4.1电磁振荡 同步练习(Word版含解析)

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名称 4.1电磁振荡 同步练习(Word版含解析)
格式 docx
文件大小 437.4KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-04-07 08:31:05

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文档简介

人教版(2019)选择性必修二 4.1 电磁振荡 同步练习
一、单选题
1.如图所示为一个LC振荡电路中的电流变化图线,根据图线可判断(  )
A.t1时刻电感线圈两端的电压最大
B.t2时刻电容器两极板间电压为零
C.在t2~t3时间内,电路中的电场能不断增大
D.在t3~t4时间内,电容器所带电荷量不断增大
2.图中画出了一个LC振荡电路中的电流变化图线,根据图线可判断(  )
A.时刻电感线圈两端电压最大 B.时刻电容器两极板间电压为零
C.时刻电路中只有电场能 D.时刻电容器带电荷量为零
3.在抗击新冠病毒的过程中,广泛使用了红外体温计测量体温,如图所示。下列说法正确的是(  )
A.当体温超过37.3℃时人体才辐射红外线
B.当体温超过周围空气温度时人体才辐射红外线
C.红外体温计是依据体温计发射红外线来测体温的
D.红外体温计是依据人体温度越高,辐射的红外线强度越大来测体温的
4.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.电容器正在放电
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
5.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
6.一个振荡电路中,线圈的自感系数为L,电容器的电容为C,电路的振荡周期为T。从电容器上电压达到最大值开始计时,则有(  )
A.至少经过,磁场能达到最大
B.经过,磁场能达到最大
C.在时间内,电路中的平均电流是
D.在时间内,电容器放电量为
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.以下是几个教材中的物理公式,其中关于特定物理量符号、物理量名称及其在国际单位制(SI)中的用基本单位表示的单位符号表述中全部正确的是(  )
公式 符号 名称 单位符号
A 加速度
B 密度
C 长度 m
D 磁感应强度
A.A B.B C.C D.D
9.在如图所示的LC电磁振荡电路中,若想增大电磁振荡的频率,可采取的措施是(  )
A.保持电感器的电感不变,只增大电容器的电容 B.保持电容器的电容不变,只增大电感器的电感
C.同时增大电感器的电感和电容器的电容 D.同时减少电感器的电感和电容器的电容
10.随着时代的发展,振荡电路在量测、自动控制、无线电通讯及遥控等许多领域有着广泛的应用,如图所示,某时刻电流i的方向指向A板,且正在增大,此时(  )
A.B板带负电 B.两板间的电压在增大
C.电容器C正在充电 D.电场能正在转化为磁场能
11.LC振荡电路在某一时刻的电场和磁场方向如图所示。下列说法中正确的是 (  )
A.电容器上的自由电荷在增加
B.电路中电流沿顺时针方向
C.电路中磁场能正在向电场能转化
D.电路中电流沿逆时针方向
12.在LC回路产生电磁振荡的过程中,下列说法中正确的是(  )
A.回路中电流值最大时,回路中电场能最大
B.电容器充电完毕时,回路中磁场能最少
C.回路中电流减小时,电容器上电荷量也减少
D.回路中磁场能减少时,回路中电流值增大
13.在LC振荡电路中,某时刻的磁场方向如图所示,下列说法正确的是(  )
A.若磁场正在减弱,则电容器上极板带负电
B.若电容器正在放电,则电容器上极板带正电
C.若电容器上极板带正电,则线圈中的电流正在增大
D.若在电容器极板间插入电介质,则电路的振荡频率会减小
14.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
15.LC振荡电路如图所示,已知C=9 F、L=10mH,开关S断开时电容器极板间有一带电油滴恰好处于静止状态,t=0时将开关S闭合,已知油滴始终没有碰到两板,则(  )
A.t=×10-4s时电路电流减小 B.t=3π×10-4s时磁场能最大
C.t=3π×10-4s时油滴加速度最大 D.油滴将以初始位置为平衡位置做简谐运动
二、填空题
16.LC振荡电路的放电、充电过程
(1)电容器放电:由于线圈的______作用,放电电流不会立刻达到最大值,而是由零逐渐增大,同时电容器极板上的电荷逐渐______。放电完毕时,极板上的电荷量为零,放电电流达到______。该过程电容器的______全部转化为线圈的______。
(2)电容器充电:电容器放电完毕时,由于线圈的______作用,电流并不会立刻减小为零,而要保持原来的方向继续流动,并逐渐减小,电容器开始______,极板上的电荷逐渐______,电流减小到零时,充电结束,极板上的电荷最多.该过程中线圈的______又全部转化为电容器的______。
17.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.( )
18.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器C置于储罐中,电容器可通过开关S与线圈L或电源相连,如图所示.当开关从a拨到b时,由L与C构成的回路中产生周期的振荡电流.当罐中的液面上升时电容器的电容________.LC回路的振荡频率________.
19.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______。
