3.1电磁振荡 达标作业（解析版)

3.1电磁振荡
达标作业（解析版)
1．如图所示表示LC振荡电路某时刻的情况，以下说法错误的是( )
A．电容器正在充电 B．电感线圈中的电流正在增加
C．电感线圈中的磁场能正在增加 D．此时刻自感电动势正在阻碍电流增大
2．关于电磁场理论，下列说法中正确的是（　 　）
A．在电场的周围空间一定产生磁场
B．任何变化的电场周围空间一定产生变化的磁场
C．均匀变化的电场周围空间一定产生变化的磁场
D．振荡电场在周围空间产生变化的磁场
3．如图所示，L为电阻不计的自感线圈，已知LC电路振荡周期为T，开关S闭合一段时间。S断开时开始计时，当t=3T/8时，L内部磁感应强度的方向和电容器极板间电场强度的方向分别为(　　)
A．向下、向下
B．向上、向下
C．向上、向上
D．向下、向上
4．如图所示，LC振荡电路的导线及自感线圈的电阻忽略不计，某瞬间回路中电流方向如箭头所示，且此时电容器的极板A带正电荷，则该瞬间（　　）
A．电流i正在增大，线圈L中的磁场能也正在增大
B．电容器两极板间电压正在增大
C．电容器带电量正在减小
D．线圈中电流产生的磁场的磁感应强度正在增强
5．如图所示，LC振荡电路的导线及自感线圈的电阻不计，在图示状态回路中电流方向如箭头所示，且此时电容器C的极板A带正电荷，则该状态
A．电流i正在增大
B．电容器带电量正在增加
C．电容器两极板间电压正在减小
D．线圈中电流产生的磁场的磁感应强度正在增大
6．如图所示，L是直流电阻可以忽略的电感线圈，LC振荡电路工作时的周期为T，在t=0时断开电键K，则在0到T/4这段时间内，下列叙述正确的是
A．电容器C放电，A板上正电荷逐渐减小，LC回路中电流逐渐增大，当t=T/4时电流达到最大
B．电容器C放电，A板上正电荷逐渐减少，LC回路中电流逐渐减小，t=0时放电电流最大
C．电容器C被充电，B板上正电荷逐渐增多，LC回路中电流逐渐减小，到t=T/4时电流为零
D．电容器C被充电，A板上正电荷逐渐增多，LC回路中电流逐渐减小，到t=T/4时电流为零
7．某个智能玩具的声响开关与LC电路中的电流有关，如图所示为玩具内的LC振荡电路部分.已知线圈自感系数L＝2.5×10—3H，电容器电容C＝，在电容器开始放电时(取t＝0)，上极板带正电，下极板带负电，则
A．LC振荡电路的周期
B．当时，电容器上极板带正电
C．当时，电路中电流方向为顺时针
D．当 时，电场能正转化为磁场能
8．如图为 LC 振荡电路中电流随时间变化的图象，则（　　）
A．0﹣t1时间内，磁场能在增加
B．t1﹣t2时间内，电容器处于放电状态
C．t2﹣t3时间内，电容器两板间电压在减小
D．t3﹣t4时间内，线圈中电流变化率在增大
9．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．电容器正在放电
C．磁场能正在向电场能转化 D．极板间的场强在减小
10．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，电容器上极板带负电
D．若磁场正在增强，则电容器正在充电，电流方向由 a 向 b
11．如图所示的振荡电路中，线圈自感系数L=0.5H， 电容器电容C=2μF， 现使电容器上极板带正电，从接通电键K时刻算起。
（1）当t=3.0×10﹣2s时，电路中电流方向如何？
（2）经过多长时间，线圈中的磁场能第一次达到最大？
12．有一LC振荡电路，线圈自感系数的变化范围是0.1~0.4mH,电容器电容的变化范围是4~9pF，试求该电路产生的振荡电流的频率的变化范围．
13．为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器C置于储罐中，电容器可通过开关S与线圈L或电源相连，如图所示．当开关从a拨到b时，由L与C构成的回路中产生周期的振荡电流．当罐中的液面上升时电容器的电容________．LC回路的振荡频率________．
14．如图LC振荡回路中振荡电流的周期T=2×10﹣2s．自振荡电流沿反时针方向达最大值时开始计时，当t=3.4×10﹣2s时，电容器正处于________状态（填“充电”、“放电”、“充电完毕”或“放电完毕”）．这时电容器的上极板________（填“带正电”、“带负电”或“不带电”）．
参考答案
1．A
【解析】
【详解】
图示时刻，电容器上极板带正电；由右手定则可知，此时电流正在增大；故可知电容器放电时，电流在增大，电容器上的电荷量减小，电容器两极板间的电压正在减小，电场能转化为磁场能，线圈中的感应电动势总是阻碍电流的增大。
A．电容器正在充电，与结论不相符，选项A错误，符合题意；
B．电感线圈中的电流正在增加，与结论相符，选项B正确，不符合题意；
C．电感线圈中的磁场能正在增加，与结论相符，选项C正确，不符合题意；
D．此时刻自感电动势正在阻碍电流增大，与结论相符，选项D正确，不符合题意；
