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 447.4KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-04-12 00:03:01

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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.如图所示为一理想LC电路,已充电的平行板电容器两极板水平放置。电路中开关断开时,极板间有一带电灰尘(图中末画出)恰好静止。若不计带电灰尘对电路的影响,重力加速度为。当电路中的开关闭合以后,则(  )
A.灰尘将在两极板间做往复运动 B.灰尘运动过程中加速度方向可能会向上
C.电场能最大时灰尘的加速度一定为零 D.磁场能最大时灰尘的加速度一定为
3.关于电磁波,下列说法正确的是(  )
A.电磁波的传播也就是能量的传播
B.只要有电场和磁场,就能形成电磁波
C.载有信号的电磁波只能在真空中传播
D.电磁振荡停止后,其发射到空间的电磁波随即消失
4.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
5.如图所示,为某LC振荡电路图,电路中电容器极板上的电量随时间变化的曲线如图所示。则以下说法正确的是(  )
A.该电路可以有效的把电磁波发射出去
B.过程中,线圈的磁场能逐渐变小
C.b、d两时刻电路中电流最大
D.a、c两时刻电路中电流最大
6.用一自感系数为L的线圈和一电容器构成一半导体的调谐电路,要使该调谐电路能接收到波长为λ的无线电波,则电容器的电容应为(已知无线电波在空气中的速度为c)(  )
A. B. C. D.
7.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
8.一个振荡电路中,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
9.下列说法不正确的是(  )
A.摆钟偏快时可缩短摆长进行校准
B.火车鸣笛向我们驶来时,我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高
C.地面附近有一高速水平飞过的火箭,地面上的人观察到的火箭长度要比火箭上的人观察到的短一些
D.振荡的电场在周围空间产生的磁场也是振荡的
10.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
11.如图所示,图为振荡电路,通过点的电流如图,规定通过点向左的电流方向为正方向,下列说法正确的是(  )
A.在时刻,线圈中的磁场能最大
B.在时刻,电容器的电场能最大
C.0到电容器正在充电,上极板带正电
D.到电容器正在放电,上极板带负电
12.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
13.某种除颤器的简化电路,由低压直流电源经过电压变换器变成高压电,然后整流成几千伏的直流高压电,对电容器充电,如图甲所示。除颤时,经过电感等元件将脉冲电流(如图乙所示)作用于心脏,实施电击治疗,使心脏恢复窦性心律。某次除颤过程中将电容为的电容器充电至,电容器在时间内放电至两极板间的电压为0。其他条件不变时,下列说法正确的是(  )
A.线圈的自感系数L越大,放电脉冲电流的峰值越小
B.线圈的自感系数L越小,放电脉冲电流的放电时间越长
C.电容器的电容C越小,电容器的放电时间越长
D.在该次除颤过程中,流经人体的电荷量约为
14.当LC振荡电路中的电流达到最大值时,电感L中磁场的磁感应强度B和电容器C中电场的场强E是(  )
A.B和E都达到最大值
B.B和E都为零
C.B达到最大值而E为零
D.B为零而E达到最大值
15.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
二、填空题
16.图为LC振荡电路中振荡电流随时间变化的图像,由图可知,在OA时间内________能转化为________能,在AB时间内电容器处于________(填“充电”或“放电”)过程,在时刻C,电容器带电荷量________(填“为零”或“最大”)。
17.在如图所示的振荡电流的图像中,表示电容器充电过程的有_____;线圈中有最大电流的点是_____;电场能转化为磁场能的过程有_____。
18.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.
19.在LC振荡电路中,当电流最大时,电容器两端电势差也最大,充电完成时,电势差最大,但是电流为0( )
三、解答题
20.一台收音机的接收频率范围从到。设这台收音机能接收的相应波长范围从到,调谐电容器的相应电容变化范围从到。那么波长、之比为多少?电容、之比为多少?
21.运用能量守恒定律说明为什么只含有电阻器和电容器的电路或者只含有电阻器和自感线圈的电路都不可能产生电磁振荡。
22.如图所示,S先接通a触点,让电容器充电后再接通b触点,设这时可变电容设这时可变电容器电容为 ,线圈自感系数为,
(1)经过多长时间电容C上的电荷第一次释放完?
(2)这段时间内电流如何变化?线圈两端电压如何变化?
23.若某种电磁波在真空中的频率为,试回答下列问题:
(1)该电磁波的波长为多少?(电磁波在真空中的传播速度为)
(2)该电磁波属于哪个波段?(红外线波长范围为,紫外线的波长范围为5~370nm)
(3)现代科技可以使电磁波在特定介质中的传播速度大大减小。当频率为的电磁波以900m/s的速度传播时,电磁波的波长变为多少?
