高中物理 粤教版选修3-4 课后作业 3.1电磁振荡 Word版含解析

电磁振荡
1．(多选)关于LC振荡电路中电容器两极板上的电荷量，下列说法正确的是(　　)
A．电荷量最大时，线圈中振荡电流也最大
B．电荷量为零时，线圈中振荡电流最大
C．电荷量增大的过程中，电路中的磁场能转化为电场能
D．电荷量减少的过程中，电路中的磁场能转化为电场能
【解析】　电磁振荡过程中，电容器电荷量最大时，振荡电流为零，A错；电荷量为零时，放电结束，振荡电流最大，B正确；电荷量增大的过程，即是电容器的充电过程，磁场能正在转化为电场能，故C正确；同理分析，D错．
【答案】　BC
2．LC振荡电路中，在电容器充电完毕但未开始放电的瞬间，下述说法正确的是(　　)
A．线圈中的电流最大
B．电容器两极板间的电场能最强
C．线圈中的磁场能最强
D．电容器极板上的电荷量为零
【解析】　电容器充电完毕但未开始放电的瞬间，振荡电流为零，磁场能为零，电容器极板上的电荷量最多，电场能最强，故B正确．
【答案】　B
3．如图(a)所示，在LC振荡电路中，通过P点的电流变化规律如图(b)所示，且把通过P点向右的方向规定为电流i的正方向，则(　　)
A．0.5 s至1 s时间内，电容器C在放电
B．0.5 s至1 s时间内，电容器C的上极板带正电
C．1 s至1.5 s时间内，Q点的电势比P点的电势高
D．1 s至1.5 s时间内，电场能正在转变成磁场能
【解析】　0.5 s至1 s时间内，振荡电流是充电电流，充电电流是由负极板流向正极板；1 s至1.5 s时间内，振荡电流是放电电流，放电电流是由正极板流向负极板，由于电流为负值，所以由Q流向P.
【答案】　CD
4．已知LC振荡电路中电容器极板1上的电荷量随时间变化的曲线如图所示，则(　　)
A．a、c两时刻电路中电流最大，方向相同
B．a、c两时刻电路中电流最大，方向相反
C．b、d两时刻电路中电流最大，方向相同
D．b、d两时刻电路中电流最大，方向相反
【解析】　电磁振荡过程中，电容器极板电荷量最大时，振荡电流为零，故A、B均错；而极板电荷量为零时，振荡电流最大，b、d两点分别代表正、反向放电结束的时刻，故电流方向相反，C错、D正确．
【答案】　D
5．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图线(　　)
A．t1～t2时间内，电路中电流不断增大
B．t2～t3时间内，电场能越来越小
C．t3时刻，磁场能为零
D．t3时刻电流方向要改变
【解析】　由图知t1～t2时间内，电容器两端电压增大，电容器充电，电流减小，A错；t2～t3两端电压减小，电场能转化为磁场能，B对；t3时刻回路中磁场能最大，电流方向不变，C、D两项都错．
【答案】　B
6．在LC振荡电路中，电容器上的带电量从最大值变化到零所需的最短时间是(　　)
A.　 B.
C．π D．2π
【解析】　LC振荡电路的周期T＝2π ，其电容器上的带电荷量从最大值变化到零的最短时间t＝T/4，故t＝ .
【答案】　B
7．LC振荡电路的周期为T，频率为f.若将线圈的自感系数增为原来的2倍，可变电容器的电容也增为原来的2倍，则此振荡电路的周期将变为________，频率将变为__________________．
【解析】　由题意L′＝2L，C′＝2C，则周期T′＝2π＝4π＝2T，频率f′＝＝0.5f.
【答案】　2T　0.5f
[能力提升练]
8．如图所示为一LC振荡电路，线圈的电感量L＝2.5 mH，电容器的容量C＝4 μF.起初，电容器充电后上极板带正电荷，下极板带负电荷．设开关闭合的时刻t＝0，那么当t＝9×10－4s时，电容器的上极板带________(正或负)电荷，通过线圈的电流正在________(增大或减小)，此时电容器正在________(充电或放电)．
【解析】　振荡电流周期T＝2π＝6.28×10－4s.T＝1.57×10－4s,1T＜t＜1T，在t时刻，相对图所示状态，回路正处反向充电过程．
【答案】　负　减小　充电
9．实验室里有一水平放置的平行板电容器，知道其电容C＝1 μF.在两板带有一定电荷时，发现一粉尘恰好静止在两板间．手头上还有一个自感系数L＝0.1 mH的电感器，现连成如图所示电路，试分析以下两个问题：
(1)从S闭合时开始计时，经过π×10－5 s时，电容器内粉尘的加速度大小是多少？
(2)当粉尘的加速度为多大时，线圈中电流最大？
【解析】　(1)电键断开时，电容器内带电粉尘恰好静止，说明电场力方向向上，且F电＝mg，闭合S后，L、C构成LC振荡电路．
T＝2π ＝2π×10－5 s，经＝π×10－5 s时，电容器间的场强反向，电场力的大小不变，方向竖直向下，由牛顿第二定律得：a＝＝2g.
(2)线圈中电流最大时，电容器两极间的场强为零，由牛顿第二定律可得：a＝＝g，方向竖直向下．