选择性必修二4.1电磁振荡同步练习 （word版含答案）

选择性必修二 4.1 电磁振荡 同步练习
一、单选题
1．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．
2．为了测量储罐中不导电液体的高度，设计如图所示电路。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。下列描述正确的是（　　）
A．当罐中的液面上升时，电容器的电容不变
B．当罐中的液面上升时，电容器的电容减小
C．当罐中的液面下降时，LC回路的振荡频率减小
D．当罐中的液面下降时，LC回路的振荡频率增大
3．如图甲为振荡电路情景图，图乙为其中电流随时间变化的图像。以逆时针为电流正方向，则（　　）
A．图甲对应乙图中的过程
B．图甲中若在线圈中插入铁芯，则发射电磁波的频率变大
C．图乙中时间内，电容器两端电压在增大
D．图乙中时间内，线圈的自感电动势在增大
4．如图所示的电路中，电容器的电容，线圈的自感系数，先将开关S拨至a，这时电容器内有一带电油滴恰能保持静止，然后将开关S拨至b。（取3.14，研究过程中油滴不与极板接触，不计线圈电阻）（　　）
A．当S拨至a时，油滴受力平衡，可知油滴带负电
B．当S拨至b时，回路中有电流，其振荡周期为
C．当S拨至b后，经过时间时，油滴的加速度最大
D．回路中的磁场能最小时，电流最大，电容器所带电荷量为0
5．如图所示，单刀双掷开关S先打到a端让电容器充满电。t=0时开关S打到b端，已知线圈中的磁场能连续两次达到最大的时间间隔为0.01s，不考虑振荡过程中的能量损失，下列说法正确的是（　　）
A．电容器两端电压与其所带电荷量成反比
B．电容器两端电压最大时所储存的电场能最小
C．t=1.005s时，M点与N点的电势相等
D．t=1.00s至t=1.01s内，电容器一直放电
6．图中的LC振荡电路，先把开关S掷到1处给电容器C充电，充好电后再将开关S掷到2处（组成LC振荡电路），这时电容器开始放电，但电流不能立刻达到最大值，而是直到电容器C放电完毕时电流才达到最大值，造成此现象的原因是（　　）
A．线圈的自感作用 B．电容器的本身特点
C．电子做定向移动需要一定的时间 D．以上答案都错误
7．振荡电路在测量、自动控制、无线电通讯及遥控等许多领域有广泛应用。在如图甲所示LC振荡电路中，电容器C极板上的电荷量随时间变化的图线如图乙所示，则在内，下列说法正确的是（ ）
A．电容器C正在放电 B．电容器C正在充电
C．电场能正在向磁场能转化 D．回路中振荡电流正在逐渐增大
8．下列说法正确的是（　　）
A．卢瑟福首次将量子观念引入到原子领域
B．家庭电路的电压为220V，它指的是有效值
C．在光电效应中光电子的最大初动能与入射光的强度有关
D．在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量最大时电路中的电流也最大
9．如图所示是由线圈L和电容器C组成的最简单的LC振荡电路。先把电容器充满电，t=0时如图（a）所示，电容器中的电场强度最大，电容器开始放电。t=0.02 s时如图（b）所示，LC回路中线圈上的电流第一次达到最大值，则 　　）
A．0~0.02 s时间内，电流逐渐减小
B．t=0.05 s时，回路中的电流方向与图（b）中所示电流方向相同
C．t=0.06 s时，线圈中的磁场能最大
D．t=0.10 s时，线圈中的电场能最大
10．电磁波发射电路中的电磁振荡电路如图所示，某时刻电路中正形成图示方向的电流，此时电容器的下极板带正电，上极板带负电，下列说法错误的是（　　）
A．线圈中的磁场方向向上且电流正在变大
B．电容器中的电场方向向上且极板间的电势差正在变大
C．若在线圈中插入铁芯，则发射的电磁波频率变小
D．若减少电容器极板间的正对面积，则发射的电磁波波长变短
11．如图所示为某时刻LC振荡电路所处的状态，则该时刻（　　）
A．振荡电流i在增大
B．电流的变化率大小在增加
C．电场能正在向磁场能转化
D．再经过0.75个周期，电流方向与此时相反
