4.1 电磁振荡 同步练习题（Word版含答案）

4.1 电磁振荡
一、单选题
1．某时刻LC振荡电路的状态如图所示，下列说法中正确的是（　　）
A．电容器电容正在增大
B．电容器两板间电压正在增大
C．振荡电流i正在增大
D．电场能正在向磁场能转化
2．如图所示为振荡电路中电容器的极板带电荷量随时间变化曲线，则下列判断中错误的是（ ）
A．在b和d时刻，电路中电流最大 B．在时间内，电场能转变为磁场能
C．a和c时刻，磁场能为零 D．在和时间内，电容器被充电
3．LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，则下列说法中错误的是（　　）
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，电容器上极板带负电
C．若磁场正在增强，则电场能正在减小，电容器上极板带正电
D．若磁场正在增强，则电容器正在放电，电流方向由a向b
4．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
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．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．
二、多选题
7．理想的LC振荡回路中电流i随时间t的变化关系如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．t1时刻，电容器的带电量最大
B．t2时刻，电路中的磁场能量最小
C．从t2时刻到t3时刻电路中的电场能不断增大
D．从t3时刻到t4时刻，电容器的带电量不断增大
8．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
9．减小LC振荡电路的荡周期，可行的办法有（　　）
A．固定电感L，增大电容C B．固定电感L，减小电容C
C．电感L和电容C都增大 D．电感L和电容C都减小
10．如图甲所示的LC振荡电路中，通过P点的电流随时间变化的图线如图乙所示，若把通过P点向右规定为电流的正方向，则（　　）
A．0.5~1 ms内，电容器C正在充电
B．0.5~1 ms内，电容器的上极板带负电荷
C．1~1.5 ms内，Q点比P点电势低
D．1~1.5 ms内，电场能正在增加
11．图甲为LC振荡电路，图乙为振荡电路中电流的周期性变化图像，下列判断正确的是（　　）
A．时刻，电容器带电量最大
B．时刻，电容器两极板间的电压最大
C．时间内，电容器处于放电过程
D．时间内，电场能逐渐转化为磁场能
三、填空题
12．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．
13．如图为振荡电路在某时刻的电容器的带电情况和电感线圈中磁感线方向情况，由图可知电容器在___________（选填“放”或“充”）电，电感线圈中的电流在___________（选填“增大”“减小”或“不变”），如果振荡电流的周期为π×10-4 s，电容为C=250 μF，则自感系数L=___________。
四、解答题
14．振荡电路中的电容为30~390 pF，电感为88.6×10–3 H，振荡电路中产生的振荡电流的周期在什么范围内？如果电容器的电容为C1时，电路中的最大电流为I1，保持电容器的最大带电荷量不变，突然将C1减小到C2，电路中的最大电流为I2，试比较I1与I2．
15．如图所示，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关掷向2，
（1）电容器通过线圈放电过程中，线圈中的电流怎样变化？电容器的电场能转化为什么形式的能？
（2）在电容器反向充电过程中，线圈中电流如何变化？电容器和线圈中的能量是如何转化的？
（3）线圈中自感电动势的作用是什么？
16．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？
17．如图所示，一LC回路的电感L=0.25H，电容C=4μF，在电容开始放电时设为零时刻，上极板带正电，下极板带负电，求：
（1）此LC振荡电路的周期为多少？
（2）当t=2.0×10-3s时，电容器上板带何种电荷？电流方向如何？
（3）如电容器两板电压最大为10V，则在前T/4内的平均电流为多大？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
A．根据
可知电容的大小与带电量无关，因此电容大小不变，A错误；
B．电容器上极板带正电，而且正电荷正在流向上极板，因此电容器正在充电，两极板间的电压正在增大，B正确；