三、解答题
20.在LC振荡电路中,如果C=100 pF,要发出波长为30 m的无线电波,应用多大电感的电感线圈?
21.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?
22.一个电路产生电磁振荡。以横坐标轴表示时间,纵坐标轴既表示电流又表示电压,试在同一坐标系内,从某一次放电开始,画出该电路中电流和电容器两极板间电压随时间变化的图像和图像。
23.中央人民广播电台是9套无线广播节目综合名称,九套节目对不同地区的频率不同。比如第一套节目“中国之声”,北京地区调频106.1兆赫。已知真空中的光速c=3×108m/s。则(计算结果保留两位有效数字)
(1)求“中国之声”电台发出的电磁波波长;
(2)如果收音机的接收装置是由LC电路组成,该接收装置里的线圈自感系数L=4mH,此时产生电谐振的电容多大?
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
【详解】
A.t1时刻电流最大,电流的变化率是零,自感电动势为零,线圈两端电压最小,A错误;
B.t2时刻电流最小,电场能最大,电容器两极板间的电压最大,B错误;
C.在t2~t3时间内,电容器处于放电过程,电场能减小,磁场能增大,C错误;
D.在t3~t4时间内,电容器处于充电过程,两极板带电荷量不断增大,D正确。
故选D。
2.D
【详解】
ACD.由图像分析可知,计时开始时,电容器两极板带电荷量最大,电流为零,电容器开始放电,根据电流随时间的变化规律,可以画出图像(在图中用虚线表示)
由图像分析可知,时刻,电容器带电荷量为零,电压为零,电场能为零,故D正确,AC错误;
B.时刻电容器带电荷量q最大,两极板间电压最大,故B错误。
故选D。
3.D
【详解】
AB.凡是温度高于绝对零度的物体都能产生红外辐射,故人体一直都会辐射红外线,故A错误,B错误;
CD.人身体各个部位体温是有变化的,所以辐射的红外线强度就会不一样,温度越高红外线强度越高,温度越低辐射的红外线强度就越低,所以通过辐射出来的红外线的强度就会辐射出个各部位的温度;红外体温计并不是靠体温计发射红外线来测体温的,故C错误,D正确。
故选D。
4.B
【详解】
AB.由题图螺线管中的磁感线方向可以判定出此时LC电路正在沿逆时针方向充电,B正确,A错误;
CD.充电时电流在减小,电感线圈中的磁场能正在减弱,电容器两极板间的电场能正在增大,CD错误。
故选B。
5.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。
6.D
【详解】
AB.振荡电路周期
电容器电压最大时开始放电,经时间放电结束,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,故AB错误;
CD.因为
所以在时间内电容器放电量
电路中平均电流
故C错误,D正确。
故选D。
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.D
【详解】
A.该表达式是开普勒第三定律的表达式,式中的a是轨道半长轴,单位是m,选项A错误;
B.该表达式为电阻定律的表达式,式子中的ρ是电阻率,单位是Ω m,选项B错误;
C.振动电路中周期的表达式应该是
式子中的L为线圈的自感系数,单位H(亨利),选项C错误;
D.该表达式为感应电动势表达式,其中的B为磁感应强度,单位是
选项D正确。
故选D。
9.D
【详解】
根据
可知要使f增大,可以减小电容和电感,故ABC错误,D正确。
故选D。
10.D
【详解】
某时刻电流i的方向指向A板,且正在增大,知电容器正在放电,所以B板带正电,电容器上的电荷量正在减小,由
可知,两板间的电压在减小,电场能正在转化为磁场能。故D正确。
故选D。
11.D
【详解】
BD.由螺线管中电流产生的磁场方向向上,根据右手螺旋定则知,电路中电流沿逆时针方向,故D正确,B错误;
AC.根据平行板电容器内场强的方向可知,上极板带正电,下极板带负电,而电流沿逆时针方向,电容器正在放电,电容器上的自由电荷在减少,电场能正在向磁场能转化,故AC错误。
故选D。
12.B
【详解】
A.回路中电流值最大时刻,即充电完成的时刻,磁场最强,磁场能最大,电场能最小,A错误;
B.电容器充电完成时,电场能最大,磁场能最小,B正确;
C.回路中电流减小时,即为充电过程,充电过程电荷量增加,C错误;
D.回路中D磁场能减小时,即为充电过程,充电过程电荷量增加,电流值减小,D错误。
故选B。
13.D
【详解】
A.若磁场正在减弱,由楞次定律可得线圈上端为正极,则电容器上极带正电,处于充电状态。故A错误;
B.若电容器正在放电。由安培定则可得电容器上极带负电,故B错误;
C.若电容器上极板带正电,说明电容器在充电,磁场能转化为电场能,则线圈中电流应该减小,故C错误;
D.若在电容器板间插入电介质,电容器的电容C增大,振荡频率可知,荡频率会减小,故D正确。
故选D。
14.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。
15.C
【详解】
A.回路的振荡周期
t=0至t=×10-4s时刻,电容器处于放电过程,电路中的电流逐渐增大,所以A错误;
B. t=3π×10-4s时,刚好半个周期,电容器反向充电完毕,两极板电荷量最大,磁场能最小,所以B错误;
C .t=3π×10-4s时,刚好半个周期,电容器反向充电完毕,两极板电荷量最大,电场强度最大,则油滴的电场力最大并且电场力方向向下,有
开始时有
解得
所以其加速度最大,则C正确;
D.根据题意可知,油滴带负电,一个周期内,油滴的合外力方向始终竖直向下,所以油滴始终朝下极板方向做变加速直线运动,则D错误;
故选C。
16. 自感 减少 最大值 电场能 磁场能 自感 反向充电 增多 磁场能 电场能
【详解】

