4.1电磁振荡 练习（word版含答案）

选择性必修二 4.1 电磁振荡
一、单选题
1．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，则此时（　　）
A．B板带负电 B．A、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
2．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
3．如图所示，LC振荡电路的导线及自感线圈的电阻忽不计，某瞬间回路中的电流方向如箭头所示，且此时电容器的极板A带正电荷。已知线圈自感系数，电容器电容，则下列说法正确的是（　　）
A．LC振荡电路的周期 B．此时电容器正在放电
C．电容器两极板间的电压正在增加 D．线圈L中的磁场能正在增大
4．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
5．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
6．无线话筒是振荡电路的一个典型应用。在振荡电路中，某时刻磁场方向、电场方向如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．电容器正在充电，电场能正在增加 B．振荡电流正在增大
C．线圈中的磁场正在增强 D．增大电容器两板距离，振荡频率减小
7．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，下列说法正确的是（　　）
A．线圈中的磁场方向向上且电流正在减小
B．极板间的电势差正在变大、电场能正在变小
C．若在线圈中插入铁芯，则发射的电磁波频率变小
D．若增大电容器极板间的正对面积，则发射的电磁波波长变短
8．LC振荡电路中，某时刻的磁场方向如图所示，则（　　）
A．若磁场正在减弱，则电容器正在充电，电流由a向b
B．若磁场正在减弱，则电场能正在增大，电容器上板带正电
C．若磁场正在增强，则电场能正在减少，电容器上板带正电
D．若磁场正在增强，则电容器正在充电，电流方向由a向b
9．振荡电路中，电容器两极板上的带电量q随时间t变化的关系如图所示，则（　　）
A．在时刻，电路中的电流为0 B．在时刻，电路中只有磁场能
C．在时刻，电感线圈两端电压为0 D．时间内，电路中的电流不断增大
10．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
11．如图所示为LC振荡电路在电磁振荡中电容器极板间电压随时间变化的u-t图象，则下列判断正确的是（　　）
A．在时刻电路中的磁场能最大
B．在时刻电路中的磁场能最小
C．从时刻至，在电路中电场能转化为磁场能
D．从时刻至，在电路中磁场能转化为电场能
12．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
13．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
14．如图所示，i-t图像表示LC振荡电路的电流随时间变化的图像。在t=0时刻，回路中电容器的M板带正电，下列说法中正确的是（　　）
A．o-a阶段，电容器正在充电，电场能正在向磁场能转化
B．a-b阶段，电容器正在放电，磁场能正在向电场能转化
C．b-c阶段，电容器正在放电，回路中电流沿顺时针方向
D．c-d阶段，电容器正在充电，回路中电流沿逆时针方向
15．有一LC振荡电路，能产生一定波长的电磁波，若要产生波长比原来短些的电磁波，可采取的措施为（　　）
A．增加线圈的匝数
B．在线圈中插入铁芯
C．减小电容器极板间的距离
D．减小电容器极板正对面积
二、填空题
16．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______。
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，t1时刻和t2时刻电感线圈中的磁感线和电容器中极板的带电情况分别如图所示，则在t1时刻电容器正在_______，t2时刻电容器正在_______．（填“充电”或“放电”）
三、解答题
19．收音机的调谐电路中线圈的自感系数为L，要想接收波长为λ的电磁波，应把调谐电路中电容器的电容调至(c为光速)多少？
20．如图所示，线圈的自感系数L＝0.5 mH ， 电容器的电容C＝0.2 μF．电源电动势E＝4 V ， 电阻的阻值R＝10 Ω ， 不计线圈和电源的内阻，闭合开关S ， 待电路中电流稳定后 断开S ， 求
（1）LC回路的振荡频率．
（2）LC回路振荡电流的有效值．
（3）从断开S到电容器上极板带正电荷最多所经历的最短时间．
21．一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？
22．简述通过莱顿瓶实验来观察电谐振。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】
通过图示电流方向，知电容器在放电，则电容器上极板A带负电，下极B板带正电，振荡电流增大，电容器上的电荷量正在减小，由
知AB两板间的电压在减小，电场能正在向磁场能转化，D正确，ABC错误。
故选D。
2．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。
3．C
【详解】
A．根据公式得，LC振荡电路的周期
故A错误；
B．根据图示电路知，此时电流从负极板流向正极板，电容器正在充电，故B错误；
C．电容器充电的过程中，电容器储存电荷量正在增加，根据可知，电容器两极板间的电压正在增加，故C正确；
