4.1电磁振荡 自主提升过关练

4.1电磁振荡 自主提升过关练（含解析）
一、选择题
1．某LC振荡电路在正常工作，某一时刻回路中的电流沿顺时针方向，且此时上极板带正电如图所示。假设此时电流的大小为i，两板间的电势差用U表示，电容器所带的电荷量用q表示，线圈中的磁场能用表示，线圈周围的磁感应强度用B表示。则此时（　　）
A．i和都在逐渐增大 B．U正在增大
C．q正在减小 D．B正在增强
2．LC振荡电路是包含一个电感（用字母L表示）和一个电容（用字母C表示）连接在一起的电路。该电路可以储存电磁振荡过程中的能量。某时刻振荡电路的瞬时状态如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．此时刻电容器C正在放电
B．此时刻电感L中自感电动势减小
C．要想用LC振荡电路有效地发射电磁波，要有足够高的振荡频率
D．增大C两极板的距离，电磁振荡过程中，电场能和磁场能转化的周期变长
3．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
4．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
5．关于电磁波的发射，下列说法中正确的是（　　）
A．各种频率的电磁振荡都能发射电磁波，只是发射的能量所占振荡总能量的比例不同罢了，振荡周期越大，越容易发射电磁波
B．为了有效向外发射电磁波，振荡电路必须采用开放电路，同时提高振荡频率
C．为了有效向外发射电磁波，振荡电路不必采用开放电路，但要提高振荡频率
D．提高振荡频率和电路开放是发射电磁波的必要手段，振荡电路开放的同时，其振荡频率也随之提高
6．如图所示为一LC振荡电路中电容器极板上的电荷量随时间变化的规律图像，由图可知（　　）
A．到时间内，电容器在充电 B．到时间内，电路中电流在变大
C．时刻，电路中的磁场能最小 D．时刻，电路中的电场能最大
7．如图甲所示，电路中的电流正在变大，保持不变，改变电容器的电容，回路中电容器两端的电压变化如图乙所示，则下列说法正确的是（　　）
A．回路中的磁场能正在变小
B．电路2的电容为电路1中电容的2倍
C．电路2中电容器的最大电荷量与电路1中电容器的最大电荷量相等
D．电路2的电流最大时电路1的电流也一定最大
8．如图为公交车上车时刷卡的情景，当听到“嘀”的声音，表示刷卡成功。刷卡所用的IC卡内部有电感线圈L和电容C构成的LC振荡电路。刷卡时，读卡机向外发射某一特定频率的电磁波，IC卡内的LC振荡电路产生电谐振，线圈L中产生感应电流，给电容C充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输。下列说法正确的是（　　）
A．读卡机发射的电磁波不能在真空中传播
B．IC卡工作所需要的能量来源于卡内的电源
C．若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则IC卡内不会产生感应电流
D．IC卡既能接收读卡机发射的电磁波，也有向读卡机传输数据功能
9．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，可以减小电路的振荡频率
10．如图所示是一台电子钟，其原理类似于摆钟，摆钟是利用单摆的周期性运动计时，电子钟是利用LC振荡电路来计时。有一台电子钟在家使用一段时间后，发现每昼夜总是快。造成这种现象的不可能原因是（　　）
A．不变，变大了 B．不变，变小了
C．变小了，不变 D．、均变小了
11．电磁波发射电路中的电磁振荡电路如图所示，某时刻电路中正形成图示方向的电流，此时电容器的下极板带正电，上极板带负电，下列说法错误的是（　　）
A．线圈中的磁场方向向上且电流正在变大
B．电容器中的电场方向向上且极板间的电势差正在变大
C．若在线圈中插入铁芯，则发射的电磁波频率变小
D．若减少电容器极板间的正对面积，则发射的电磁波波长变短
12．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
