邻水县第二中学2019-2020学年高中物理教科版选修3-4：3.1电磁振荡 巩固练习（含解析）

3.1电磁振荡
1．如图所示是LC振荡电路及其中产生的振荡电流随时间变化的图象，电流的正方向规定为顺时针方向，则在到时间内，电容器C的极板上所带电量及其变化情况是　　
A．上极板带正电，且电量逐渐增加
B．上极板带正电，且电量逐渐减小
C．下极板带正电，且电量逐渐增加
D．下极板带正电，且电量逐渐减小
2．要使LC振荡电路的周期增大一倍，可采用的办法是
[
]
A．自感L和电容C都增大一倍
B．自感L和电容C都减小一半
C．自感L增大一倍且电容C减小一半
D．自感L减小一半且电容C增大一倍
3．振荡电路的振荡周期为时刻电流方向如图所示,此时电容器不带电．下列图象正确的是（
）
A．B．
C．D．
4．如图所示的LC振荡电路中，某时刻电流i的方向为顺时针，则以下判断正确的是
A．若A板带正电，则电流i在增大
B．若电容器在放电，则电流i在减小
C．若电流i减小，则线圈两端电压减小
D．若只减小电容C，则振荡电流周期变小
5．在回路中电容器两端的电压随时刻变化的关系如图所示，则（
）
A．在时刻，电路中的电流最大
B．在时刻，电路中的磁场能最大
C．从时刻至，电路中的电场能不断减小
D．从时刻至，电容器的带电荷量不断增大
6．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．电容器两极板间电压正在增大
B．电流i正在增大，线圈L中的磁场能也正在增大
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
7．在LC振荡电路中，和时电感线圈中的磁感线和电容器中的极板带电情况如图所示，若，则下列说法中正确的是　　
A．在时刻电容器正在充电
B．在时刻电容器正在充电
C．在时刻电路中的电流处在增大状态
D．在时刻电路中的电流处在增大状态
8．如图所示为某时刻振荡电路所处的状态，已知电容器中的电场方向与线圈中的磁场方向都向上，则该时刻（
）
A．振荡电流正在增大
B．电容器正在充电
C．磁场能正在向电场能转化
D．电场能正在向磁场能转化
9．如图所示,将开关S由b扳到a开始计时,在电流振荡了半个周期时,电路中(　　)
A．电容器C里的电场强度最强,电场强度方向向上
B．线圈L周围磁场最强
C．线圈中的磁感应强度为零
D．电场能开始向磁场能转化
10．如图所示为LC回路发生电磁振荡的某一过程，在这过程中（
）
A．电容器正在充电
B．回路中的振荡电流正在增大
C．回路中电场能正向磁场能转化
D．线圈中的自感电动势与振荡电流同向
11．用如图所示的LC电路，可以产生电磁振荡．设其中所用电容器的电容为C、线圈的自感系数为L，则该电路辐射电磁波的频率为____．
12．在LC振荡电路中，如已知电容C，并测得电路的固有振荡周期为T，即可求得电感L．为了提高测量精度，需多次改变C值并测得相应的T值．现将测得的六组数据标示在以C为横坐标，以T2为纵坐标的坐标纸上，即图中用“×”表示的点，如图所示．
(1)T、L、C的关系为____________________________．
(2)根据图中给出的数据点作出T2与C的关系图线______________．
13．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？
参考答案
1．B
【解析】
t1到t2时间内，电流为负且增大，即逆时针增大，说明该过程是放电的过程，且负电荷正由下极板向上极板移动，由此可知上极板带正电，且其所带正电荷量逐渐减小．所以选项B正确，ACD选项错误．故选B．
【点睛】
电容器具有储存电荷的作用，而线圈对电流有阻碍作用．同时掌握充放电过程中，会判定电流、电量、磁场、电场、电压如何变化．
2．A
【解析】
LC振荡电路的周期由自感系数和电容C决定，所以要想增大周期，就要改变自感和电容．
【详解】
根据：，周期要增大一倍，则LC乘积变为原来的4倍，所以A正确，BCD错误．
故答案选A．
【点睛】
本题解题关键是知道周期公式，由公式直接推出结果，属于基础题型，应熟练掌握．
3．D
【解析】
根据题意，t=0时刻，极板上电荷量为零，电场强度为零，电场能为零；磁场能最强，振荡电流最大，电容器即将进行反向充电．由于能量是标量，所以线圈中磁场能的图象应该在横轴上方．
故本题选D
4．D
【解析】
ABC．通过图示电流方向，知电容器在充电，则电容器上极板A带正电，下极B板带负电，振荡电流正在减小，电容器上的电荷量正在增加，由U=Q/C知AB两板间的电压在增加，线圈两端电压增加．故ABC错误．
D．根据可知，若只减小电容C，则振荡电流周期变小，选项D正确；
故选D．
点睛：解决本题的关键知道在LC振荡电路中，当电容器充电时，电流在减小，电容器上的电荷量增大，磁场能转化为电场能；当电容器放电时，电流在增大，电容器上的电荷量减小，电场能转化为磁场能．
5．B
【解析】由题图可知，
时刻电容器两端电压最高时，电路中振荡电流为零；
时刻电容器两端电压为零，电路中振荡电流最强，磁场能最大，A错误B正确；在至的过程中，电容器两板电压增加，必有电场能增加，C错误；而在至过程中，电容器两板电压减小，带电荷量同时减少，D错误．
6．A
【解析】
AB.
根据图示电路知，该LC振荡电路正在充电，电流在减小，电容器两极板间电压正在增大，磁场能转化为电场能．故A正确，B错误；
C．振荡电路正在充电，电容器的带电量在增大，故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：A.
7．BC
【解析】
由题图t1时刻感应电流的方向与放电电流方向相反，电流应增大，故此时正在放电；而t2时刻感应电流的方向与充电电流方向相同，电流应减小，此时电容器正在充电，故BC正确，AD错误．
8．BC
【解析】
由图可知电容器中的电场方向与线圈中的磁场方向都向上，同时根据右手螺旋定则，可以判断回路中电流为顺时针，电容器正在充电，振荡电流正在减小，磁场能正在向电场能转化，故BC正确，AD错误。
9．ACD
【解析】开关S与b接通给电容器充电,再与a接通,电容器通过线圈放电,经过时,正是电容器反向充电完毕时刻,此时电容器下极板带正电,故A正确;线圈中电流为零,故B错,C对;此后电容器又要放电,即由电场能转化为磁场能,故D正确。所以ACD正确，B错误。
10．AD
【解析】
ABC.图示时刻，电容器上极板带正电；由右手螺旋定则可知，电流流向正极，故说明电容器正在充电；此时电流正在减小；
磁场能正在转化为电场能；
故A正确，BC错误；
D.根据右手螺旋定则可知，线圈中的自感电动势与振荡电流同向；故D正确；
故选AD．
11．
【解析】
振荡电路的振荡周期，解得：．
12．(1)T＝2π(2)如图所示
【解析】
本题主要考查两点：一是考查学生能否根据正确的作图规则画出T2C图像(图像应尽量通过或靠近比较多的数据点，不通过图像的数据点应尽量较均匀地分布在图线的两侧)；二是考查学生的数形结合能力．学生需将LC回路的固有周期公式T＝2π变换成T2＝4π2LC，从而认识到T2C图线为一过坐标原点的直线(在本题中，横、纵坐标的起点不为零，图线在纵轴上有一正截距值)，图像的斜率为4π2L，L＝，只有正确作出图线，并得到L＝，才可以计算出L的测量平均值为0.035
1
H～0.038
9
H范围的某一数值．
13．（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．