4.1电磁振荡 同步练习（word版含答案）

4.1、电磁振荡
一、选择题（共15题）
1．如图所示，L是电阻不计的自感线圈，C是电容器，E为电源，在开关S闭合和断开时，关于电容器的带电情况，下列说法正确的是（ ）
A．S闭合瞬间，A板带正电，B板带负电
B．S保持闭合，A板带正电，B板带负电
C．S断开瞬间，A板带正电，B板带负电
D．由于线圈L的电阻不计，电容器被短路，上述三种情况下电容器均不带电
2．如图所示，LC振荡电路中电容器的电容为C，线圈的自感系数为L，电容器在图示时刻所带的电荷量为Q。若图示时刻电容器正在放电，至放电完毕所需时间为；若图示时刻电容器正在充电，则充电至电容器所带电荷量最大所需时间为（　　）
A． B． C． D．
3．一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
4．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象，电流的正方向规定为顺时针方向，则在到时间内，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 B．上极板带正电，且电量逐渐减小
C．下极板带正电，且电量逐渐增加 D．下极板带正电，且电量逐渐减小
5．在LC振荡电路中，用以下的哪种办法可以使振荡频率增大一倍（　　）
A．自感L和电容C都增大一倍 B．自感L增大一倍，电容C减小半
C．自感L减小一半，电容C增大一倍 D．自感L和电容C都减小一半
6．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
7．在如图所示电路中，L是电阻不计的线圈，C为电容器，R为电阻，开关S先是闭合的，现将开关S断开，并从这一时刻开始计时，设电容器A极板带正电时电荷量为正，则电容器A极板上的电荷量q随时间t变化的图像是下列选项中的（　　）
A． B．
C． D．
8．我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星，它标志着我国雷达研究又创新的里程碑。米波雷达发射无线电波的波长在1~10m范围内，则对该无线电波的判断正确的是（　　）
A．必须依靠介质传播 B．频率比厘米波的频率低
C．与可见光相比更不容易产生衍射现象 D．遇到厘米波有可能产生干涉现象
9．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
10．在如图所示的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，下列说法正确的是（　　）
A．A板带正电
B．A、B两板间的电压在增大
C．电容器C正在放电
D．磁场能正在转化为电场能
11．如图所示，是某 LC振荡电路中电流随时间变化的关系曲线，如图乙所示，规定顺时针电流为正电流，则（　　）
A．在 t1 时刻，a 板带正电，电荷量最大
B．在 t1~t2 时间内，线圈内磁场方向向上，且强度减弱
C．在 t2 时刻，电感线圈自感电动势最大，Uc>Ud
D．在 t1~t2 时间内，电容器正在充电
12．如图甲为电容器上极板电量q随时间t在一个周期内的变化图像，如图乙为LC振荡电路的某一状态，则（　　）
A．t1时刻线圈中自感电动势为零
B．t1~t2时间内回路内的电流为顺时针
C．t2~t3中某时刻与图乙状态相对应
D．图乙中电容器极板间电场能逐渐减小
13．如图所示，甲、乙、丙、丁四个LC振荡电路中，某时刻振荡电流i的方向如箭头所示．下列对各回路情况的判断正确的是（ ）
A．若甲电路中电流i正在增大，则该电路中线圈的自感电动势必定在增大
B．若乙电路中电流i正在增大，则该电路中电容器里的电场方向必定向下
C．若丙电路中电流i正在减小，则该电路中线圈周围的磁场必在增强
D．若丁电路中电流i正在减小，则该电路中电容器极板电荷必是上负下正
14．LC振荡电路中电容器极板上的电荷量q随时间变化的图像如图所示，由图像可知（　　）
A．t1时刻，电路中的磁场能最大
B．t1~t2时间内，电容器不断放电
C．t2~t3时间内，电路中的电流不断变大
D．t3时刻，电路中的电场能最大
15．在LC振荡电路中，某时刻电路中的电流方向如图，且电流正在减小，则该时刻
　　
A．电容器上极板带正电，下极板带负电
B．电容器上极板带负电，下极板带正电
C．电场能正在向磁场能转化
D．磁场能正在向电场能转化
二、填空题
16．电磁振荡的实质
在电磁振荡过程中，电路中的电流i、电容器极板上的电荷量q、电容器里的电场强度E、线圈里的磁感应强度B，都在______，电场能和磁场能也随着做周期性的______。
