2024人教版高中物理选择性必修第二册同步练习题--4.1-电磁振荡（有解析）
文档属性
| 名称 | 2024人教版高中物理选择性必修第二册同步练习题--4.1-电磁振荡（有解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-10-17 17:12:27 | ||
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文档简介
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2024人教版高中物理选择性必修第二册同步
第四章 电磁振荡与电磁波
1 电磁振荡
基础过关练
题组一 电磁振荡的产生
1.【经典题】【多选题】(2022福建龙岩第一中学月考)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.电容器正在充电
B.电路中电流沿顺时针方向
C.电容器正在放电
D.电路中电流沿逆时针方向
2.(2023重庆育才中学期中)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.电容器所带的电荷量正在逐渐增加
B.电流流向为由a到b
C.极板间的电场强度正在逐渐减小
D.磁场能正在逐渐增加
题组二 电磁振荡中的能量变化
3.【多选题】(2022黑龙江大庆实验中学期末)如图是教材讲解LC振荡电路中的一次周期性变化(从图①到图⑤),关于LC振荡电路描述正确的是 ( )
A.从图②到图③的过程是磁场能转化为电场能的过程
B.图②中电容器刚好放电结束,则振荡电路中电流达到最大值
C.在一个周期内,电场能向磁场能转化完成两次
D.在一个周期内,磁场能向电场能转化完成一次
题组三 电磁振荡的周期和频率
4.【多选题】把一根软铁棒插入LC振荡电路的线圈中,其他条件保持不变,则电路的 ( )
A.固有频率变大
B.固有周期变大
C.最大磁场能不变
D.最大电压增大
5.(2023广东汕头金山中学模拟)某收音机中的LC振荡电路,由固定线圈和可调电容器组成,能够产生频率为535 kHz到1 605 kHz的电磁振荡。则可调电容器的最大电容和最小电容之比为 ( )
A.∶1 B.2∶1 C.3∶1 D.9∶1
能力提升练
题组一 LC振荡电路各量变化的对应关系
1.(2023湖北武汉统考)无线充电技术有电磁感应式、磁共振耦合式、电磁谐振式等不同形式,它们各有千秋,但都使用了LC振荡电路。一LC振荡电路在t1和t2时刻自感线圈中磁感线方向和电容器极板带电情况如图所示。若t2-t1=,选取时间微元Δt(Δt→0),则下列说法正确的是 ( )
A.在t1时刻,电容器正在放电
B.从t1→t1+Δt,电路中电流增大
C.从t2→t2+Δt,自感线圈中磁场减弱
D.从t2→t2+Δt,电容器两极板间电场减弱
2.(2021浙江杭州长征中学期中)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0.01 s,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=1.005 s时,M点与N点的电势相等
D.t=1.00 s至t=1.01 s内,电容器一直放电
题组二 LC振荡电路中的图像问题
3.【经典题】【多选题】(2023天津静海月考)如图所示为LC振荡电路中,从t=0时刻开始描绘的平行板电容器所带的电荷量q随时间t的变化规律。则下列说法正确的是 ( )
A.0~t1时间内,LC振荡电路中的电流正在增大
B.t2时刻线圈产生的磁场最强
C.t2~t3时间内,电路中的电场能正向磁场能转化
D.t4时刻,两极板之间的电场能最小
4.【经典题】(2023山西晋中阶段测试)如图所示是LC振荡电路和通过点P的电流随时间变化的规律。若把流过点P向右的电流方向规定为正方向,则下列说法正确的是 ( )
A.在0~t1时间内,电场能增大,磁场能减小
B.在t1~t2时间内,P点的电势比Q点的电势高
C.在t2~t3时间内,电容器C处于充电过程中
D.在t3~t4时间内,电容器C的上极板带正电