12．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
13．如图所示，L为电感线圈，C为电容器，R为定值电阻，线圈及导线电阻均不计。先闭合开关S，稳定后，再将其断开，并规定此时t=0。当t1=0.03s时，LC回路中电容器左极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值。则当t2=0.13s时，下列判断正确的是（　　）
A．电容器中的电场能最大
B．线圈中的磁场能最大
C．电流沿顺时针方向，电容器正在充电
D．电流沿逆时针方向，电容器正在放电
14．常用的公交一卡通IC卡内部有一个由电感线圈L和电容器C构成的LC振荡电路。公交车上的读卡机向外发射某一特定频率的电磁波，刷卡时，IC卡内的线圈L中产生感应电流，给电容器C充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输。下列说法正确的是（　　）
A．IC卡工作所需要的能量来源于卡内的电池
B．当读卡机发射该特定频率的电磁波时，IC卡就能有效工作
C．若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则线圈L中不会产生感应电流
D．IC卡只能接收读卡机发射的电磁波，而不能向读卡机传输自身的数据信息
15．如图所示，一平行金属板AB与一线圈组成理想的LC振荡电路，E为电源，当开关S从1掷向2的同时，有一电子恰从极板中央飞入AB间，电子重力可忽，射入方向与极板平行。则电子（　　）
A．可能从上极板边缘飞出，飞出时动能一定增大
B．可能从下极板边缘飞出，飞出时动能可能不变
C．可能从上极板边缘飞出，飞出时动能可能不变
D．可能从下极板边缘飞出，飞出时动能一定减小
二、填空题
16．（1）振荡电流：大小和方向都做______迅速变化的电流；
（2）振荡电路：能产生______的电路。最简单的振荡电路为LC振荡电路。
17．如图所示，某时刻，理想LC振荡电路中的电容器极板间的电场强度E的方向和线圈L中磁场的磁感应强度B的方向已标出。通过分析可知该时刻电容器正在__________（填“充电”或“放电”），线圈L中磁场的磁感应强度和磁场能_________（填“增大”或“减小”）。
18．在LC振荡电路中，电容器C带的电荷量q随时间t变化的图像如图所示.1×10－6 s到2×10－6 s内，电容器处于________（填“充电”或“放电”）过程，由此产生的电磁波在真空中的波长为________ m。
19．在如图所示的电路中，电容器的电容为C=4×10-6F，线圈的电阻可以忽，电感H。闭合电键S，稳定后断开，图中LC回路开始电磁振荡，振荡开始后，电容器C的上极板正在_____电（选填“充”或“放”），带_____电（选填“正”或“负”），线圈中电流的方向向_______（选填“上”或“下”），磁场能正在__________（选填“增大”或“减小”）。
三、解答题
20．如图所示，L为一电阻可忽的线圈，D为一灯泡，C为电容器，开关S处于闭合状态，灯D正常发光，现突然断开S，并开始计时，画出反映电容器a极板上电荷量q随时间变化的图像（q为正值表示a极板带正电）。
21．如图所示的电路
（1）如果仅更换电感L更大的线圈，将开关S掷向1，先给电容器充电，再将开关掷向2，电容器通过线圈放电，线圈因自感现象产生的自感电动势是否更大？“阻碍”作用是否也更大？由于延缓了振荡电流的变化，振荡周期T会怎样变化？
（2）如果仅更换电容C更大的电容器，将开关S掷向1，先给电容器充电，电容器的带电荷量是否增大？再将开关掷向2，电容器通过线圈放电，放电时间是否相应地变长？振荡周期T是否变长？
22．如图所示，回路的电容器的两极板水平放置，开关断开时，两极板内的液滴恰好静止．已知，．现将闭合，经过，液滴加速度多大？方向如何？（电容器极板间距足够大，取）
23．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
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参考答案：