13．下图所示的是某收音机的调谐电路。当单刀双掷开关S置于位置1时，电路中线圈的自感为，接收中波段的无线电波；当单刀双掷开关S置于位置2时，电路中线圈的自感为，接收短波段的无线电波。C为可变电容器的电容。已知LC电路的周期为，则（　　）
A．
B．
C．当该调谐电路的单刀双掷开关S置于1，并把可变电容器的电容调到最小时，接收的频率最高
D．当该调谐电路的单刀双掷开关S置于2，并把可变电容器的电容调到最小时，接收的频率最高
14．LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，则（　　）
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，则电容器正在放电，电流方向由a向b
15．在振荡电路中，电容器上的带电情况及电路中的电流方向如图所示，以下有关电磁振荡的说法正确的是（ ）
A．此时电路中电容器正处于充电状态
B．此时电路中电场能正在向磁场能转化
C．电容器极板上电荷量最大时，两极板间电压最大，电路中振荡电流最小
D．每个周期内，电容器完成一次充放电过程
E．电感线圈自感系数增大，则充电和放电过程会变慢
二、解答题
16．某收音机的LC振荡电路由自感系数为L的线圈和可变电容器构成．若L保持不变，要求LC振荡电路的频率范围是，则可变电容的最大值与最小值之比是多少？
17．如图所示，线圈的自感系数L＝0.5 mH ， 电容器的电容C＝0.2 μF．电源电动势E＝4 V ， 电阻的阻值R＝10 Ω ， 不计线圈和电源的内阻，闭合开关S ， 待电路中电流稳定后 断开S ， 求
（1）LC回路的振荡频率．
（2）LC回路振荡电流的有效值．
（3）从断开S到电容器上极板带正电荷最多所经历的最短时间．
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参考答案
1．B
【解析】
A．题图中标明电流方向为顺时针方向，且电容器上极板带正电，说明电容器正处于充电状态。电容器充电过程中，回路中电流减小，磁场能减少，故A错误；
C．磁场能减少，电场能增多，电容器带电量正在增大，故C错误；
B．电容器带电量正在增大，由
知，电压正在增大，B正确；
D．线圈中电流产生的磁场的磁感应强度正在减弱，D错误。
故选B。
2．C
【解析】
【详解】
A．如图，C下极板带负电，电流逆时针，表示正在给C充电，故A错误；
B．此时电路处于充电状态，电流减小的越来越快，即电流变化率越来越大，所以自感电动势增大，故B错误；
C．要有效发射电磁波，需要足够高的振荡频率，可以携带更多能量，故C正确；
D．由
d增大，C减小，根据LC振荡电路的周期公式
T变小，电场和磁场转化的时间变短，故D错误。
故选C。
3．A
【解析】
【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。
4．A
【解析】
【分析】
【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。
5．B
【解析】
【详解】
A．根据振荡频率知，振荡周期越大，振荡频率越小，越不容易辐射电磁波，故A错误。
BC．为了有效向外辐射电磁波，振荡电路必须采用开放电路，同时提高振荡频率。故B正确，C错误。
D．提高振荡频率和电路开放是发射电磁波的必要手段，振荡电路开放的同时，振荡频率不变，故D错误。
故选B。
6．C
【解析】
【详解】
A．在到时间内，电容器极板上的电荷量不断减小，说明电容器在不断放电，故A错误；
B．在到时间内，电容器极板上的电荷量不断增加，说明电容器在不断充电，此时电路中的电流在减小，故B错误；
C．在时刻，电容器极板上的电荷量最大，说明电容器充电完毕，电路中无电流，则磁场能最小，故C正确；
D．在时刻，电容器极板上的电荷量等于0，说明电容器放电完毕，电路中电流最大，磁场能最大，电场能最小，故D错误。
故选C。
7．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．回路中电流正在增大，电容器正在放电，电场能转化为磁场能，则回路中的磁场能正在变大，故A错误；