17．如图所示，i—t图象表示LC振荡电流随时间变化的图象，在t＝0时刻，电路中电容器的M板带正电，在某段时间里，电路的磁场能在减少，而M板仍带正电，则这段时间对应图象中________段。
18．根据电磁振荡过程各物理量的变化规律完成下列填空。
项目 过程　 电荷量q 电场强度E 电势差U 电场能 电流i 磁感应强度B 磁场能
0～电容器放电 减小 减小 减少 增大 增大 增加
t＝时刻 0 0 最大
～反向充电 增加 增大 减少
t＝时刻 最大 0 0 0
～反向放电 减少 增大 增大 增加
t＝时刻 0
～T电容器充电 增加 增大 增加 减小 减小 减少
19．有一LC振荡电路，电感为30 μH，电容可调范围为1.2～270 pF，则：
（1）电路产生电磁波的频率范围为________。（结果可含π）
（2）最大波长与最小波长的比值________。
三、综合题
20．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？
21．实验室里有一水平放置的平行板电容器，知道其电容C=1 μF。在两极板上带有一定电荷时，发现一带负电的粉尘恰好静止在两极板间。手头上还有一个电感L=0.1 mH的电感器，现连成如图所示电路，分析以下问题：（重力加速度为g）
（1）从S闭合时开始计时，至少经过多长时间电容器电场方向向上？此时粉尘的加速度大小是多少？
（2）从S闭合时开始计时，至少经过多长时间线圈中电流最大？此时粉尘的加速度大小是多少？
22．某收音机中的LC电路，由固定线圈和可调电容器组成，能够产生535kHz到1605 kHz的电磁振荡。可调电容器的最大电容和最小电容之比是多少？
23．图中正弦曲线表示LC振荡电路中电流随时间表化的图像，若以回路中顺时针方向为电流正方向，以电容器上方极板带正电时极板上电压为正，请在图中坐标中画出电容器极板上电压变化曲线的示意图．
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
A、S闭合瞬间，给电容器充电，且A与电源的正极相连，故A板带正电，B板带负电，故A正确；
B、S保持闭合，电容器支路断路，但两端的电压与并联的支路电压相同为零，故电容器不带电，故B错误；
C、S断开瞬间，由于线圈产生感应电流，电流的方向与原电流方向相同，故A带负电，B带正电，故C错误；
D、根据ABC可知，D错误；
故选A
2．C
【详解】
LC振荡电路在一个周期内电容器会充电两次、放电两次，每次充电或放电的时间均为
根据题意，电容器所带的电荷量由Q减小到零所需时间为
说明电容器所带的电荷量由最大放电到Q所需时间为
则电容器所带电荷量由Q充电至最大所需时间同样为
故选C。
3．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。
4．B
【详解】
t1到t2时间内，电流为负且增大，即逆时针增大，说明该过程是放电的过程，且负电荷正由下极板向上极板移动，由此可知上极板带正电，且其所带正电荷量逐渐减小．所以选项B正确，ACD选项错误．故选B．
5．D
【详解】
根据LC振荡电路频率公式
可知，当L、C都减小一半时，f增大一倍；
故选D。
6．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
7．B
【详解】
开关S闭合时，线圈中有自左向右的电流通过，由于线圈电阻不计，所以线圈两端电压为零，与线圈并联的电容器极板上不带电，本题LC回路的初始条件是线圈中电流最大，磁场能最大，电场能为零。断开开关S时，线圈中产生与电流方向相同的自感电动势，阻碍线圈中电流的减小，使线圈中电流继续自左向右流动，从而给电容器充电，B板带正电，A板带负电，电荷量逐渐增加，经电荷量达到最大，这时LC回路中电流为零，从时间内，电容器放电，A板上负电荷量逐渐减少到零，此后在线圈中自感电动势的作用下，电容器反向充电，A板带正电，B板带负电，并且带电荷量逐渐增多，增至最多后，又再次放电，所以A极板上电荷量随时间变化的情况如选项B所示
故选B。
8．B
【详解】
A．无线电波是电磁波，电磁波的传播不需要介质，选项A错误；
B．由知，波长越长频率越低，所以米波频率比厘米波的频率低，选项B正确；
C．波长越长越容易产生衍射现象，该无线电波的波长远大于可见光的波长，所以与可见光相比该无线电波更容易产生衍射现象，选项C错误；
D．产生干涉现象的条件是两列波频率相同，米波和厘米波的波长不同，频率也不同，所以不能产生干涉现象，选项D错误。
故选B。
9．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。
10．C
【详解】
通过图示电流方向，且电流增大，知电容器在放电，电场能转化为磁场能，则电容器上极板A带负电，下极板B带正电，电容器上的电荷量正在减小，由