1．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
得
C=
故D正确ABC错误。
故选D。
2．D
【详解】
AB．根据题意可知，两块金属板间的液体相当于一种电介质，液面升高，相当于插入更多的电介质，由可知，电容器电容变大，故AB错误；
CD．由AB分析可知，当罐中的液面下降时，电容器电容减小，根据可知，LC回路的振荡周期减小，由可知，振荡频率增大，故C错误D正确。
故选D。
3．C
【详解】
A．图甲中电流流入电容器的正极，电容器处于充电过程，电流方向为正，图乙中，电流减小，是充电过程，所以图甲对应图乙中过程，故A错误；
B．在线圈中插入铁芯，自感系数变大，根据震荡电路频率公式
发射电磁波的频率减小，故B错误；
C．图乙中电流减小，是充电过程，电容器两端电压增大，故C选项正确；
D．图乙中时间内，电流增大的越来越慢，根据
可知，自感电动势在减小，故D错误。
故选C。
4．C
【详解】
A．当S拨至a时，油滴受力平衡，可知油滴带正电。故A错误；
B．当S拨至b时，LC回路中有电流，其振荡周期为
故B错误；
C．经过的时间为
电容器恰好反向充电结束时，油滴所受静电力向下且最大，此时油滴受到的合力最大，加速度最大。故C正确；
D．LC回路中的磁场能最大时，电流最大，电容器所带电荷量为0。故D错误。
故选C。
5．C
【详解】
A．由电容定义式可得，电容器两端电压与其所带电荷量成正比，所以A错误；
B．电容器两端电压最大时所储存的电场能最大，所以B错误；
C．已知线圈中的磁场能连续两次达到最大的时间间隔为0.01s，则周期，，电流达到最大值，电容器放电完毕，电荷量为0，则M点与N点的电势相等，所以C正确；
D． t=1.00s至t=1.01s内，,电容器先放电后反向充电，所以D错误。
故选C。
6．A
【详解】
电容器放电的过程中电路中的电流增大，而线圈的电感会阻碍电流的变化，所以电路中的电流只能逐渐增大。所以这时电容器开始放电，但电流不能立刻达到最大值，而是直到电容器C放电完毕时电流才达到最大值，造成此现象的原因是线圈的自感作用。
故选A。
7．B
【详解】
由图像可知，在内，极板上电荷量正在增大，说明LC振荡电路正在充电，回路中振荡电流正在减小，磁场能向电场能转化。
故选B。
8．B
【详解】
A．波尔第一次将量子观念引入到原子领域，提出了定态和跃迁的概念，故A错误；
B．家庭电路的电压为220V，它指的是有效值，故B正确；
C．在光电效应中光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与光照强度无关，故C错误；
D．在LC振荡电路中，电容器极板上的电荷量最大时，电路中电流为0，故D错误。
故选B。
9．C
【详解】
A．根据题述，t=0时电容器充满电，开始放电，t=0.02 s时LC回路中线圈上电流第一次达到最大值，可知0~0.02 s时间内电流逐渐增大，A错误；
B．根据LC振荡电路规律，0.04 s时电流再次为零，然后电容器反向放电，t=0.05 s时回路中的电流方向与图（b）中电流方向相反， B错误；
C．在t=0.02s时电流第一次达到最大值，此时磁场能最大，那么时刻磁场能也最大，C正确；
D．当
此时的情况与t=0.02s时的情况是一致的，D错误。
故选C。
10．B
【详解】
A．由图可知电容器正在放电，电流变大，线圈中的磁场方向向上且电流正在变大，A正确；
B．电容器中的电场方向向上，由于电容器正在放电，则电荷量减小，即板间电势差正在减小，B错误；
C．若在电场中插入铁芯，则L变大，根据
则发射的电磁波频率变小，C正确；
D．若减小板间的正对面积，则电容器的C减小，根据
则发射的电磁波波长变短，D正确。
故选B。
11．B
【详解】
通过图示电流方向为电流流向正极板，知电容器在充电，振荡电流减小，且电流变化得越来越快，即电流变化率增加，电容器上的电荷量正在增大，磁场能正在向电场能转化，由电容器充、放电规律可知，再经过0.75个周期，电流方向与此时相同。
故选B。