5.【多选题】如图所示,L为一电阻可忽略的线圈,D为一灯泡,C为电容器,开关S处于闭合状态,灯泡D正常发光。现突然断开S,并开始计时,下列选项中能正确反映电容器a极板上电荷量q及LC电路中电流i(规定顺时针方向为正)随时间变化规律的是(图中q为正值表示a极板带正电) ( )
答案与分层梯度式解析
第四章 电磁振荡与电磁波
1 电磁振荡
基础过关练
1.CD 2.A 3.ABC 4.BC 5.D
1.CD 电容器上极板带正电;磁场方向向上,可判断出电路中电流方向为逆时针,即电流从电容器上极板流向电容器下极板,所以电容器正在放电,故选C、D。
2.A 根据安培定则,电流流向为由b到a,由于电容器上极板带正电,下极板带负电,故电容器正在充电,电荷量正在逐渐增加,电场增强,磁场减弱,磁场能正在逐渐减弱。故选A。
方法技巧 若电流流向负极板,则为放电过程;若电流流向正极板,则为充电过程。若题目已知电流产生的磁场的方向,则根据安培定则判断出电流的方向,然后可判断出是充电过程还是放电过程。
3.ABC 从图②到图③的过程中,电容器充电,电路中电流逐渐减小,线圈中磁场逐渐减弱,磁场能转化为电场能,选项A正确;在LC振荡电路中,电容器放电结束时,电场能全部转化为磁场能,故电路中的电流达到最大值,选项B正确;在一个振荡周期内,电场能向磁场能转化两次,磁场能向电场能也转化两次,选项C正确,D错误。
4.BC LC振荡电路的线圈内插入软铁棒时,线圈的自感系数L增大,由T=2π和f=知,选项B正确,A错误;电容器的电容不变,最大电荷量不变,故最大电压不变,最大电场能不变,最大磁场能不变,选项C正确,D错误。
易混易错 在LC振荡电路中,若振荡过程中无能量损失,也不受其他外界条件影响,此时的周期和频率叫作振荡电路的固有周期和固有频率,简称振荡电路的周期和频率,其大小只与电感L和电容C有关。
5.D 由LC振荡电路的频率公式f=可得,电容器的电容为C=,所以,可调电容器的最大电容和最小电容之比为===,故选D。
能力提升练
1.D 2.C 3.AC 4.D 5.BC
1.D 在t1时刻,根据安培定则,电流方向为由电容器负极板流向正极板,可知电容器正在充电,A错误;因为在t1时刻,电容器正在充电,从t1→t1+Δt,电场能增大,磁场能减小,电路中电流减小,B错误;在t2时刻,根据安培定则,电流方向为由电容器正极板流向负极板,可知电容器正在放电,从t2→t2+Δt,电容器所带电荷量减小,电容器两极板间电场减弱,电场能减小,磁场能增大,磁场增强,C错误,D正确。故选D。
2.C 由Q=CU可得,电容器两端电压与其所带电荷量成正比,所以A错误;电容器两端电压最大时所储存的电场能最大,所以B错误;已知线圈中的磁场能连续两次达到最大的时间间隔为0.01 s,则周期T=0.02 s,t=1.005 s=T时,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;t=1.00 s至t=1.01 s内,Δt=T,电容器先放电后反向充电,所以D错误。
3.AC 0~t1时间内,两极板所带的电荷量正在逐渐减小,电容器正在放电,LC振荡电路中的电流正在增大,A正确;t2、t4时刻两极板所带的电荷量最大,两极板间的电压最大,电场能最大,电路中电流最小,线圈产生的磁场最弱,B、D错误;t2~t3时间内,电容器所带的电荷量正在逐渐减小,电容器正在放电,电路中的电场能正向磁场能转化,C正确。故选A、C。
4.D 在0~t1时间内,电流增大,电容器放电,电场能转化为磁场能,A错误;在t1~t2时间内,电流减小,电容器正在充电,电路中的电流沿顺时针方向,电容器下极板带正电,上极板带负电,P点的电势比Q点的电势低,B错误;在t2~t3时间内,电流增大,电容器C处于放电过程中,C错误;在t3~t4时间内,电流减小,电容器正在充电,电路中的电流沿逆时针方向,电容器C的上极板带正电,D正确。故选D。
导师点睛 在电磁振荡中,电流对应磁场能,电流最大时磁场能最大;电容器所带电荷量对应电场能,电容器所带电荷量最大时电场能最大。电流为零,磁场能最小;电流从零逐渐增大到最大的过程中,磁场能增大,电场能减小;电流从最大逐渐减小到零的过程中,磁场能减小,电场能增大。