知AB两极板间的电压在减小，故C正确，ABD错误。
故选C。
11．D
【详解】
A．在 t1时刻，回路中的电流顺时针最大，则电容器放电完毕，此时a 板不带电，A错误；
B．在 t1~t2时间内，回路中顺时针电流逐渐减小，则线圈内磁场方向向下，且强度减弱，B错误；
C．在 t2时刻，电流为零，但是电流的变化率最大，此时电感线圈自感电动势最大，根据楞次定律可知，线圈下端电势高，即UcD．在 t1~t2时间内，回路中顺时针电流逐渐减小，线圈的磁场能减小，电容器内电场能增加，即电容器正在充电，D正确。
故选D。
12．C
【详解】
A．在t1时刻，上极板电量q达到最大值，电流达到最小值，电流变化率达到最大，此时自感电动势达到最大，选项A错误；
B．t1~t2时间内，上极板电量为正，且减小，回路内的电流为逆时针，选项B错误；
C．t2~t3中，上极板电量为负，下极板电量为正，由于上极板负电量不断增大，线圈电流为逆时针，而电量增加的越来越慢，故电流减小，由右手定则可得磁场方向线上，选项C正确；
D．图乙过程可以对应t2~t3过程，此过程电容电量增大，极板间电场能逐渐增大。
故选C。
13．BD
【详解】
AC、如果i正在增大，则其变化率一定在减小，故自感电动势一定在减小；若i在减小，则线圈周围的磁场一定在减弱，故AC错误．
B、若i在增大，说明是放电过程，对于乙图，是从上极板流向下极板，则说明上极板带正电，进而可判断电场方向必向下，故B正确．
D、若i在减小，则说明是充电过程，在丁图中，电流指向下极板，故下极板必充上正电，上板带负电，所以D正确．
故选BD
14．BD
【详解】
A．在t1时刻，电路中的q最大，说明还没放电，所以电路中无电流，则磁场能最小，A错误；
B．在t1到t2时刻电路中的q不断减小，说明电容器在不断放电，由于线圈作用，电路中的电流在不断增加，B正确；
C．在t2到t3时刻电路中的q不断增加，说明电容器在不断充电，电路中的电流不断减小，C错误；
D．t3时刻，电路中的q最大，说明还没放电，所以电路中无电流，则磁场能最小，D正确。
故选BD。
15．BD
【详解】
通过图示电流方向，知电容器在充电，则电容器上极板带负电，下极板带正电，振荡电流减小，电容器上的电荷量正在增大，磁场能正在向电场能转化，BD正确，AC错误．
16． 周期性地变化着 转化
【详解】
略
17．cd
【详解】
由电流图象可得，在t＝0时刻是电容器开始放电，电路中电容器的M板带正电，故电流方向逆时针为正方向；某段时间里，电路的磁场能在减少，说明电路中的电流在减小，是电容器的充电过程，此时M板带正电，说明此时电流方向顺时针方向为负，符合电流减小且为负值的只有cd段
18．见解析
【解析】
横向对应空号：0～电容器放电：
电荷量q减小。
t＝时刻：
因电荷量q是0，电场强度E是0。
因电场强度E是0，电场能是0。
电流i最大。
磁感应强度B最大。
～反向充电：
因电荷量q增加，电场强度E增大。
因电势差U增大，电场能增加。
电流i减小。
磁感应强度B减小。
t＝时刻：
因电荷量q最大，电场强度E最大。
因电场强度E最大，电势差U最大。
因电势差U最大，电场能最大。
～反向放电：
电荷量q减小。
因电荷量q减小，电场强度E减小。
因电场强度E减小，电势差U减小。
t＝时刻：
电荷量q是0。
因电荷量q是0，电场强度E是0。
因电场强度E是0，电势差U是0。
电流i反向最大。
磁感应强度B最大。
因磁感应强度B最大，磁场能最大。
～T电容器充电：
[22]因电场强度E增大，电势差U增大。
19． ×108～ ×109 Hz 15
【详解】
（1）根据
可得电路产生电磁波的最小、最大频率分别为
电路产生电磁波的频率范围为。
（2）根据
可得最大波长与最小波长的比值为
20．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。
21．（1） π×10-5 s，2g；（2）×10-5 s ，g
【详解】
（1）开关断开时，电容器内带负电的粉尘恰好静止，说明电场力方向向上，电场方向向下，且F电=mg，闭合S后，L、C构成LC振荡电路，其周期
T=2π=2π×10-5 s
因此至少经过=π×10-5 s时，电容器间的场强方向变为向上，电场力的大小不变，方向竖直向下，由牛顿第二定律得
a==2g
（2）从S闭合时开始计时，至少经过×10-5 s，线圈中电流最大，电容器两极板间的场强为零，粉尘只受重力，由牛顿第二定律可得
a′==g
22．
【详解】
由LC电路固有频率公式得
解得
所以
23．如图;
【详解】
振荡电流的变化周期与电容器极板上电压变化周期相同，且当振荡电流最大时，电容器两板电压为零；振荡电流最小时，电压最大；则电容器极板上电压变化图线如图；
答案第1页，共2页