4.1 电磁振荡 专项测试（word版含答案）

4.1、电磁振荡
一、选择题（共16题）
1．振荡电路的振荡周期为时刻电流方向如图所示,此时电容器不带电．下列图象正确的是（ ）
A．B．
C．D．
2．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．电路里的磁场最强
C．电场能已有一部分转化成磁场能
D．磁场能已有一部分转化成电场能
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LC振荡电路中，某时刻线圈中磁场方向向上，且电路中的电流正在减小，则此时（　　）
A．电容器上极板带负电，下极板带正电 B．振荡电路中能量正在从磁场能转化为电场能
C．电容器两极板间的场强正在减小 D．线圈中的磁通量变化率正在变小
5．下列说法正确的是（　　）
A．在纵波中，质点运动方向与波传播方向一致
B．在电磁振荡电路中，电容器带电量最多时，线圈中电流最大
C．同一辆汽车鸣笛而来，笛声尖锐；鸣笛而去，笛声低沉∶这种现象属于多普勒效应
D．做受迫振动的物体，其频率与驱动力的频率有关，其振幅与驱动力的频率无关
6．如图所示，线圈的自感系数0.1H，电阻忽略不计，电容器的电容40μF，电阻R的阻值3Ω，电源电动势1.5V，内阻不计。闭合开关S，待电路达到稳定状态后断开开关S。下列判断正确的是（ ）
A．开关断开后，线圈中有正弦交流电，其最大值为0.5A
B．开关断开时，线圈两端的电压最大
C．开关断开ms时，电容器左极板带正电
D．开关断开2ms时，线圈中的电流沿ab方向
7．无线话筒是LC振荡电路的一个典型应用。在LC振荡电路中，某时刻磁场方向如图所示，且电容器上极板带正电，下列说法正确的是（　　）
A．电容器正在放电 B．振荡电流正在增大
C．线圈中的磁场正在增强 D．磁场能正在向电场能转化
8．如图所示的电路，电阻，电容，电感，电感线圈的电阻可以忽略。单刀双掷开关S置于“1”，电路稳定后，再将开关S从“1”拨到“2”，图中回路开始电磁振荡，振荡开始后时，下列说法正确的是（　　）
A．电容器正在放电
B．电容器的上极板带负电
C．电场能正在转化为磁场能
D．穿过线圈L的磁感应强度方向向上，且正在逐渐增强
9．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
10．近场通信（NFC）是一种短距高频的无线电技术，其主要结构就是线圈和电容组成的类似LC振荡电路的并联谐振电路，其终端有主动、被动和双向三种模式，最常见的被动模式广泛应用于公交卡、门禁卡、校园一卡通等，刷卡时，电路发生电谐振，给电容器充电，达到一定电压后，在读卡设备发出的射频场中响应，被读或写入信息。下列说法正确的是（　　）
A．LC电路的电容器在充电时，电流增大
B．LC电路中，电容器充电时，线圈中自感电动势减小
C．如果增大LC电路中电容器两极板间距离，振荡周期将减小
D．电磁波发射时，使电磁波随各种信号而改变的技术叫电谐振
11．如图甲所示电路中，把开关K扳到1，电源对电容器充电，待充电完毕，把开关K扳到2，电容器与带铁芯的线圈L组成的振荡电路中产生振荡电流，电流传感器能实时显示流过电容器的电流，电流向下流过传感器的方向为正方向。如图乙所示的1、2、3、4是某同学绘制的四种电流随时间变化的图像。下列说法正确的是（　　）
A．K扳到1时电流如图线1所示，K扳到2时电流如图线4所示
B．K扳到1时电流如图线2所示，K扳到2时电流如图线3所示
C．换用电动势更大的电源，振荡电流的周期将变大
D．拔出线圈的铁芯，振荡电流的频率将降低
12．下列说法正确的是（　　）
A．医学诊断时用“B超”仪器探测人体内脏，是利用超声波的多普勒效应
B．图（a）中如果灯泡灯丝突然烧断，会引起原线圈电流突然增大
C．图（b）中磁铁上下振动时，磁铁下端放一金属线圈，让磁铁振动时穿过它，它将对磁铁产生明显的阻尼
D．图（c）中LC振荡电路中，如果磁场在增大，那么电容器在放电且电容器上极板带正电
13．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
14．理想LC振荡电路某时刻电容器极板间的场强方向和线圈中的磁场方向如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．电容器正在放电
B．电路中的磁场能在增加
C．电容器两端的电压在增加
D．把电容器的两极板间距离拉大，振荡电流的频率增大