17. 错误 正确 正确 正确 错误
【详解】

18. 增大  减小
【详解】
[1][2].当罐中液面上升时,电容器极板间的介电常数变大,则电容器的电容C增大,根据T=2π,可知LC回路的振荡周期T变大,又f=,所以振荡频率变小.
【点睛】
本题要注意两块平行金属板构成的电容器C的中间的液体就是一种电介质,液体的高度越高,相当于插入的电介质越多,电容越大.属于简单题.
19. 周期性地变化着 转化
【详解】

20.2.5 μH
【详解】
由公式T=2π 和v= ,

L=
式中v=3.0×108m/s,C=100×10-12F,
L=H=2.5 μH
21.见解析
【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.
22.
【详解】
电路中电流和电容器两极板间电压随时间变化的图像和图像如下图
t=0时刻,电容器刚要放电的瞬间,电容器两极板间电压最大,电路中电流为0,由于线圈的自感作用,放电电流不能立刻达到最大值,而是由0逐渐增大。t=时刻,放电完毕,电路中电流达到最大,电容器两极板上没有电荷,其电压为0.电容器放电完毕后,由于线圈的自感作用,电流并不会立即减小为0,而是保持原来的方向继续流动,并逐渐减小,由于电流继续流动,电容器充电,电容器两极板带上与原来相反的电荷并且电荷逐渐增多。t=时刻,充电完毕,电流减小为0,电容器两极板上的电荷最多,其电压也达到最大。此后,电容器再放电,电路中电流逐渐增大,电容器两极板间电压逐渐减小。t=时刻,放电完毕,电路中电流达到最大,电容器两极板上电压为0。接着,电流继续给电容器充电,电流逐渐减小,电容器两极板间电压逐渐增大。t=T时刻,充电完毕,电流减小为0,电容器两极板上的电荷最多,其电压也达到最大。由图可知,两条图线的相位不相同,电压的相位超前电流的相位。
23.(1)2.83m;(2)5.6×10-16F
【详解】
(1)依题意,有
f=106.1兆赫=1.061×108Hz,λ=
代入数据可得
λ=2.83m
(2)振动电路的周期为

带入数据,可得
C=5.6×10-16F
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页