5.BC S处于闭合状态时,电容器两端的电压为零,根据Q=CU知,其所带的电荷量为零。断开S,线圈L中产生自感电动势,电容器C充电,此时LC电路中电流沿顺时针方向(正向)且最大,a板带负电,b板带正电,前周期内,充电电流逐渐减小,电容器极板上的电荷量逐渐增多。综上可知,B、C正确,A、D错误。
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第四章 电磁振荡与电磁波
1 电磁振荡
基础过关练
题组一 电磁振荡的产生
1.【经典题】【多选题】(2022福建龙岩第一中学月考)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.电容器正在充电
B.电路中电流沿顺时针方向
C.电容器正在放电
D.电路中电流沿逆时针方向
2.(2023重庆育才中学期中)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.电容器所带的电荷量正在逐渐增加
B.电流流向为由a到b
C.极板间的电场强度正在逐渐减小
D.磁场能正在逐渐增加
题组二 电磁振荡中的能量变化
3.【多选题】(2022黑龙江大庆实验中学期末)如图是教材讲解LC振荡电路中的一次周期性变化(从图①到图⑤),关于LC振荡电路描述正确的是 ( )
A.从图②到图③的过程是磁场能转化为电场能的过程
B.图②中电容器刚好放电结束,则振荡电路中电流达到最大值
C.在一个周期内,电场能向磁场能转化完成两次
D.在一个周期内,磁场能向电场能转化完成一次
题组三 电磁振荡的周期和频率
4.【多选题】把一根软铁棒插入LC振荡电路的线圈中,其他条件保持不变,则电路的 ( )
A.固有频率变大
B.固有周期变大
C.最大磁场能不变
D.最大电压增大
5.(2023广东汕头金山中学模拟)某收音机中的LC振荡电路,由固定线圈和可调电容器组成,能够产生频率为535 kHz到1 605 kHz的电磁振荡。则可调电容器的最大电容和最小电容之比为 ( )
A.∶1 B.2∶1 C.3∶1 D.9∶1
能力提升练
题组一 LC振荡电路各量变化的对应关系
1.(2023湖北武汉统考)无线充电技术有电磁感应式、磁共振耦合式、电磁谐振式等不同形式,它们各有千秋,但都使用了LC振荡电路。一LC振荡电路在t1和t2时刻自感线圈中磁感线方向和电容器极板带电情况如图所示。若t2-t1=,选取时间微元Δt(Δt→0),则下列说法正确的是 ( )
A.在t1时刻,电容器正在放电
B.从t1→t1+Δt,电路中电流增大
C.从t2→t2+Δt,自感线圈中磁场减弱
D.从t2→t2+Δt,电容器两极板间电场减弱
2.(2021浙江杭州长征中学期中)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0.01 s,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=1.005 s时,M点与N点的电势相等
D.t=1.00 s至t=1.01 s内,电容器一直放电
题组二 LC振荡电路中的图像问题
3.【经典题】【多选题】(2023天津静海月考)如图所示为LC振荡电路中,从t=0时刻开始描绘的平行板电容器所带的电荷量q随时间t的变化规律。则下列说法正确的是 ( )
A.0~t1时间内,LC振荡电路中的电流正在增大
B.t2时刻线圈产生的磁场最强
C.t2~t3时间内,电路中的电场能正向磁场能转化
D.t4时刻,两极板之间的电场能最小
4.【经典题】(2023山西晋中阶段测试)如图所示是LC振荡电路和通过点P的电流随时间变化的规律。若把流过点P向右的电流方向规定为正方向,则下列说法正确的是 ( )
A.在0~t1时间内,电场能增大,磁场能减小
B.在t1~t2时间内,P点的电势比Q点的电势高
C.在t2~t3时间内,电容器C处于充电过程中
D.在t3~t4时间内,电容器C的上极板带正电
5.【多选题】如图所示,L为一电阻可忽略的线圈,D为一灯泡,C为电容器,开关S处于闭合状态,灯泡D正常发光。现突然断开S,并开始计时,下列选项中能正确反映电容器a极板上电荷量q及LC电路中电流i(规定顺时针方向为正)随时间变化规律的是(图中q为正值表示a极板带正电) ( )
答案与分层梯度式解析
第四章 电磁振荡与电磁波
1 电磁振荡
基础过关练