15．关于LC振荡电路，某一时刻的电场线、磁感线方向如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．电容器正在放电，电场能正在减小
B．电容器正在充电，磁场能正在减小
C．电流正在增大，电场强度正在增大
D．电流正在减小，电场强度正在增大
16．一个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、填空题
17．一电容为C的电容器两极板间的电压为U，断开电源，让其通过一个自感系数为L的电感线圈放电，在第一次放电完毕的过程中，流过电路的平均电流是____________。
18．甲、乙两图中电容器的电容都是C=4×10-6F，自感线圈的直流电阻不计，自感线圈的自感系数都是L=9×10-4H，甲图中开头S先接a端，充电结束后将开关S扳到b端；乙图中开关S先闭合，稳定后断开。甲、两图中LC回路开始电磁振荡后的t=3.14×10-4s时刻，电容器C1正在___________（选填“充电”或“放电”），电容器C1的上极板带___________（选填“正电”或“负电”）；自感线圈L2中的电流方向为___________（选填“向左”或“向右”），自感线圈L2中的磁场能正在___________（选填“增大”或“减小”）。
综合题
19．某LC振荡电路中，振荡电流变化规律i=0.14sin（1000t）A，已知电路中线圈的自感系数L=50mH，求：
（1）该振荡电流的周期为多少；
（2）电容器的电容C．
20．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？
21．在LC振荡电路中，线圈的自感系数L＝2.5mH，电容器的电容C＝4μF。求：
（1）该回路的周期是多大？（取3.14）
（2）设t＝0时，电容器两极板间电压最大，在t＝9.0×10－3s时，通过线圈的电流是增大还是减小？这时电容器处在什么过程中？
22．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．D
【详解】
根据题意，t=0时刻，极板上电荷量为零，电场强度为零，电场能为零；磁场能最强，振荡电流最大，电容器即将进行反向充电．由于能量是标量，所以线圈中磁场能的图象应该在横轴上方．
故本题选D
2．A
【详解】
LC振荡电路电容器充电完毕尚未开始放电时，电容器中电场最强，磁场最弱，电场能和磁场能之间还没有发生转化。
故选A。
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．B
【详解】
根据安培定则，线圈中的电流从上看是逆时针，此时电流正在减小，表明电容器正在充电，所以下板带负电，上板带正电。电容器两极板间场强正在增大，电场能在增大，电容放电变快，线圈中感应电动势变大。磁通量变化率正在变大，故B正确，ACD错误。
故选B。
5．C
【详解】
A．横波，质点振动的方向总是垂直于波传播的方向。而纵波，质点振动的方向与波传播的方向在同一直线上，A错误；
B．在电磁振荡电路中，电能和磁场能相互转化，带电量最多时，电能最大，磁场能向电场能转化完毕，故电路中的电流为零，B错误；
C．同一辆汽车鸣笛而来，笛声尖锐；鸣笛而去，笛声低沉∶这种现象属于多普勒效应，C正确；
D．做受迫振动的物体，振动频率与驱动力的频率相等，与物体的固有频率无关，当固有频率和驱动力频率相等时，振幅最大，D错误。
故选C。
6．A
【详解】
AB．电路稳定后通过线圈的电流为
此时电容器带电量为零；开关断开后，在LC回路形成振荡电流，即线圈中有正弦交流电，其最大值为0.5A，此时线圈两端电压为零，选项A正确，B错误；
C．对LC振荡电路的周期为
则开关断开时，电容器左极板带负电，右极板正电，选项C错误；
D．开关断开时，线圈中的电流沿ba方向，电容器反向充电，选项D错误。
故选A。
7．D
【详解】
由题图中磁场的方向可知，此时电容器正在充电，电路中电流正在减小，线圈中的磁场正在减弱，磁场能正在向电场能转化，故D正确，ABC错误。
故选D。
8．B
【详解】
对LC振荡电路的周期为
则在时刻从初始状态振荡半个周期，则此时电容器正在反向充电，电容器下极板带正电，上极板带负电，磁场能正在转化为电场能，因通过线圈的电流正在向下减弱，则穿过线圈L的磁感应强度方向向下，且正在逐渐减弱。
故选B。
9．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。
10．C
【详解】
A．LC电路的电容器在充电时，电流逐渐减小，选项A错误；