故选A。
2．D
【解析】
根据麦克斯韦理论可知，均匀变化的电场将产生稳定的磁场，均匀变化的磁场产生稳定的电场，故A、B、C错误；同理根据电磁理论可知，振荡电场在周围空间产生同样频率的振荡磁场，故D正确．故选D．
【点睛】麦克斯韦电磁理论在物理中有着划时代的意义，要明确其内容和应用．
3．B
【解析】
【详解】
开关闭合时，电容器充电，下极板为正极板；S断开后，电容器与电感L组成振荡电路，电容的变化为周期性变化，如图所示；
则由图可知，电容器正在充电，此时上极板为正，电场方向向下；线圈中电流由下向上，故由右手螺旋定则可知，磁场向上；故选B。
4．B
【解析】
试题分析：A、根据图示电路知，该LC振荡电路正在充电，电流在减小，磁场能转化为电场能．故A错误．
B、电容器的带电量在增大，根据U=，知电容器两极板间的电压正在增大．故B正确，C错误．
D、充电的过程，磁场能转化为电场能，电流在减小，所以线圈中电流产生的磁场的磁感应强度正在减小．故D错误．
故选B．
5．B
【解析】
【详解】
A. 根据图示电路知，该LC振荡电路正在充电，电流在减小，磁场能转化为电场能。A错误。
B. 电路充电，电容器的带电量在增大，B正确。
C. 电容器的带电量在增大，根据 得出，电压在增大，C错误。
D. 充电的过程，电量在增加；磁场能转化为电场能，电流在减小，所以线圈中电流产生的磁场的磁感应强度正在减小，D错误。
6．C
【解析】开关闭合时，通过L的电流从上往下，电容器带电量为零；在t=0时断开电键K，则在0到T/4这段时间内，则电容器C被充电，B板上正电荷逐渐增多，LC回路中电流逐渐减小，到t=T/4时电流为零，故选项C正确，ABD错误；故选C.
7．C
【解析】
【详解】
A项：由公式，故A错误；
B项：当，即电容器先放电再反向充电，所以电容器上极板带负电，故错误；
C、D项：当即，即电容器处于反向充电过程，所以电流方向为顺时针，磁场能正在转化为电场能，故C正确，D错误。
8．B
【解析】A.?0?t1时间内电路中的电流不断减小，说明电容器在不断充电，则磁场能向电场能转化，磁场能在减小，故A错误；
B. 在t1到t2时间内电路中的电流不断增大，说明电容器在不断放电，故B正确；
C. 在t2到t3时间内，电路中的电流不断减小，说明电容器在不断充电，则电容器两板间电压在增大，故C错误；
D. 电流变化率就是i?t图象的斜率，由图可知,在t3?t4时间内，图象的斜率在变小，因此线圈中电流变化率在减小，故D错误；
故选：B.
9．C
【解析】
【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，电容器上的电荷量正在增大，极板间的场强在增大，磁场能正在向电场能转化．故C正确，ABD错误．
10．B
【解析】
【详解】
由安培定则可知，电流方向由b向a；若磁场正在减弱，可知电容器处于充电状态，电场能正在增大，电流由b向a，所以电容器下极板带正电，电容器上极板带负电．故A错误，B正确；若磁场正在增强，可知电容器处于放电状态，电场能正在减小,电流由b向a，所以电容器上极板带正电．故CD错误.
11．（1）顺时针方向电流 （2）
【解析】
(1)LC回路振荡的周期：
当t＝3.0×10－2 s时，t＝4.78T，即，
此时电容器正处于正向充电阶段，所以电流方向为顺时针．
(2)当接通开关S时，电容器开始放电，当电场能完全转化为磁场能时，磁场能第一次达到最大，此时
【点睛】该题考查振荡电路产生的振荡电流周期公式，及Q=CU，公式的理解与应用．
12．
【解析】
【详解】
由振荡电路的周期
周期的频率的关系
联立得：
可知当L和C最小时，f最大，有：
当L和C最大时，f最小，有：
故频率的范围为：
【点睛】
根据求出最大频率和最小频率，从而确定取值范围。
13．增大　减小
【解析】
【详解】
当罐中液面上升时，电容器极板间的介电常数变大，则电容器的电容C增大，根据T＝2π，可知LC回路的振荡周期T变大，又f＝，所以振荡频率变小．
【点睛】
本题要注意两块平行金属板构成的电容器C的中间的液体就是一种电介质，液体的高度越高，相当于插入的电介质越多，电容越大．属于简单题．
14． 充电 正电
【解析】
【分析】
LC振荡电路中电流变化一个周期过程（设t=0时刻，电流为零，电容器上极板带正电）：①,电流逆时针逐渐增加,时刻达到最大值，放电完毕；②,电流逆时针逐渐减小,时刻减为零，反向充电完毕；③,电流顺时针增加，时刻达到最大值，反向放电完毕；④,电流顺时针减为零，正向充电完毕．
【详解】
LC振荡回路中振荡电流的周期T=2×10-2s，t=0时刻振荡电流沿逆时针方向达最大值，即分析中的时刻；t=3.4×10-2s=1.7T，与分析中的中间某时刻相同，电容器在正向充电，电容器的上极板 带正电．
【点睛】
本题关键是明确LC振荡电路一个周期内电流和电容器带电量的变化情况.