B．根据可知，电路2的电容为电路1中电容的4倍，故B错误；
C．根据电容的定义式可得，由于最大电压相同，电路2中的电容为电路1中电容的4倍，可知电路2对应的电容器最大电荷量是电路1最大电荷量的4倍，故C错误；
D．电路2的电流最大时电路1的电流也最大，故D正确。
故选D。
8．D
【解析】
【详解】
A．读卡机发射的电磁波能在真空中传播，选项A错误；
B．IC卡工作所需要的能量来源于卡内产生的感应电流，选项B错误；
C．若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则IC卡内仍会产生感应电流，只不过不能产生电谐振，从而不能产生较大的感应电流，选项C错误；
D．IC卡既能接收读卡机发射的电磁波，也有向读卡机传输数据功能，选项D正确。
故选D。
9．D
【解析】
【分析】
【详解】
ABC．由电路可知，电容器正在放电，则电流的变化率正在减小，感应电动势在减小，电容器带电量减小，则两端的电压在减小，电场能正在转化为磁场能；选项ABC错误；
D．在电容器内放入绝缘物质，则电容器的电容变大，根据
可知，可以减小电路的振荡频率，选项D正确。
故选D。
10．A
【解析】
【分析】
【详解】
电子钟变快了，说明周期变小了，根据
可知肯定是LC乘积减小了，则不可能是不变，变大了；
故选A。
11．B
【解析】
【详解】
A．由图可知电容器正在放电，电流变大，线圈中的磁场方向向上且电流正在变大，A正确；
B．电容器中的电场方向向上，由于电容器正在放电，则电荷量减小，即板间电势差正在减小，B错误；
C．若在电场中插入铁芯，则L变大，根据
则发射的电磁波频率变小，C正确；
D．若减小板间的正对面积，则电容器的C减小，根据
则发射的电磁波波长变短，D正确。
故选B。
12．C
【解析】
【分析】
【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。
13．AD
【解析】
【分析】
【详解】
AB．已知LC电路的周期为
又波长与周期的关系为
联立解得
波速v相同，由于中波段电磁波的波长大于短波段的波长，所以，故A正确，B错误；
CD．根据
可知L和C最小时，频率最高，所以需要把该调谐电路开关置于2，并把电容调到最小，故C错误，D正确。
故选AD。
14．ABC
【解析】
【详解】
AB．若磁场正在减弱，则电流在减小，是充电过程，根据安培定则可确定电流由向，电场能增大，上极板带负电，故A、B正确；
CD．若磁场正在增强，则电流在增大，是放电过程，电场能正在减少，根据安培定则，可判断电流由向，上极板带正电，故C正确，D错误。
故选ABC。
15．ACE
【解析】
【详解】
A．由图中电流方向可如，电容器正在被充电，故A正确；
B．由能量守恒定律可知，电路中电场能增加，磁场能减少，故电路中磁场能正在转化为电场能，故B错误；
C．电容器极板上电荷量最大时，电容器两极板间电压最大，此时电容器中电场能最多，电感线圈中磁场能最小，电路中振荡电流最小，故C正确；
D．在电磁振荡的一个周期内，电容器充电和放电、反向充电和放电各一次，故每个周期内电容器充、放电各两次，故D错误；
E．由振荡电路的周期公式可如，电感线圈自感系数增大，周期增大，故充电放电会变慢，故E正确。
故选ACE。
16．
【解析】
【详解】
由
知：振荡电路频率最大时
振荡电路频率最小时
联立解得电容最大值与最小值之比为
17．（1）1.6×104Hz （2）0.28 A （3）4.7×10－5S
【解析】
【详解】
(1)根据,可求得频率为f=1.6×104Hz．
(2)LC回路的最大电流为
振荡电流产生正弦式交变电流，
(3)由，得T=6.25×10-5s．当S断开时，电容器上的带电量为零，然后电容器开始充电，且下极板带正电，
故当电容器上极板带正电荷量最大，经历的最短时间为.
【点睛】
该题考查振荡电路产生的振荡电流周期公式，理解充电与放电过程，电量，电场强度，电压，电流的大小如何变化．
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