12．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。
13．A
【详解】
AB．LC回路中，在一个周期内，电容器充电两次，放电两次，线圈及导线电阻均不计，先闭合开关S，稳定后，线圈两端没有电压，电容器不带电，线圈具有磁场能，在t=0时刻，关闭开关S，线圈产生自感电动势，对电容器充电，使右极板带正电，后开始放电，再充电，当t1=0.03s时，电容器左极板带正电荷且电荷量第一次达到最大值。此时所经时间应是，则有=0.03s，可得T=0.04s，此时再经，电容器又放电，完成一次全振荡。则当t2=0.13s=3T+时，对电容器第7次充电，使电容器右极板带正电，且电荷量最大，由LC振荡回路的充放电规律可知，电容器带电荷量最大时，电容器中的电场能最大，线圈中的磁场能最小， A正确，B错误；
CD．在3T～3T+时，电流沿LC回路逆时针方向对电容器充电，使电容器右极板带正电，在t2=0.13s时刻，充电完毕，且电荷量最大，CD错误。
故选A。
14．B
【详解】
A．由题意可知，该能量来自于电磁感应，卡内是一个LC振荡电路，没有电池，选项A错误；
B．由题意知只要发射特定频率的电磁波时，达到一定的电压后，IC卡才能有效工作，选项B正确；
C．若电磁波的频率偏离该特定频率，电感线圈L中仍可出现感应电流，但不会达到需要的电压，选项C错误；
D．IC卡接收到读卡机发射的电磁波，同时将自身数据信息发送给读卡机进行处理，选项D错误。
故选B。
15．C
【详解】
当开关S从1掷向2后，两板间将产生交变电场（设周期为T），根据两板间电压的周期性可知，若电子在板间的运动时间为的奇数倍，则电子在板间加速和减速的时间相等，根据对称性可知电子从两板间射出时的竖直分速度为零，此时电子的动能不变，且电子的竖直分位移方向向上。因为电子一定先向上加速，其竖直位移一定向上或等于零，所以电子不可能从两板间中轴线的下方射出。综上所述可知ABD错误，C正确。
故选C。
16． 周期性 振荡电流
【详解】
17． 放电 增大
【详解】
[1][2]根据电容器中电场线的方向可知，电容器下极板带正电，上极板带负电；根据安培定则可知，回路中电流为逆时针方向，所以电容器正在放电。放电电流增大，磁感应强度和磁场能增大。
18． 充电 1200
【详解】
19． 放电 正 下 增大
【详解】
[1][2][3][4]先由题意得周期
经过，此时处于时刻，电容器正在放电，因此上极板带正电。
在时刻，线圈中电流方向向下，逐渐增加，因此磁场能也逐渐增大。
20．
【详解】
开关S处于闭合状态时，电流稳定，又因L电阻可忽，因此电容器C两极板间电压为0，所带电荷量为0，S断开的瞬间，D灯立即熄灭，L、C组成的振荡电路开始振荡，由于线圈的自感作用，此后的时间内，线圈给电容器充电，电流方向与线圈中原电流方向相同，电流从最大逐渐减为0，而电容器极板上电荷量则由0增为最大，根据电流流向，此时间里，电容器下极板b带正电，所以此时间内，a极板带负电，由0增为最大，则电容器a极板上电荷量q随时间变化的图像
21．（1）自感电动势更大；“阻碍”作用更大；周期变长；（2）带电荷量增大；放电时间变长；周期变长
【详解】
（1）仅更换电感L更大的线圈，电容器通过线圈放电
线圈因自感现象产生的自感电动势更大，则“阻碍”作用也更大，
周期变长。
（2）如果仅更换电容C更大的电容器，将开关S掷向1，先给电容器充电
带电荷量增大，放电时间变长
周期变长。
22．，方向竖直向下
【详解】
设液滴质量为m，电容器所带的电荷量为Q， 板间距离为d，开关S 断开时，极板间液滴恰好静止，则有
又因为
当 时，即时刻，此时振荡电路中电流为零，电容器极板间场强方向与 时刻方向相反，则液滴所受电场力向下，所受的合外力为
根据牛顿第二定律有
方向竖直向下。
23．1）；（2）负电；逆时针．（3）
【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
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