针方向为电流的正方向，根据题意画出LC回路振荡电流的变化图像如图所示，结合图像
时刻设为图像中的P点，则该时刻电路正处于反向电流减小的过程中，所以电容器正处于反向充电状态，上极板带正电。
17． 充电 正电 左 增大
【详解】
先由周期公式求出
那么时刻是开始振荡后的,再看与题图甲对应的图像（以上极板带正电为正）和与题图乙对应的图像（以LC回路中有逆时针方向电流为正），如图所示，图像都为余弦函数图像。在时刻，从题图甲对应的图像看出，上极板正在充电，且带正电荷；
从题图乙对应的图像看出，中的电流向左，正在增大，所以磁场能正在增大。
18． 错误 正确 正确 正确 错误
19．频率增大
【详解】
当储罐内的液面高度降低时，电容器两极板之间的电解质减少，则电容器电容减小，因为电感不变，根据
可知周期T变小，则频率增大。
20．10:1；100:1
【详解】
根据
可知
根据
解得
21．在同一坐标系内画出的该电路中电流和电容器两极板间电压随时间变化的 i t 图像和 u t 图像。
t1-t2、t3-t4电场能增大，电场能最大时电流为零和电压最大；0-t1、t2-t3磁场能增大，磁场能最大时电流最大和电压为零。
22．（1）正电荷 ；（2） 0.5 A
【详解】
（1）S断开后，LC中产生振荡电流，振动周期为
则t＝×10－3 s=时，电容器充电完毕，右极板带正电荷
（2）开关S闭合后，灯泡正常发光时电路中的电流
当t＝π×10－3 s=时，LC回路中的电流达到反向最大，即I=0.5A
答案第1页，共2页