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】
ABC.当开关断开时,灰尘静止,则有
此时电场能最大,极板间电场强度最大,若开关闭合,电场能减小,极板间电场强度减小,则灰尘会向下极板运动,振荡回路磁场能和电场周期性改变,根据对称性可知当电场方向和初始状态相反电场能最大时,电场力变为向下,和重力方向相同,灰尘的此时的加速度为2g,所以灰尘的加速度不可能向上,灰尘的加速度大于等于0,且一直向下,所以灰尘不会在两极板间做往复运动,故ABC错误;
D.当磁场能最大时,电场能为0,极板间电场强度为0,灰尘只受重力,加速度一定为g,故D正确。
故选D。
3.A
【详解】
A.电磁波的传播的本质也就是能量的传播,故A正确;
B.根据麦克斯韦电磁理论,变化的磁场产生电场,变化的电场产生磁场,相互激发形成电磁波,故B错误;
C.载有信号的电磁波不仅能在真空中传播,也可以在介质中传播,故C错误;
D.电磁振荡停止后,其发射到空间的电磁波还会继续传播一段时间,故D错误。
故选A。
4.C
在LC振荡电路中,当电容器充电时,电流在减小,电容器上的电荷量增大,磁场能转化为电场能;当电容器放电时,电流在增大,电容器上的电荷量减小,电场能转化为磁场能。
【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。
5.D
【详解】
A.有效的发射电磁波应该需要开放电路,故A错误;
B.过程,电容器的电荷量减少,电场能减小,则磁场能增大,故B错误;
C.b、d两时刻,电量最大,则电场能最大,磁场能为零,电路中的电流为零,故C错误;
D.a、c两时刻电路中电量变化最快,故电流最大。故D正确。
故选D。
6.D
【详解】
由λ= 可得波长为λ的无线电波的频率f= ,故调谐电路的频率也为f,又f=,所以

C=
故D正确ABC错误。
故选D。
7.D
【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。
8.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。
9.A
【详解】
A.摆钟偏快时,周期小,根据
可知,可通过增加摆长进行校准,选项A错误,符合题意;
B.根据多普勒效应可知,火车鸣笛向我们驶来时,我们听到的笛声频率将比声源发声的频率高,选项B正确,不符合题意;
C.在根据相对论尺缩效应可知,地面附近有一高速水平飞过的火箭,地面上的人观察到的火箭长度要比火箭上的人观察到的要短一些。故C正确,不符合题意。
D.振荡电场,就是周期性变化的电场,它产生的磁场也是周期性变化的,即振荡电场周围空间产生的磁场也是振荡的,故D正确,不符合题意;
故选A。
10.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。
11.D
【详解】
AC.0到,电流为正,且正在减小,即电流为逆时针方向减小,说明电容器正在充电,电流方向为正电荷的运动方向,所以上极板带负电。在时刻,电流最小,而线圈中的磁场能与电流同步变化,则在时刻,线圈中的磁场能最小,故AC错误;
BD.到,电流为负,且正在增加,即电流为顺时针方向增加,说明电容器正在放电,电流方向为正电荷的运动方向,所以上极板带负电。在时刻,电流最大,电流的变化率为零,电容器的带电荷量为零,电容器电场能最小,故B错误,D正确。
故选D。
12.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。
13.A
【详解】
A.线圈的自感系数L越大,阻碍电流的感抗越大,则放电电流越小,放电脉冲电流的峰值也越小,故A正确;
BC.振荡电路的振荡的振荡周期为
电容器在时间内放电至两极板间的电压为0,即
则线圈的自感系数L越大,放电脉冲电流的放电时间越长;电容器的电容C越大,放电脉冲电流的放电时间越长,故BC错误;
D.电容为的电容器充电至,则电容器储存的电量为
故在该次除颤过程中,流经人体的电荷量约为,故D错误;
故选A。
14.C
【详解】
当LC振荡电路中的电流达到最大值时,由振荡电路的工作规律可知,电容器C放电完毕,则电容器C中电量是零,电场强度E是零,而此时电场能正好向磁场能转化完毕,电感L中磁场能最大,磁感应强度B最大,ABD错误,C正确。
故选C。
15.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
16. 电场 磁场 充电 为零
【详解】
[1][2]由图可知,振荡电流随时间做正弦规律变化。在OA时间内电流增大,电容器正在放电,电场能逐渐转化为磁场能。
[3]在AB时间内电流减小,电容器正在充电。
[4]在时刻C电流最大,为电容器放电完毕瞬间,带电荷量为零。
17. 、、 a、c、e 、
【详解】
[1]根据图像,充电过程电流在减小,故有、、。
[2]线圈中有最大电流的点是a、c、e。
[3]电场能转化为磁场能的过程电流在增加,故有、。
18.4
【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=.
19.错误
【详解】
在LC振荡电路中,电流增大的过程是电容器的放电过程,振荡电流最大时,电容器放电结束,电容器两端电压为零,充电完成时,电势差最大,但是电流为0,故此说法错误。
20.10:1;100:1
【详解】
根据
可知
根据
解得
21.见解析
【详解】
在电路中,电荷和电流以及与之相联系的电场和磁场周期性地变化,同时相应的电场能和磁场能在储能元件中不断转换的现象,如果只由电阻器和电容器的电路组成的电路中,电流的大小和方向周期性变化,电容器极板上的电荷也周期性地变化,相应的电容内储存的电场能和电感内储存的磁场能不断相互转换,由于开始时储存的电场能或磁场能既无损耗又无电源补充能量,电流和电荷的振幅都不会衰减,而今只有电阻和电容的电路或者只含有电阻器和自感线圈的电路,那么不会出现电场能和磁场能相互转化,因此不可能产生电磁振荡。
22.(1)1.17×10-6 s;(2)电流逐渐增大,线圈两端的电压逐渐减小
【详解】
(1)根据,该电路的振荡周期为
电容器极板上所带电荷量由最大变为零,经过的时间为
(2)电容器放电,这四分之一周期时间内电流逐渐增大,线圈两端的电压逐渐减小。
23.(1);(2)紫外线波段;(3)
【详解】
(1)由波速公式得
(2)该电磁波属于紫外线波段。
(3)由得
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