1.CD 2.A 3.ABC 4.BC 5.D
1.CD 电容器上极板带正电;磁场方向向上,可判断出电路中电流方向为逆时针,即电流从电容器上极板流向电容器下极板,所以电容器正在放电,故选C、D。
2.A 根据安培定则,电流流向为由b到a,由于电容器上极板带正电,下极板带负电,故电容器正在充电,电荷量正在逐渐增加,电场增强,磁场减弱,磁场能正在逐渐减弱。故选A。
方法技巧 若电流流向负极板,则为放电过程;若电流流向正极板,则为充电过程。若题目已知电流产生的磁场的方向,则根据安培定则判断出电流的方向,然后可判断出是充电过程还是放电过程。
3.ABC 从图②到图③的过程中,电容器充电,电路中电流逐渐减小,线圈中磁场逐渐减弱,磁场能转化为电场能,选项A正确;在LC振荡电路中,电容器放电结束时,电场能全部转化为磁场能,故电路中的电流达到最大值,选项B正确;在一个振荡周期内,电场能向磁场能转化两次,磁场能向电场能也转化两次,选项C正确,D错误。
4.BC LC振荡电路的线圈内插入软铁棒时,线圈的自感系数L增大,由T=2π和f=知,选项B正确,A错误;电容器的电容不变,最大电荷量不变,故最大电压不变,最大电场能不变,最大磁场能不变,选项C正确,D错误。
易混易错 在LC振荡电路中,若振荡过程中无能量损失,也不受其他外界条件影响,此时的周期和频率叫作振荡电路的固有周期和固有频率,简称振荡电路的周期和频率,其大小只与电感L和电容C有关。
5.D 由LC振荡电路的频率公式f=可得,电容器的电容为C=,所以,可调电容器的最大电容和最小电容之比为===,故选D。
能力提升练
1.D 2.C 3.AC 4.D 5.BC
1.D 在t1时刻,根据安培定则,电流方向为由电容器负极板流向正极板,可知电容器正在充电,A错误;因为在t1时刻,电容器正在充电,从t1→t1+Δt,电场能增大,磁场能减小,电路中电流减小,B错误;在t2时刻,根据安培定则,电流方向为由电容器正极板流向负极板,可知电容器正在放电,从t2→t2+Δt,电容器所带电荷量减小,电容器两极板间电场减弱,电场能减小,磁场能增大,磁场增强,C错误,D正确。故选D。
2.C 由Q=CU可得,电容器两端电压与其所带电荷量成正比,所以A错误;电容器两端电压最大时所储存的电场能最大,所以B错误;已知线圈中的磁场能连续两次达到最大的时间间隔为0.01 s,则周期T=0.02 s,t=1.005 s=T时,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;t=1.00 s至t=1.01 s内,Δt=T,电容器先放电后反向充电,所以D错误。
3.AC 0~t1时间内,两极板所带的电荷量正在逐渐减小,电容器正在放电,LC振荡电路中的电流正在增大,A正确;t2、t4时刻两极板所带的电荷量最大,两极板间的电压最大,电场能最大,电路中电流最小,线圈产生的磁场最弱,B、D错误;t2~t3时间内,电容器所带的电荷量正在逐渐减小,电容器正在放电,电路中的电场能正向磁场能转化,C正确。故选A、C。
4.D 在0~t1时间内,电流增大,电容器放电,电场能转化为磁场能,A错误;在t1~t2时间内,电流减小,电容器正在充电,电路中的电流沿顺时针方向,电容器下极板带正电,上极板带负电,P点的电势比Q点的电势低,B错误;在t2~t3时间内,电流增大,电容器C处于放电过程中,C错误;在t3~t4时间内,电流减小,电容器正在充电,电路中的电流沿逆时针方向,电容器C的上极板带正电,D正确。故选D。
导师点睛 在电磁振荡中,电流对应磁场能,电流最大时磁场能最大;电容器所带电荷量对应电场能,电容器所带电荷量最大时电场能最大。电流为零,磁场能最小;电流从零逐渐增大到最大的过程中,磁场能增大,电场能减小;电流从最大逐渐减小到零的过程中,磁场能减小,电场能增大。
5.BC S处于闭合状态时,电容器两端的电压为零,根据Q=CU知,其所带的电荷量为零。断开S,线圈L中产生自感电动势,电容器C充电,此时LC电路中电流沿顺时针方向(正向)且最大,a板带负电,b板带正电,前周期内,充电电流逐渐减小,电容器极板上的电荷量逐渐增多。综上可知,B、C正确,A、D错误。
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