D．LC振荡电路中，电容器充电时，线圈L中的磁场能转化为电容器的电场能，故D错误。
故选C。
4．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。
5．D
【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。
6．A
【详解】
ABC．由题图，根据安培定则以及线圈产生的磁感应强度的方向可以判定此时电流正流向下极板，电容器正在充电，电场能正在增加，振荡电流正在减小，线圈中的磁场正在减弱，故A正确，BC错误；
D．增大电容器两板距离，根据可知C减小，再根据可知振荡频率增大，故D错误。
故选A。
7．C
【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，故A错误；
B．电容器中的电场方向向上，由于电容器正在放电，则带电量减小，由
可知极板间的电势差正在变小，所以电场能正在变小，故B错误；
C．若在线圈中插入铁芯，则L变大，根据
则发射的电磁波频率变小，故C正确；
D．若增大电容器极板间的正对面积，则电容器电容C增大，根据
则发射的电磁波波长变长，故D错误。
故C。
8．C
【详解】
AB．若磁场在减弱，则磁场能在减小，电场能在增大，电容器在充电。根据磁感线的方向，由右手螺旋定则可以判断出电流方向由b向a。由于是充电的过程，电流向正极板流动，故上板带负电，A、B错误；
CD．若磁场在增强，则电场能在减少，电容器在放电。根据右手螺旋定则可以判断出电流方向由b向a。因为是放电过程，电流从正极板流出，电容器上板带正电。C正确，D错误；
故选C。
9．C
【详解】
A．由图可知在t1时刻，电容器极板上的电荷量为零，根据电磁振荡的特点可知，t1时刻是电容器放电结束的时刻，电路中的电流最大，故A错误；
B．由图可知，在t2时刻，电容器极板上的电荷量最大，电路中只有电场能，故B错误；
C．由图可知在t3时刻，电容器极板上的电荷量为零，是电容器放电结束的时刻，电感线圈两端电压为零，故C正确；
D．由图可知在t3～t4时间内，电容器极板上的电荷逐渐增加，电容器充电，电路中的电流不断减小，故D错误。
故选C。
10．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。
11．D
【详解】
A．在时刻，电容器两端电压最大，两极板间电场强度最大，电场能最大，电路中电流为零，磁场能为零，故A错误；
B．在时刻，电容器两端电压为零，电路中电流最大，磁场能最大，故B错误；
CD．从时刻至，电容器充电，电流减小，电路中电场能增大，磁场能减小，即磁场能转化为电场能，故C错误，D正确。
故选D。
12．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。
13．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。
14．C
【详解】
A．o-a阶段，电容器正在放电，电流不断增加，电场能正在向磁场能转化，选项A错误；
B．a-b阶段，电容器正在充电，电流逐渐减小，磁场能正在向电场能转化，选项B错误；
C．b-c阶段，电容器正在放电，回路中电流沿顺时针方向，选项C正确；
D．c-d阶段，电容器正在充电，回路中电流沿顺时针方向，选项D错误。
故选C。
15．D
【详解】
LC振荡电路产生的电磁波的频率为
f=
再由
v=λf
解得
λ=2πv
所以减小波长的方法是减小自感系数L或电容C。
增加线圈的匝数和在线圈中插入铁芯都是增加L的措施。对电容又有
C=
可知减小电容器极板间的距离可增大电容C；减小电容器极板正对面积可减小C。
故选D。
16． 周期性地变化着 转化
【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． 放电 充电
【详解】
由题图t1时刻电感线圈中的磁感线方向，根据右手螺旋定则可以判断电流的方向为顺时针，故此时电容器正在放电；
而由t2时刻电感线圈中的磁感线方向，根据右手螺旋定则可以判断电流的方向为顺时针，故此时电容器正在充电．
19．
【详解】
接收电磁波必须进行调谐，使接收回路产生电谐振，由产生电谐振的条件f固＝f电磁波得
解得
C＝
【点睛】
解决本题的关键知道当接收电路的固有频率和收到的电磁波频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，发生电谐振．以及掌握电磁振荡的频率f＝.
20．（1）1.6×104Hz （2）0.28 A （3）4.7×10－5S
【详解】
(1)根据,可求得频率为f=1.6×104Hz．
(2)LC回路的最大电流为
振荡电流产生正弦式交变电流，
(3)由，得T=6.25×10-5s．当S断开时，电容器上的带电量为零，然后电容器开始充电，且下极板带正电，
故当电容器上极板带正电荷量最大，经历的最短时间为.
【点睛】
该题考查振荡电路产生的振荡电流周期公式，理解充电与放电过程，电量，电场强度，电压，电流的大小如何变化．
21．10:1；100:1
【详解】
根据
可知
根据
解得
22．见解析
【详解】
取两个相同的莱顿瓶（一种电容器），一个和固定的金属框相连，中间有一个间隙A、B；另一个和有可移动边的金属框相连，可动边上有一个氖管，给第一个莱顿瓶充电，当电压足够高时，在间隙中产生火花放电，辐射出电磁波。移动第二个莱顿瓶金属框上的可动边，观察它在不同位置时接收电磁波的情况，根据氖管发光的亮度找出振荡电流最强的位置。实验结果表明，当两个矩形框大小相等时，振荡电流最强。
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