B．LC电路中，电容器充电时，线圈中电流的变化率逐渐变大，则自感电动势变大，选项B错误；
C．如果增大LC电路中电容器两极板间距离，则根据
可知，电容C变小，根据
可知，振荡周期将减小，选项C正确；
D．电磁波发射时，使电磁波随各种信号而改变的技术叫调谐，选项D错误。
故选C。
11．A
【详解】
AB．K扳到1时对电容器充电，电流沿正向逐渐减小，图线1符合，K扳到2时产生振荡电流，0时刻电流为零，前半个周期电流方向为负，图线4符合，故A正确，B错误；
C．振荡电流的周期
可知周期与电动势无关，故C错误；
D．振荡电流的频率
拔出线圈的铁芯，线圈自感系数减小，频率将升高，故D错误。
故选A。
12．C
【详解】
A．“B超”仪器通过它的探头不断向人体发出短促的超声波脉冲，超声波遇到人体不同组织的分界面时会反射回来，又被探头接收，这些信号经电子电路处理后可以合成体内脏器的像，没有使用多普勒效应，选项A错误；
B．图(a)中如果灯泡灯丝突然烧断，副线圈中的电流减小，会引起原线圈电流突然减小，选项B错误；
C．图(b)中磁铁上下振动时，磁铁下端放一金属线圈，让磁铁振动时穿过它，线圈内产生感应电流，它产生它将对磁铁产生明显的阻尼，选项C正确；
D．图(c)中LC振荡电路中，如果磁场在增大，说明电流正在增大，那么电容器在放电，由电流的关系可知电容器上极板带负电，选项D错误。
故选C。
13．C
【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。
14．CD
【详解】
A．由线圈中的磁场方向和安培定则可以得到线圈中的电流沿逆时针方向（俯视），故电容器正在充电，故A错误；
BC．电容器充电时，电容器两端的电压增加，电场能增加，磁场能减小，故B错误，C正确；
D．把电容器的两极板间距离拉大时，电容减小，由LC振荡电路的周期公式
可知周期减小，故振荡电流频率增加，故D正确。
故选CD。
15．BD
【详解】
由题图知，若磁场正在减弱，则磁场能向电场能转化，电容器正在充电，电场能正在增大，电场强度正在增大。因为磁场减弱，则穿过线圈的磁通量减小，那么线圈中产生的感应电流的磁场将阻碍原磁场的磁通量的减小，即感应电流的磁场的方向竖直向上，根据安培定则可以知道感应电流的方向为逆时针方向，即电流由b向a，如图所示
故电容器下极板带正电、上极板带负电。根据闭合电路欧姆定律
由法拉第电磁感应定律
可知，电流正在减小。反之若磁场正在增强，则电场能在向磁场能转化，电容器正在放电，电场能正在减少，由磁场的方向可以判断出放电电流的方向从b向a，则电容器上极板带正电、下极板带负电，则电场方向应该竖直向下，与题图所表示场强相反，故电容器不可能在放电，所以AC选项错误，BD选项是正确。
故选BD。
16．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。
17．
【详解】
从放电开始到第一次放电完毕所用时间为，放出的电荷量为
则平均电流为
18． 充电 正电 向左 增大
【详解】
由公式可求得LC回路振荡周期
t=3.14×10-4s时刻是开始振荡后的T。如图所示是题图甲对应的q-t图像（以上极板带正电为正），也是题图乙对应的i-t图像（以LC回路中有逆时针方向电流为正），图像均为余弦函数图像。在T时刻，从题图甲对应的q-t图像看出，电容器C1正在充电且上极板带正电。
从题图乙对应的i-t图像看出，自感线圈L2中的电流向左且正在增大，所以自感线圈L2中的自感磁场能正在增大。
19．（1）（2）
【详解】
(1)根据振荡电路的周期性变化的规律，得
(2)因震荡周期，得
20．见解析
【解析】
（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．
21．（1）6.28×10－4s；（2）减小；反向充电过程
【详解】
（1）由电磁振荡的周期公式可得该回路的周期
T＝2＝2×3.14×s＝6.28×10－4s
（2）因为t＝9.0×10－3s相当于14.33个周期，而<0.33T<，由电磁振荡的周期性可知，当t＝9.0×10－3s时，LC回路中的电磁振荡正处在～的变化过程中。
t＝0时，电容器两极板间电压最大，极板上电荷量最多，电路中电流值为零，则回路中电流随时间的变化规律如图所示，结合图像可知，在t＝9.0×10－3s时，通过线圈的电流在减小，这时电容器正处在反向充电过程中。
22．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