C．电容器充电的过程中，电流逐渐减小。C错误；
D．电容器充电的过程中，磁场能正在电场能向转化，D错误。
故选B。
2．D
【解析】
【详解】
A．在b、d两时刻，电量为零，故电场能为零，故电流最大，A正确；
B．在a→b时间内，电荷量减小，电场能转变为磁场能，B正确；
C．a、c时刻，电荷量最大，此时电场能最大，磁场能为零，C正确；
D．在O→a时间内，电荷量在增加，故电容器被充电；而c→d时刻，电荷量在减小，电容器在放电，D错误。
故选D。
3．D
【解析】
【详解】
AB．若磁场正在减弱，则电流正在减小，是充电过程，根据安培定则可确定电流由b向a电场能增大，上极板带负电，故AB正确，但不符合题意
CD．若磁场正在增大，则电流在增大，是放电过程，电场能正在减小，根据安培定责，可判断电流是由b向a，上极板带正电，故C正确，不符合题意，D错误。
故选D。
4．B
【解析】
【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。
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．B
【解析】
【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。
7．BD
【解析】
【详解】
A．t1时刻，电路中电流最大，电容器的带电量最小，所以A错误；
B．t2时刻，电路中电流最小，电容器带电量最大，磁场能量最小，所以B正确；
C．从t2时刻到t3时，电路中电流变大，电场能不断在减小，所以C错误；
D．从t3时刻到t4时刻，电路中电流逐渐减小，电容器的带电量不断增大，所以D正确。
故选BD。
8．AD
【解析】
【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。
9．BD
【解析】
【详解】
LC振荡电路的周期公式为
所以要使LC振荡电路的周期变小，可采用的办法是或L减小，或C减小，或LC都减小。
故选BD。
10．AB
【解析】
【分析】
【详解】
A．由图乙可知，在0.5~1ms内，电流为正方向且减小，故此时电容器正在充电，故A正确；
B．在0.5~1ms内，经过P点的电流向右，由于电路中做定向移动的带电粒子是带负电的电子，电子经过P点向左移动，因此电容器上极板带负电，故B正确；
C．由图乙可知，在1~1.5ms内，通过自感线圈的电流向上，且增大，Q点比P点电势高，故C错误；
D．由图乙可知，在1~1.5ms内电流在增大，故磁场能在增大，电容器处在放电过程，故电场能在减小，D错误。
故选AB。
11．BD
【解析】
【详解】
A．在t1时刻，电路中的电流最大，则q最小，说明放电完毕，电容器所带电荷量最小，故A错误；
B．在t2时刻，电路中的电流最小，则q最大，说明刚开始放电，则电容器两极板间的电压最大，故B正确；
C．时间内，电路中电流减小，电容器处于充电过程，故C错误；
D．时间内，电路中电流增大，则电场能逐渐转化为磁场能，故D正确。
故选BD。
12．4
【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=．
13． 充 减小 10-5H
【解析】
【详解】
根据题图中的磁感线方向，由安培定则可判断出回路中的电流方向为顺时针方向，故正在对电容器充电，磁场能正在转化为电场能，电流正在减小。又由
可得
L=
解得
L=10-5H
14．1.0×10–6~3.69×10–6 s I2>I1
【解析】
【详解】
T=2π
T1=2π=2×3.14×=1.0×10–6 s
T2=2π=2×3.14×=3.69×10–6 s
则其周期的范围为：1.0×10–6~3.69×10–6 s．
当电容器的电容突然减小时，放电速度加快，则周期变小，而一个周期通过电路的电荷量总量不变，所以电流会增大，则I2>I1．
15．见解析
【解析】
【详解】
（1）电容器放电过程中，线圈中的电流逐渐增大，电容器的电场能转化为磁场能．
（2）在电容器反向充电过程中，线圈中电流逐渐减小，线圈中的磁场能转化为电容器的电场能．
（3）线圈中电流变化时，产生的自感电动势阻碍电流的变化．
16．
【解析】
【详解】
由LC电路固有频率公式得
解得
所以
17．1）；（2）负电；逆时针．（3）
【解析】
【详解】
（1）根据可得此LC振荡电路的周期为
（2）当t=2.0×10-3s时，即从t=0时刻开始在第二个周期阶段，电容器反向充电，此时上板带负电荷，电流方向为逆时针方向；
（3）如电容器两板电压最大为10V，则电容器带电量最大值为
Q=CU=4×10-5C
则在前T/4内的平均电流为
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页